得益于新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用,可可蓋煤礦建成國內(nèi)首個“5G+智能化建井”系統(tǒng),徹底改變了煤礦工人入地打井的傳統(tǒng)工藝,實(shí)現(xiàn)煤礦工人“打井不下井”——
可可蓋煤礦打井記
(資料圖片)
航拍位于榆林市榆陽區(qū)小紀(jì)汗鄉(xiāng)的可可蓋煤礦。 記者 王熙攝
千萬噸級的大型煤礦在國家能源保供中發(fā)揮著重要作用,但受傳統(tǒng)建井技術(shù)影響,建設(shè)周期往往較長,一般需要10年左右,有的光打井筒就耗費(fèi)近10年。
而地處毛烏素沙漠邊緣的可可蓋煤礦卻改寫了這一慣例:2018年辦理前期手續(xù),2021年開工建設(shè),2024年計(jì)劃投產(chǎn)。
是什么讓這座年產(chǎn)量1500萬噸的煤礦建井工期大幅縮短?5月中旬,記者走進(jìn)榆林市榆陽區(qū)小紀(jì)汗鄉(xiāng)可可蓋村一探究竟。
從榆林市中心城區(qū)出發(fā),驅(qū)車1個多小時,茫茫沙地之上,一個直徑達(dá)8.5米的巨大鉆機(jī)首先映入眼簾。
指著眼前的“龐然大物”,陜西延長石油榆林可可蓋煤業(yè)有限公司副總經(jīng)理、總工程師劉全輝說:“建井的本質(zhì)是解決‘入地難’的科學(xué)工程問題??煽缮w煤礦在我國西部地區(qū)首次采用鉆井法工藝,通過地面遠(yuǎn)程操控大型鉆機(jī)施工大深立井,實(shí)現(xiàn)‘一鉆完井,高效成井’的無人化作業(yè),建井效率大幅提高?!?/p>
從“0”到“1”,從理念到行動,從地上到地下,困難重重。
可可蓋煤礦井田位于陜北侏羅紀(jì)煤田榆橫礦區(qū)北部,具有強(qiáng)富水、易變形、遇水泥化等特性。按照傳統(tǒng)的鉆爆法建井模式,施工中容易引發(fā)突水、潰沙、坍塌等事故災(zāi)害。
經(jīng)過多次考察論證,延長石油提出“智能化建井,建智能礦井”的理念,采用敞開式全斷面掘進(jìn)機(jī)施工超長斜井和鉆井法工藝施工大深立井的建設(shè)方案,向“5G+智能化建井”技術(shù)的“深水區(qū)”探索創(chuàng)新。
在超長斜井施工中,原本應(yīng)用于水利、交通等施工現(xiàn)場的掘進(jìn)機(jī)出現(xiàn)在埋深500米的井下,5G信號無法跟隨掘進(jìn)機(jī)“同進(jìn)同退”。機(jī)器等信號,拖了打井的“后腿”。
“井下作業(yè),時間就是生命線。以往在建井時,基站延伸建設(shè)存在滯后性,機(jī)器得等信號,時常干一會兒,停一會兒?!敝袊?lián)通榆林分公司副總經(jīng)理張翔宇說。
為此,延長石油與陜西聯(lián)通歷時4年聯(lián)合攻關(guān),通過核心網(wǎng)、邊緣計(jì)算技術(shù)下沉,率先應(yīng)用“5G+精確定位”本安型融合基站,并在井下安裝“鏡狀”無源電磁超表面裝置,對5G信號進(jìn)行加強(qiáng)延伸,解決了信號“跟隨”難題。
在5G大帶寬、廣連接、低時延的助力下,敞開式全斷面掘進(jìn)機(jī)在井下快速推進(jìn),可可蓋煤礦創(chuàng)造了月進(jìn)尺812.6米的吉尼斯世界紀(jì)錄。同時,5G技術(shù)的多場景應(yīng)用滿足了可可蓋煤礦差異化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求,不僅減少后期網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本三分之一,累計(jì)節(jié)約成本60%,還提高建井效率3至5倍,縮短工期2年。
劉全輝算了一筆賬:“按照傳統(tǒng)建井技術(shù),可可蓋煤礦需要建5個立井,而現(xiàn)在只用建3個,2個斜井的井底還不用建車廠,加上使用鉆井法工藝全過程綠色施工等,各環(huán)節(jié)粗算下來節(jié)省投資20億元?!?/p>
得益于新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用,可可蓋煤礦建成國內(nèi)首個“5G+智能化建井”系統(tǒng),徹底改變了煤礦工人入地打井的傳統(tǒng)工藝,實(shí)現(xiàn)煤礦工人“打井不下井”。
37歲的張俊星是可可蓋煤礦機(jī)電部的一名員工。從事煤礦建井15年,張俊星對過往的“黑領(lǐng)”生活記憶猶新:井下潮濕陰暗、粉塵大,充滿危險(xiǎn),等干完活兒,渾身沾滿煤灰,“留白”的就只剩下眼睛和牙齒,洗澡都得洗好幾遍。
在可可蓋煤礦,張俊星的“夢想”照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。他笑著說:“現(xiàn)在,咱也成‘白領(lǐng)’了。坐在辦公室,一鍵啟動就能遠(yuǎn)程操控井下設(shè)備,安全又高效?!?/p>
去年6月,可可蓋煤礦“5G+智能化建井”項(xiàng)目通過中國煤炭工業(yè)協(xié)會鑒定,專家組認(rèn)為“該項(xiàng)目研究方法科學(xué),技術(shù)路線合理,研究成果整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平,建議進(jìn)一步加強(qiáng)推廣應(yīng)用?!比ツ昴甑祝煽缮w煤礦“5G+智能化建井”項(xiàng)目獲得第五屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽一等獎,成為我國能源行業(yè)唯一獲此殊榮的項(xiàng)目。
陜西延長石油榆林可可蓋煤業(yè)有限公司總經(jīng)理汪青倉說:“可可蓋煤礦‘5G+智能化建井’模式填補(bǔ)了智能化建井技術(shù)空白,創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)‘有人安全巡視、無人掘進(jìn)操作’的安全高效建井模式,讓創(chuàng)建本質(zhì)安全礦井成為可能?!?/p>
6月16日,可可蓋煤礦北一風(fēng)井開始鉆進(jìn)。忙完供電和設(shè)備安裝,張俊星說:“這是一期工程開鉆的最后一口立井,以后下井打井或許會成為歷史?!?/p>
中國工程院院士王雙明表示,當(dāng)前,我國煤炭資源開發(fā)由淺埋深向中深埋深轉(zhuǎn)變。可可蓋煤礦“5G+智能化建井”系統(tǒng)的成功實(shí)踐,為我國煤炭資源高效開發(fā)提供了可復(fù)制、能借鑒、能推廣的建井新模式。
“我們已經(jīng)接待了60多家煤礦企業(yè)前來調(diào)研學(xué)習(xí),智能化建井模式在陶忽圖煤礦等實(shí)現(xiàn)技術(shù)輸出?!蓖羟鄠}說,一路走來,質(zhì)疑、困惑和堅(jiān)守并存,但可可蓋煤礦人始終以勇立潮頭、爭當(dāng)時代弄潮兒的志向和氣魄攻克一個又一個難題,成功實(shí)現(xiàn)我國煤礦智能化建井基礎(chǔ)理論、技術(shù)裝備和工程實(shí)踐的新突破,引領(lǐng)我國煤礦智能化建設(shè)新方向。
中國工程院院士王國法說:“今后一段時期,我國相當(dāng)一部分新建礦井均位于山西、陜西、內(nèi)蒙古交界處,煤層埋深超過400米。同處地質(zhì)條件接近的鄂爾多斯盆地,可可蓋煤礦‘5G+智能化建井’模式為該地區(qū)礦井建設(shè)提供可復(fù)制模板,具有顯著的經(jīng)濟(jì)社會效益?!?/p>
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