开滦集团智能化矿山建设巡礼之五
科技进步：照亮探测“盲区”
——开滦集团唐山矿业公司积极推进钻探系统智能化建设侧记
10月8日，在唐山矿业公司0293工作面钻探现场，马达轰鸣，钻杆飞转。
不远处，一台不起眼的电脑默默与之相伴。电脑屏幕上清晰显示着百米外钻头的行动轨迹，轻触鼠标，还能与事前划定的行动轨迹进行对比、纠偏。
借助小小的智能化设备，山矿公司钻探人实时掌握现场的第一手资料，“指哪儿打哪儿”这个多年的梦想得以实现。
这样的工作场景成了山矿公司钻探人的日常。在一线从事探测工作近30年的钻手史东林感叹道：“科技进步，为我们照亮了探测‘盲区’。”
工艺改革：从单一到多维
一直以来，无论是高位孔、煤层孔还是地质孔，山矿公司均无差别地采用一种排渣钻进技术——水打。但地质条件复杂、断层层位不清晰等客观因素导致水打经常碰到“软钉子”，钻进轨迹不精准、成孔率低曾是困扰山矿人多年的一道难题。在防冲技术方面，更是摸着石头过河。“我们是河北省唯一的冲击地压矿井，省内没有成熟的经验可以借鉴。”山矿公司钻探区党支部书记魏占水说。
知之愈明，则行之愈笃。2021年，山矿人开启了一场“走出去、引进来”的学习之旅。
在中国矿业大学、辽宁老虎台煤矿学到的先进防冲理论与实践经验，给山矿人带来了前沿技术信息；聆听中国矿业大学、煤科院、辽宁工业大学教授的讲座，让山矿人打牢了防冲技术业务基础；赴思科赛德公司、唐口煤矿参观与交流，为山矿人建立了完善的冲击危险性预测、监测预警等“五位一体”综合防冲管理体系。
对标先进，触摸先进单位强劲的发展脉搏，让山矿人厘清了自身发展的短板与问题。而各单位先进的理念、清晰的思路，也让山矿人有了比学赶超的方向。
为便于管理，2019年12月，山矿公司将地质测量科钻探队、技术管理部矿压组的职能合并，组建钻探区，全面负责防冲施工、瓦斯抽放施工、地质勘探施工和水文探查施工。“将探测作为一线区科进行管理，这在开滦集团范围内尚属首创。”魏占水坦言，这样更体现了山矿公司做好探测工作的信心与决心。
2021年5月，在综合分析的基础上，山矿公司引进压风排渣钻进技术，有效解决了孔内冲刷面积大、瓦斯抽采效果不好等突出问题。
同时，山矿公司并未抛弃传统工艺技术。2022年12月，在Y394外风道高位瓦斯施工过程中，他们成功应用支持长距离可调节钻进的ZDY6000LD（B）型钻机水驱动定向钻进技术，实现有效进尺多、钻孔层位精准和钻进轨迹可视化。
2023年1月，ZDY4000LD（C）型钻机搭载氮气排渣气动定向钻进技术在0293溜子道瓦斯抽采钻孔施工中大放异彩。“氮气能有效防止施工导致的煤体发火。”魏占水说，氮气驱动的好处还不只这些，由于其压力大，不论排渣效果、孔口除尘效果还是整体成功率都非常理想。
至此，山矿公司形成了由单一模式探测到多维模式探测的转变，软煤层、硬岩巷都能轻松实现精准探测。
设备更新：从无到有 从有到优
2023年，中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》，强调推动数字技术和实体经济深度融合，在农业、工业、能源等重点领域，加快数字技术创新应用。
政策的春风催生创新实践。山矿公司率先引进定向钻机，成为开滦集团钻探专业中“第一个吃螃蟹的人”。
“我们也是在探索中不断前行。”魏占水坦言，传统工艺设备的改进是在现场实践中一步步向前发展的。
3吨重的老式钻机没有“脚”，移动起来着实费力。员工需要借助绞车起吊，用手拉葫芦牵引，根据现场情况一点点调整钻机姿态。“有时角度调好了，打上支护，然后发现角度出现偏移，要重新调整、再打支护。”魏占水说，他印象最深的一次是八点班员工一直忙到第二天下午1点才将钻机角度调整到位。
在传统探水钻施工中，一次贯通要用两种钻头，经过钻进—退杆—扩孔—退杆—钻进等环节，是一个繁琐而漫长的过程。如果遇到特殊地质条件，套管环节很难一次性完成，钻探区员工难免会抱怨。
工欲善其事，必先利其器。近年来，山矿公司始终坚持“科技兴企”战略，紧跟产业升级步伐，全面加强智能化矿井建设，陆续引进一批新设备，不断提高钻探效率和工程质量。
——应用ZDY4300型履带式钻机，节省单班调整钻机时间3小时，大大提高施工准备效率。
——以ZDY3500型、ZDY4000型等一体式钻机替代ZDY4300型分体式钻机，减少井下现场占用空间，提高钻机移动搬迁效率和现场安全生产标准化水平。
——在0293泄水巷施工南五排水系统优化设计钻孔时，引进三级塔式钻头，将扩孔工序化繁为简，实现钻进一次成孔。
——在钻探施工中，使用刻槽钻杆替代传统的三棱钻杆，保证排渣效果。同时，螺旋式结构提升了钻杆强度，有效避免断杆现象发生。
据了解，2021年以来，山矿公司通过引进新设备、强化现场管理，使0293架子道钻场最大孔深达到520米，打破其自身定向钻单孔深度纪录，也创出了开滦集团范围内ZDY6000LD（B）型钻机施工高位岩层孔新纪录。
钻进效率提升带来的效益也是显而易见的。魏占水以最大孔深520米定向钻为例算了一笔账，在这项工程中，他们至少节省了制作钻场4个，缩短钻场制作工期1个多月，节省用工670余个、工时费21.4万余元、材料费12万余元。
自主创新：从优到精 从精到强
不久前，在开滦股份召开的钻探工程经验交流现场会上，一台改造后的ZDY3200S型全液压坑道钻机吸引了与会者的目光。这台钻机黄色机体的4个角各有一把可拆卸的液枪。“液枪与钻机直接相连，角度、长度都可以根据实际灵活调节。”山矿公司钻探区副区长张明三向与会者介绍自己的创新项目。
张明三是活跃在山矿公司钻探战线上的众多创新者之一。近年来，山矿公司秉承“创新为先”理念，瞄准制约施工效率和效果的瓶颈，加强人才队伍建设，持续推动创新创效项目落地。
如何确保创新工作走深走实？
山矿公司以管技人员、班组长和生产骨干为重点，建立钻探科技创新和技术交流微信群，鼓励成员在微信群内发布通过报纸、电视、网络等渠道学习到的先进施工工艺和操作技巧，并利用区务会、安全办公会等，随时征集小革小改建议、技术创新想法与创意等，共同探讨其可行性，选取可操作性强且有效果的进行落实。
用手机扫描交流会展示的设备标识牌上的二维码，可以查询项目名称、主创人、创新点、效果等信息。在山矿公司防冲钻探中心，两个陈列架上以实物方式展示当前已经在生产中广泛应用的创新项目。
近年来，山矿公司推进创效项目化管理，将创新创效项目纳入重点工作，依据项目性质和工作成效，明确具体时间节点与负责人，列表推进，挂图作战，坚持每月定期汇报推进落实进度，针对重点难点问题召开专题会讨论，确保将项目计划落到实处。
山矿公司井深巷远，每班耽误在路上的时间就要两个小时。针对这一实际，山矿公司将传统的三班工作制调整为“双十二”大班生产，提升了单班生产效率。
随着减人提效工作的逐步深入，山矿公司钻探区创新实施“四鹰”培养工程，组织各班组技术水平高、有发展潜力的岗位能手，依托名师带高徒、专家讲师授课等活动，开展订单式培训、专题理论考试、实景模拟演练和重点问题答辩，鼓励和引导不同层面的员工提升岗位技能。据了解，他们将钻场用工由最初的5人减至3人，减员40%；压缩零散人员进尺，单班进尺地点由两个增加为3个，工程安排方面提效50%。
滴水成河，聚少成多。每次小小的改进，都是山矿人“用心创造价值”工作态度的体现。截至目前，山矿公司积极组织员工创新创效，在钻探方面研制开孔定位装置、孔口放喷装置等19项技改革新项目，获得专利4项，其中研发的“一种匀速钻屑预测冲击地压危险的方法及装置”获得国家发明专利，并围绕技术研究成果在各大期刊上共发表论文10篇，其中核心期刊8篇，防冲钻探研究成果显著。
创新只有起点没有终点。谈及下一步计划，魏占水表示，他们将进一步深化创新、细化管理、强化培养，推进防冲钻探工作再上新台阶，为全面建设现代化新山矿作出更大贡献。
