文/楊景麟

“南美洲熱帶雨林中的一只蝴蝶，偶爾扇動幾下翅膀，可以在兩周以后引起美國得克薩斯州的一場龍卷風?！边@便是著名的“蝴蝶效應”。

巧合的是，源于一次關于煤礦巷道掘進的“理念振翅”，也引起了煤炭行業(yè)掘進裝備工藝的“顛覆效應”，打造出了陜煤榆北智能快掘“行業(yè)范本”，這個過程正如蝴蝶沖破卵蛹，振動雙翅，悄無聲息卻在“刻意間”改變了榆北，也為整個煤炭行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展史寫下濃墨重彩的一筆。

初心源自于“我們得做些什么”

“面對如此好的賦存條件，我們有必要更有義務得做些什么?！睅е@樣的初心，榆北人向著長期困擾煤炭行業(yè)的“采掘失衡”難題發(fā)起了挑戰(zhàn)。

一直以來，煤炭行業(yè)在采煤技術工藝迭代升級方面遠遠領先于掘進，掘進巷道準備滯后于回采速度；在自動化、智能化裝備方面，掘進裝備研發(fā)投入不足，導致“采掘失衡”問題進一步加劇。

面對采掘失衡問題，煤炭企業(yè)不得不組建更多的掘進隊伍來滿足采煤需求，但不服輸?shù)挠鼙比诉x擇蹚出一條充滿挑戰(zhàn)的新路子——打破行業(yè)壁壘，讓掘進走在采煤前面。

從“掘進”到“快掘”，一字之差，不只是速度的提高，更意味著要從“理論、裝備、工藝、標準”上全面突破。

柳暗花明又一村。2017年，正為如何推進掘進高效化發(fā)愁的陜煤榆北決策者，了解到陜煤集團陜北礦業(yè)神南產(chǎn)業(yè)公司引進了一臺掘錨一體機，其所帶來的“掘錨同步”先進理念，猶如黑夜中的一簇星火，吸引了他們的目光，看到希望的他們當即決定引進該設備并在所屬小保當公司投入應用。

但，這第一口螃蟹的美味，并不是那么容易享受的。

“這套設備因為自身設計存在缺陷，加之井下復雜地質(zhì)環(huán)境影響等一系列問題，經(jīng)歷三個多月，只掘進了170米，沒有發(fā)揮出預期效果，可以說失敗了。”時任榆北煤業(yè)公司總經(jīng)理石增武說道，“我們始終認為失敗并不可怕，要是停止，才是對初心的最大褻瀆。”

“變則通，通則久”。半年后，不折不撓的榆北人總結(jié)經(jīng)驗教訓，頂著外界壓力和質(zhì)疑做出了“再試一次”的決定。在第一套失敗的基礎上，經(jīng)過調(diào)研論證，進行了60余項技術和設備改造，智能快掘成套裝備1.0版帶著所有人的期待下井了……

但事與愿違，截割大塊無法破碎、轉(zhuǎn)載點堵煤、連續(xù)運輸、錨桿鉆孔角度等問題，成為了新的“絆腳石”。面對難題，快掘科研攻關團隊夜以繼日地反復改進。新設破碎裝置，解決了外運問題，增加泡沫除塵、可升降鏟板、自動導航等系統(tǒng)，形成了集探、掘、支、運于一體，較為成熟的機械化程度更高的快掘成套裝備2.0版。再次投入試驗后，取得了初步成效，實現(xiàn)了“掘錨同步”，創(chuàng)造了單巷日進91米、月單進2020米的陜煤集團最高紀錄。如今，月成巷1500米掘進進尺成為常態(tài)，準備采煤工作面時間較傳統(tǒng)掘進縮短了60%，生產(chǎn)班人數(shù)減少了50%。

隨著快掘團隊和裝備的不斷磨合，掘進進尺日漸提升，“解決采掘失衡”迎來了第一縷曙光。但榆北快掘團隊并不滿足于此，因為他們堅信，智能化才是徹底解決采掘失衡、實現(xiàn)安全生產(chǎn)的關鍵。

2020年10月，智能化快掘成套裝備3.0版應運而生，“更智能”成為該套設備最強標簽。該套設備僅五人就能完成“掘—鋪—支—破—運”一個循環(huán)的正規(guī)作業(yè)，實現(xiàn)了高精準機身定位導航、永久支護緊跟迎頭、6000米超長距離膠帶機連續(xù)不停機自動延伸等功能，創(chuàng)造性地破解了煤炭行業(yè)“采掘失衡、接續(xù)緊張”難題。

榆北緣何能做到？

2021年6月，對榆北人來說，格外難忘。成果鑒定會上，榆北首創(chuàng)的智能快掘系統(tǒng)，以“破解采掘失衡、解決同步支護”的重大突破，被鑒定為國際領先。

榆北快掘技術取得突破，他們緣何能做到？榆北人用一場場生動實踐，給出了答案——敢想敢改。

“敢想”源于初心堅定。榆北決策者和快掘攻關團隊始終認為現(xiàn)有裝備與快掘技術不相適應，傳統(tǒng)裝備自動化程度低、系統(tǒng)不協(xié)調(diào)、掘支不同步、勞動工序復雜、設備效能無法充分發(fā)揮，只有敢于打破思維定式，立足自主創(chuàng)新，走自動化、智能化、少人化發(fā)展之路，才是煤礦掘進的唯一出路。

“敢改”源于底氣十足?！霸趪鴥?nèi)外快掘設備引進后，要用，就得自己改，哪怕失敗，也要試一試?！睂嵺`證明，這條路，蹚對了！

榆北快掘團隊成功建立了大斷面煤巷快速掘進結(jié)構(gòu)模型，提出了快速掘進支護原理；研發(fā)出“掘—鋪—支—破—運”一體化平行作業(yè)成套裝備，解決了精準導向、自適應截割、自動化錨桿支護、高強度臨時支護、連續(xù)運輸、高效除塵等關鍵技術難題；優(yōu)化頂幫錨桿空間布置、施工順序，實施“掘—支—運”平行作業(yè)工藝，形成了榆北快速掘進工法，實現(xiàn)了大斷面煤巷快速掘進。

如今，陜煤榆北快掘成果已在陜西榆林、山西臨汾、呂梁、內(nèi)蒙古鄂爾多斯等多個礦區(qū)30余對礦井應用，得到了煤炭企業(yè)的一致好評，推廣應用前景廣闊。

2021年2月，榆北快掘項目制定團體標準《煤礦智能化快速掘進工藝標準》（T/ZKJXX 00013-2021）正式發(fā)布，讓榆北實踐成為行業(yè)中可復制、可借鑒、可推廣的新范本。同年12月，榆北煤業(yè)公司“榆神礦區(qū)大斷面煤巷快速掘進關鍵技術裝備”項目，被中國煤炭工業(yè)協(xié)會評為2021年度科學技術一等獎，榆北快掘再次成為行業(yè)焦點。

踐行“要進尺但更要安全”承諾

“要進尺，但我們更要安全”。心懷“人民至上、生命至上”的安全理念，榆北領導者向全體員工許下了承諾。

陜煤榆北煤業(yè)公司主要負責人指出，“盡最大的可能，把一些危險性系數(shù)比較高的、災害比較嚴重的、勞動強度比較大的作業(yè)崗位，全部用機器人換下來?！闭菐е@樣的使命，榆北人即使在智能快掘工藝裝備行業(yè)領先的前提下，也沒有停止探索。

2020年9月，在陜西煤業(yè)的主導下，榆北煤業(yè)聯(lián)合西安科技大學、西安煤機廠等單位，研發(fā)生產(chǎn)的護盾式智能掘進機器人系統(tǒng)在小保當公司進行工業(yè)性試驗。

護盾式掘進機器人全長14.5米，由截割滑臺、前后盾體、操作臺及液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成，完成掘進割煤后，整機“邁步式”向前行走。在小保當公司井下掘進現(xiàn)場，當巷道掘進從“人海戰(zhàn)術”升級為“智能遙控”，最直觀的感受是設備變大了，進尺提升了，人卻減少了。僅需四個月即可完成一條長度達6000米的巷道掘進，每條順槽施工可節(jié)省人工等成本費用約1160萬元，最多需八人就能讓工效提高三倍以上。

如果說快掘成套設備從無到有是“破蛹”時刻，那么少人則安正是“振翅”遠飛的目標。而如何盡可能地通過提升設備智慧化程度，達到“人減，進尺不減、效率不降”的目標，則是榆北下一階段智能快掘的突破方向。

傳承“只爭唯一”的信念

“未來，我們將繼續(xù)致力于智能快掘關鍵技術及裝備的研發(fā)，為我國煤礦智能化建設貢獻陜煤力量?！?021年10月，石增武代表陜煤榆北煤業(yè)公司匯報“榆神礦區(qū)大斷面煤巷快速掘進關鍵技術與裝備”項目時說道。

粗糲能甘，紛華不染。對榆北快掘團隊來說，不論是智能快掘成套裝備的迭代升級，還是護盾式掘進機器人的成功應用，抑或是對“洋設備”的大膽改造，在改設備的同時也是在改造他們自己。正如石增武所說：“榆北煤業(yè)必須組建一支自有的高素質(zhì)掘進隊伍，才能掌握礦井生產(chǎn)的主動權(quán)。”

帶著這樣的使命，2019年1月，曹家灘公司智能快掘科研團隊成立，肩負做好公司智能化快掘成套裝備的使用和改造任務。該團隊現(xiàn)有員工140人，平均年齡只有31歲，均是來自生產(chǎn)、機電、地質(zhì)等方面的高學歷高素質(zhì)技能人才。小保當公司則以高素質(zhì)大學生為基礎，抽調(diào)區(qū)隊熟練技術骨干，共同組成了智能快掘技術攻關團隊，聯(lián)合高端制造商、國內(nèi)專業(yè)院校，共同針對掘進成套設備進行技術升級。

未來，物聯(lián)網(wǎng)集成、輔助工序自動化等關鍵技術，將會成為智能快掘成套裝備的最強助力，“一次成巷”也將在榆北成為現(xiàn)實，“榆北快掘標準”將再一次領跑行業(yè)。