源于一次關(guān)于煤礦巷道掘進(jìn)的“理念振翅”，引起了煤炭行業(yè)掘進(jìn)裝備工藝的“顛覆效應(yīng)”，打造出了陜煤榆北智能快掘“行業(yè)范本”。這個(gè)過(guò)程正如蝴蝶沖破卵蛹，振動(dòng)雙翅，悄無(wú)聲息地，卻在“刻意間”，改變了榆北，也為整個(gè)煤炭行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展綴上濃墨重彩的一筆。
全國(guó)首套護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)器人在榆北小保當(dāng)公司地面試運(yùn)轉(zhuǎn)
初心源自于“我們得做些什么”
“面對(duì)如此好地賦存條件，我們有必要更有義務(wù)得做些什么”，帶著這樣的初心，榆北人向著長(zhǎng)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(lái)，煤炭行業(yè)在采煤技術(shù)工藝迭代升級(jí)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于掘進(jìn)，掘進(jìn)巷道準(zhǔn)備滯后于回采速度；在自動(dòng)化、智能化裝備方面，掘進(jìn)裝備研發(fā)投入不足，導(dǎo)致“采掘失衡”問(wèn)題進(jìn)一步加劇。
面對(duì)采掘失衡問(wèn)題，煤炭企業(yè)不得不組建更多的掘進(jìn)隊(duì)伍來(lái)滿(mǎn)足采煤需求，但不服輸?shù)挠鼙比诉x擇蹚出一條孤獨(dú)而充滿(mǎn)挑戰(zhàn)的新路子——打破行業(yè)壁壘，讓掘進(jìn)走在采煤前面。
從“掘進(jìn)”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(biāo)準(zhǔn)”上全面突破。
柳暗花明又一村。2017年，正愁如何推進(jìn)掘進(jìn)高效化的陜煤榆北決策者，了解到神南產(chǎn)業(yè)公司引進(jìn)了一臺(tái)掘錨一體機(jī)，其所帶來(lái)的“掘錨同步”先進(jìn)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(dāng)即決定引進(jìn)該設(shè)備并在小保當(dāng)公司投入應(yīng)用。
“這套設(shè)備因?yàn)樽陨碓O(shè)計(jì)存在缺陷，加之井下復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境影響等一系列問(wèn)題，經(jīng)歷3個(gè)多月，卻只掘進(jìn)了170米，沒(méi)有發(fā)揮出預(yù)期效果，可以說(shuō)失敗了?！睍r(shí)任榆北煤業(yè)公司總經(jīng)理石增武說(shuō)道?！拔覀兪冀K認(rèn)為失敗并不可怕，要是停止，才是對(duì)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(yàn)教訓(xùn)，頂著外界壓力和質(zhì)疑作出了“再試一次”的決定。在第一套失敗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)調(diào)研論證，進(jìn)行了60余項(xiàng)技術(shù)和設(shè)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(wú)法破碎、轉(zhuǎn)載點(diǎn)堵煤、連續(xù)運(yùn)輸、錨桿鉆孔角度等問(wèn)題，成為了新的“絆腳石”。
“因?yàn)樵O(shè)備是單一設(shè)備，沒(méi)有跟機(jī)的破碎裝置，更沒(méi)有配套的連續(xù)運(yùn)輸皮帶，這些問(wèn)題不解決，它的進(jìn)尺就上不去”時(shí)任曹家灘公司掘進(jìn)區(qū)副區(qū)長(zhǎng)康中山說(shuō)道?！拔覀冇珠_(kāi)始對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，那會(huì)兒沒(méi)日沒(méi)夜，但是感覺(jué)不到累，因?yàn)榻?jīng)過(guò)初步檢驗(yàn)，我們感覺(jué)這事兒有戲?！?
經(jīng)過(guò)快掘科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)夜以繼日地反復(fù)改進(jìn)，加入了破碎裝置，解決了外運(yùn)問(wèn)題，更增加了泡沫除塵、可升降鏟板、自動(dòng)導(dǎo)航等系統(tǒng)，達(dá)到集探、掘、支、運(yùn)于一體，較為成熟的機(jī)械化程度更高的快掘成套裝備2.0版。再次投入試驗(yàn)后，初步取得成效，實(shí)現(xiàn)了“掘錨同步”，創(chuàng)造了單巷日進(jìn)91米、月單進(jìn)2020米的陜煤集團(tuán)最好紀(jì)錄。如今月成巷1500米掘進(jìn)進(jìn)尺成為常態(tài)，準(zhǔn)備采煤工作面時(shí)間較傳統(tǒng)掘進(jìn)縮短了60%，生產(chǎn)班人數(shù)減少了50%。
隨著快掘團(tuán)隊(duì)和裝備的不斷磨合，掘進(jìn)進(jìn)尺日漸提升，“解決采掘失衡”迎來(lái)了第一縷曙光。但愛(ài)“折騰”的快掘團(tuán)隊(duì)并不滿(mǎn)足于此，因?yàn)樗麄儓?jiān)信，智能化才是徹底解決采掘失衡，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)。
越是取得成績(jī)的關(guān)鍵時(shí)刻，榆北人越是頭腦冷靜、目標(biāo)清晰。2020年10月，智能化快掘成套裝備3.0版應(yīng)運(yùn)而生，充分吸取前兩代設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，“更智能”成為該套設(shè)備最強(qiáng)標(biāo)簽。
僅5人就能完成“掘-鋪-支-破-運(yùn)”一個(gè)循環(huán)的正規(guī)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了高精準(zhǔn)機(jī)身定位導(dǎo)航、永久支護(hù)緊跟迎頭、6000米超長(zhǎng)距離膠帶機(jī)連續(xù)不停機(jī)自動(dòng)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，用掘進(jìn)司機(jī)的話(huà)來(lái)說(shuō)“現(xiàn)在我只要?jiǎng)觿?dòng)手指頭，掘進(jìn)任務(wù)就完成了?！?
全國(guó)首套護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)器人在榆北小保當(dāng)調(diào)度中心進(jìn)行遠(yuǎn)程控制
榆北緣何能做到？
2021年6月，對(duì)榆北人來(lái)說(shuō)，格外難忘，成果鑒定會(huì)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(hù)”重大突破，被鑒定為國(guó)際領(lǐng)先。
2020年11月，陜煤榆北煤業(yè)成功承辦全國(guó)煤礦快速掘進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)交流會(huì)。會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)的專(zhuān)家云集，不論是上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心還是與會(huì)同行的關(guān)注，都是對(duì)榆北快掘事業(yè)最大的褒獎(jiǎng)。同行問(wèn)的最多的便是：榆北緣何能做到？
榆北人用一場(chǎng)場(chǎng)生動(dòng)實(shí)踐，給出了緣由——“敢想敢改”。
“敢想”源于初心堅(jiān)定。榆北決策者和快掘攻關(guān)團(tuán)隊(duì)始終認(rèn)為現(xiàn)有裝備與快掘技術(shù)不相適應(yīng)，傳統(tǒng)裝備自動(dòng)化程度低、系統(tǒng)不協(xié)調(diào)、掘支不同步，勞動(dòng)工序復(fù)雜，設(shè)備效能無(wú)法充分發(fā)揮，敢于打破思維定式，立足自主創(chuàng)新，走自動(dòng)化、智能化、少人化才是煤礦掘進(jìn)唯一出路。
“敢改”源于底氣十足?！霸趪?guó)內(nèi)外快掘設(shè)備引進(jìn)后，要用，就得自己改，哪怕失敗，也要試上一試?！睂?shí)踐證明，這條路，蹚對(duì)了！榆北快掘團(tuán)隊(duì)成功建立了大斷面煤巷快速掘進(jìn)結(jié)構(gòu)模型，提出了快速掘進(jìn)支護(hù)原理；研發(fā)出“掘-鋪-支-破-運(yùn)”一體化平行作業(yè)成套裝備，解決了精準(zhǔn)導(dǎo)向、自適應(yīng)截割、自動(dòng)化錨桿支護(hù)、高強(qiáng)度臨時(shí)支護(hù)、連續(xù)運(yùn)輸、高效除塵等關(guān)鍵技術(shù)難題；優(yōu)化了頂幫錨桿空間布置、施工順序，提出了“掘-支-運(yùn)”平行作業(yè)工藝，形成了榆北快速掘進(jìn)工法，實(shí)現(xiàn)了大斷面煤巷快速掘進(jìn)。
現(xiàn)在，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(gè)礦區(qū)30余對(duì)礦井應(yīng)用，得到煤礦企業(yè)的一致好評(píng)，為大斷面煤巷快速掘進(jìn)蹚出了一條新路，推廣應(yīng)用前景廣闊。
“路漫漫而其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索”。2021年2月榆北快掘項(xiàng)目制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《煤礦智能化快速掘進(jìn)工藝標(biāo)準(zhǔn)》（T/ZKJXX 00013-2021）正式發(fā)布，讓榆北實(shí)踐成為行業(yè)中可復(fù)制、可借鑒、可推廣的新范本。2021年12月，榆北煤業(yè)公司“榆神礦區(qū)大斷面煤巷快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)裝備”項(xiàng)目被中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)評(píng)為2021年度科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)，榆北快掘再次成為行業(yè)焦點(diǎn)。
經(jīng)歷了千錘百煉，榆北的智能快掘成套裝備經(jīng)歷了一代又一代的革新，榆北人正在用一米米標(biāo)準(zhǔn)化的巷道踐行著“榆北方案為什么行”！
榆北曹家灘公司智能快掘科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)
踐行“要進(jìn)尺 但更要安全”承諾
“我們要進(jìn)尺，但是我們更要安全”，心懷“人民至上生命至上”的安全理念，榆北領(lǐng)導(dǎo)者向全體員工許下了承諾。
陜煤榆北煤業(yè)公司主要負(fù)責(zé)人指出，“盡最大的可能，把一些危險(xiǎn)性系數(shù)比較高的、災(zāi)害比較嚴(yán)重的、勞動(dòng)強(qiáng)度比較大的作業(yè)崗位，全部用機(jī)器人換下來(lái)”。正是帶著這樣的初衷，榆北人即使在智能快掘工藝裝備行業(yè)領(lǐng)先的前提下，也沒(méi)有停止探索。
2020年9月，在陜西煤業(yè)的主導(dǎo)下，榆北煤業(yè)聯(lián)合西安科技大學(xué)、西安煤機(jī)廠(chǎng)等單位，研發(fā)生產(chǎn)的護(hù)盾式智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)在小保當(dāng)進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。
護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)器人全長(zhǎng)14.5米，由截割滑臺(tái)、前后盾體、操作臺(tái)及液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成，完成掘進(jìn)割煤后，整機(jī)以“邁步式”向前行走。在小保當(dāng)公司井下掘進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)巷道掘進(jìn)從“人海戰(zhàn)術(shù)”升級(jí)為“智能遙控”，最直觀(guān)的感受是設(shè)備變大了，進(jìn)尺提升了，人卻減少了。僅需四個(gè)月即可完成一條長(zhǎng)度達(dá)6000米的巷道掘進(jìn)，每條順槽施工可節(jié)省人工等成本費(fèi)用約1160萬(wàn)元，僅需8人以?xún)?nèi)，就讓工效提高了3倍以上。
向科技創(chuàng)新要效益，充分讓員工在工作中享受智慧化建設(shè)帶來(lái)的紅利。掘進(jìn)在所有工序中往往面臨著更多的未知和復(fù)雜的不確定因素，需要承擔(dān)的隱患風(fēng)險(xiǎn)往往是最大的，所以提升掘進(jìn)裝備智能化，是榆北智能掘進(jìn)項(xiàng)目升級(jí)的重中之重。如果說(shuō)快掘成套設(shè)備地從無(wú)到有是“破蛹”時(shí)刻，那么少人則安正是“振翅”遠(yuǎn)飛的目標(biāo)，而如何盡可能地通過(guò)提升設(shè)備智慧化程度，到達(dá)人減進(jìn)尺不減效率不降的目標(biāo)，則是榆北下一階段智能快掘的突破方向。
傳承“只爭(zhēng)唯一”的信念
“未來(lái)，我們將繼續(xù)致力于智能快掘關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研發(fā)，為我國(guó)煤礦智能化建設(shè)貢獻(xiàn)陜煤力量。”2021年10月，石增武代表陜煤榆北煤業(yè)公司匯報(bào)“榆神礦區(qū)大斷面煤巷快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備”項(xiàng)目時(shí)說(shuō)道。
“臺(tái)上一分鐘，臺(tái)下十年功”。對(duì)榆北快掘團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，不論是智能快掘成套裝備的迭代升級(jí)，還是護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)器人的成功應(yīng)用，抑或是對(duì)“洋設(shè)備”的大膽改造，在改設(shè)備的同時(shí)也是在改造他們自己。
粗糲能甘，紛華不染。石增武說(shuō)道“榆北煤業(yè)必須組建一支自有的高素質(zhì)掘進(jìn)隊(duì)伍，才能掌握礦井生產(chǎn)的主動(dòng)權(quán)?！睅е@樣的使命，2019年1月，曹家灘公司智能快掘科研團(tuán)隊(duì)成立，肩負(fù)起做好該公司智能化快掘成套裝備的使用和改造任務(wù)。該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有員工140人，平均年齡只有31歲，均是來(lái)自生產(chǎn)、機(jī)電、地質(zhì)等方面的本碩博高素質(zhì)技能人才。小保當(dāng)公司則以高素質(zhì)大學(xué)生為基礎(chǔ)，抽調(diào)區(qū)隊(duì)熟練技術(shù)骨干，共同組成了智能快掘技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合高端制造商、國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)院校，共同針對(duì)掘進(jìn)成套設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。
就是這樣一支善于“啃下硬骨頭、解決大麻煩”的掘進(jìn)漢子們，也有屬于他們的柔情歉意。
“我的婚期一拖再拖，老婆都來(lái)隊(duì)上找人了”
“一個(gè)月不休假，半年瘦了30斤”“每次回家娃娃都是睡下了……”
說(shuō)起快掘背后的故事，他們和家人有說(shuō)不完的“小插曲”，家人不理解他們?yōu)楹我弧跋А本褪菐讉€(gè)小時(shí)，但他們沉浸其中，而且樂(lè)此不疲，仿佛使命就是將快掘設(shè)備改好用成一樣。
知常明變者贏(yíng)，守正創(chuàng)新者進(jìn)?！巴鮿Α㈥惐?、康中山、王志誠(chéng)……”許多人的成長(zhǎng)與命運(yùn)緊緊和“快掘”交織在一起，與其說(shuō)他們是榆北智能快掘的締造者，更不如說(shuō)他們永遠(yuǎn)是下一代智能快掘設(shè)備的追求者，而屬于他們的故事還在繼續(xù)著。
時(shí)代正在飛速變化，變革的洪流重塑著世界和中國(guó)，智能化正在重新定義煤炭產(chǎn)業(yè)。兩化融合再深化，產(chǎn)學(xué)研用再升級(jí)，物聯(lián)網(wǎng)集成、輔助工序自動(dòng)化、巷道砼底板快速攤鋪等關(guān)鍵技術(shù)，將會(huì)成為智能快掘成套裝備的最強(qiáng)助力，“一次成巷”將在榆北成為現(xiàn)實(shí)，“榆北快掘標(biāo)準(zhǔn)”將再一次領(lǐng)跑行業(yè)。
陜煤榆北用智能快掘“煽起”了煤炭行業(yè)掘進(jìn)領(lǐng)域變革的風(fēng)暴，很多人用“蝶變”來(lái)定義榆北煤業(yè)公司在智能化建設(shè)路上所作出的努力，殊不知，在榆北人眼里，這種評(píng)價(jià)更像是一種期待，用它來(lái)重新定義一個(gè)新的未來(lái)。一如既往地加倍、加快、加碼推進(jìn)煤礦智能化發(fā)展，這是時(shí)代呼喚，也是行業(yè)的需求，更是打造世界一流綠色智慧能源企業(yè)的必然選擇。（當(dāng)?shù)毓└?陜西陜煤榆北煤業(yè)有限公司 楊景麟）
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