专注如一 传承创新


中国产业经济信息网   时间:2024-12-25





  王宗金,现任中煤矿建集团特凿首席专家,中煤特凿公司党委委员、副总经理、总工程师。先后获评全国煤炭工业劳动模范、淮北市优秀共产党员、安徽省属企业“538英才工程”高端人才、煤炭行业优秀总工程师、煤炭行业工程建设标准突出贡献个人等荣誉,享受安徽省政府特殊津贴,入选第九批省学术和技术带头人。王宗金以冻结和钻井技术为创新方向,先后承担了30余个科研项目任务;获得省科学技术奖三等奖3项,市科学技术奖一等奖、三等奖各1项,中国煤炭协会、中施协科学技术奖二等奖2项、三等奖1项;有效专利92项,省部级工法5项;主编国家标准、企业标准各1部,参编国家标准1部,专著1部。


  王宗金曾是一名资深的冻结技术专家,他所牵头攻克的冻结技术难题均为行业尖端技术。直到2015年前后,他把目光对准了钻井法施工技术。通过深入调研和分析研判,他坚持钻井法的西部战略,及时且前瞻性地推动高效智能化竖井钻井装备研制工作。以西部钻井项目为依托的“800m以深富水岩层竖井高效智能化钻井装备及关键技术研究项目”被安徽省科技厅列为重点研发项目、“省尖20项目”。2021年,“智能化竖井钻井装备项目”成功进入安徽省“三重一创”重大新兴产业专项项目库,为钻井法凿井工法首次应用于我国西部地区打下了技术基础,也为钻井法开辟出了新的“战场”。近三年,他带领团队促使中煤特凿公司成功获得高新技术企业、安徽省企业技术中心认定,助力集团国家实验室成功转为“矿山深井建设技术国家工程研究中心”,为企业申请并获得政府政策性支持4300余万元。


  冻结法助力港珠澳


  2018年10月,港珠澳大桥正式开通,举世瞩目。作为港珠澳大桥珠海连接线核心控制性工程拱北隧道的参建者,王宗金的眼前浮现攻克拱北口岸暗挖段冻结施工核心难题的一幕幕往事……


  该项目紧邻伶仃洋海域,地下就像“豆腐脑”。为确保在拱北口岸正常通关情况下安全施工,王宗金仔细研究每一张图纸和数据,提出了“曲线管幕+水平冻结”施工方案。该方案用36根255米长、1.6米直径的钢管穿透地下土层,在地下围成一个椭圆的环,这个椭圆环便是曲线管幕,而隧道暗挖工程就在这个椭圆环内进行。冻结则是为了防止海水渗透,因此工程采用-28℃的低温盐水,把冻结管插入顶管中,将管幕之间35厘米的土体进行冻结,“如同制造了一个长255米的巨大椭圆柱体冰箱”,将2-2.6米的土层冻结起来,形成止水屏障,与曲线管幕共同支护隧道内的暗挖工程。王宗金讲述这一方案时如数家珍,施工过程仿佛还历历在目。


  在项目安装阶段,他做了一项关系工程成败的决定,即在奇数顶管内增加直径89毫米应急冻结管。由于奇数顶管内冻结管较长、结构复杂,且充填满膨胀砼,冻结管的渗漏风险加大且无法补救。为此,他坚持这一决定,实事也证明了他的决定是正确的。在冻结过程中,奇数顶管内有近一半冻结管出现盐水渗漏情况,现场立即开启直径89毫米应急冻结管进行冻结,在整个冻结工程中起到了关键作用。


  冻结过程中,最关键的就是对冻土温度的控制,必须精准无误。然而面对36根顶管里分布的13000多个测温点,海量的数据分析成了一个大难题。他带领团队探索采用脚本程序把温度导入CAD中,实现了数秒内将测温结果直观显示在施工图上的效果,准确而又便于分析。虽是小创新,但展现了他不惧问题和勇于创新的精神。


  项目安装和拆除时,大量人员需要在直径仅有1.6米的顶管内进行设备运输、管路焊接等作业,安全风险较大、工作效率较低。他反复考虑权衡,最终拍板在顶管内铺设轨道,采用自制小轮车运输材料及小型设备,极大地节省了人力,加快了施工进度。同时,小轮车还可作为临时应急交通工具,为作业人员人身安全增加了一份保障。


  施工正值夏天,隧道内空间狭小、通风不畅,气温高达38摄氏度以上,王宗金要钻进狭窄的顶管内查看关键施工细节,掌握第一手数据,一天工作下来浑身僵硬……从试验段测试到工程安装,再到冻结过程控制、强制解冻和融沉注浆等每个环节,他以严谨细致的态度和一丝不苟的韧劲,保障了工程的胜利完成。


  新钻机备战新市场


  2018年初,在王宗金的大力推动下,大型高效竖井软岩钻机研制工作启动。次年7月,中煤矿建集团董事会通过了高效竖井软岩钻机研发立项,并成立了研制团队。自此,新钻机的研制工作正式拉开序幕。


  在钻机前期技术方案制定、钻机主机设计、制造、验收等全过程,王宗金亲力亲为,倾注心血。他主动参与设计、制造的每一个环节、每一项工作,要求充分考虑作业工况、使用习惯、作业需求等,同时强调预留设计冗余,提高容错能力,确保制造质量。“细节决定成败”是他经常挂在口头的一句话。


  在新钻机的设计和制造过程中,想要实现钻机提升力和扭矩大幅提升的目的,需要解决一系列难题。比如:高行程大推力油缸如何选型和同步在合理范围?供风与排渣系统的风管选择外置还是内置?钻杆如何实现快速装拆?钻机如何实现智能化设置?钻机排浆系统如何布置优化?钻机油缸安全系数如何提高……


  面对接踵而至的一连串问号,无论是预料到的,还是过程中出现的新问题,哪一个都有可能成为压倒团队的最后一根稻草。然而作为团队的主心骨,王宗金面对这些问题总能一一破解。


  在钻机设计阶段,他鼓励设计人员要抛弃传统思维,借鉴国内外类似设备的成功经验,多向高校取经,并配合设计单位多次组织专家论证,最终克服了一项又一项难题,取得了一个又一个突破。


  在钻机制造阶段,他组织设计和制造人员,联合高校和科研单位进行多次论证,分析问题原因,往往针对一个问题,他与团队成员经常彻夜讨论,直到最终解决。为了制造出更适合我国西部地区钻进施工的钻井装备,他充分考虑西部地区的地质条件、气候环境,同时结合现有项目钻进试验的数据、现象,对新钻机及配套设备进行了优化和改进。


  在高强度的工作压力下,他根据团队成员的不同特点,充分发挥所有人的聪明才智,在确保工作效率的同时及时缓解大家的压力。有时大家讨论出现分歧时,他总能及时统一思想和意志,告诉大家这是新产品,出现分歧是好现象,只要通过进一步论证就能得出最佳方案。


  从新钻机的研制可以看出,他始终坚持“自主创新为主、‘政产学研用’相结合”的技术创新模式。他带领团队与相关高校和科研院所开展密切合作,从实用性、经济性、继承性、创新性等多维度出发,创新钻机设计理念,提出了新型弯钩式刮刀钻头、加减钻杆的机械手、可行走式多用途大型竖井井架等多项自主创新的钻机设计方案。


  直到2022年底,历经种种困难,针对西部地区富水岩层,集成智能控制、电液一体化、高强新型材料等新技术的“800m以深富水岩层竖井高效智能化钻井装备”最终完成了制造。新钻机综合技术指标达到国际领先水平,将成为安全、绿色、智能化深大竖井施工的“大国重器”,“智能化竖井钻井装备研究创新团队”也因此被评为安徽省“115”产业创新团队。


  试验田获得好收成


  2019年底,新钻机研发的钻进参数组合等试验在安九铁路长江大桥项目开展。入冬后的江面寒风刺骨,环境异常恶劣,王宗金却执意要驻守现场,与课题小组成员们吃住在一起,共同奋战在安九项目试验平台上。


  在近3个月的试验过程中,最让人难熬的不是施工环境有多恶劣,而是一次又一次的尝试,一次又一次的挫败。然而,王宗金却胸有成竹,他为了让小组成员们能够专心投入试验,有时他会亲自下厨,给组员们鼓足了干劲,第二天接着迎接新的挑战……


  试验过程中,钻进参数组合摸索是重难点之一。为了找到钻进的最佳参数组合,白天,他在试验现场观察钻渣大小、形状等情况,检测泥浆参数、钻进参数等数据。晚上,他组织小组成员总结当天的试验结果,分析钻进效率与各类参数的关系,通过优化刀具布置、调整参数组合、加减钻头配重等措施,并经过反复尝试,最终摸索到了对应不同地层钻进参数组合的最优选择,尤其是粉砂岩地层中钻进参数的组合。这对我国西部地区首次大钻机项目的顺利进行奠定了技术基础,也为钻井项目的市场开拓提振了信心、鼓足了底气。


  泥包钻是钻井法在黏土层钻进施工中长期存在的一个历史性难题,安九项目同样遇到了这个难题。要将包裹黏土的钻头清除干净是一项很费时费力的工作,这难免会令试验人员产生抱怨情绪。


  这个难题对王宗金的刺激很大,他说:“泥包钻问题一直是困扰我国东部地区钻井法施工的老大难问题,目前尚未得到根本解决,这个问题像一根刺扎在我心上,在职期间一定要攻克它。”


  王宗金始终秉承“劳动创造价值,实干成就人生”的信念,坚持带领团队攻坚克难。通过一次次试验带来的一次次突破,研究试验的钻具实现了表土层与基岩段优于常规钻具进速的2-3倍。历时76天,他带领课题研究小组成功完成了新式钻头的钻进试验。


  钻井法闯进大西北


  可可盖中央回风立井钻井项目作为中煤特凿公司也是国内首个西部大钻项目,工程成败关系着该公司西北部钻井市场的开拓和我国钻井法凿井的发展进程。然而西北部从未有过类似施工案例,一切都是未知,技术方面更是全新的挑战。为此,项目筹建以来,王宗金在疫情阻力下采用现场会审、网评及视频等多种方式组织了50余个施组及重大专项方案的会审;组建了“冻、土、钻”三类内部专家库,用以抽调内部专家对相应专业专项方案把关、专项重大技术难题分析、指导等。


  该项目地质勘探前,业主方拟采用钻井法凿井,当勘探结果显示有60米风积沙和萨拉乌苏组细砂时,业主方为确保井筒安全,计划放弃钻井法。为消除风积沙及深厚萨拉乌苏组等不稳定地层钻进期间塌邦可能,王宗金经过多方调研和论证,提出了旋喷咬合桩和MJS旋喷桩帷幕支护的办法,使得业主继续选择了钻井法。


  王宗金介绍该项目时表示,通过沉降观测及超声波测井显示,基础稳定无沉降、井筒无塌邦现象,证明了MJS旋喷桩帷幕支护可以有效确保钻进期间锁口基础及井筒的稳定性。


  面对钻进施工中特殊地层造成的泥浆突变影响钻井施工效率问题,他指导技术人员严控泥浆小样实验结果,使用PAM、PAC药品进行泥浆调试,反复推算研究最佳用药配比,并联合相关厂家开展泥浆机械固化处理实验,为快速钻进提供了有利条件。


  为进一步提高钻进过程中钻具稳定性和钻孔垂直度,在他的充分论证和专业判断下,该项目首次采用了多片式轻型导向器和集成式配重器。该项技术运用以来,钻具基本无晃动、极为平稳,多次测孔也无偏斜,并取得硬岩段钻进日进尺17米的成绩。


  他在深大钻孔内测井技术方面也作了新的尝试,成功将用于小直径孔测井使用的陀螺仪技术应用到采用钻井法的项目上,实现随钻随测、不用提钻,且无需调浆进行井筒测斜,极大缩短了测井时间、降低了调浆费用。


  项目开工以来,他每月驻守项目超过15天,与团队通过不断探索试验,取得了西部钻井法凿井的一系列成果。比如:陀螺仪测井仪的改造、一种集成式配重器的研发、多片式轻量化扶正器的设计与应用、风积沙层锁口基础处理、钻孔垂直度控制与测量技术等,松散表土、白垩系地层实现快速钻进。


  王宗金的亲自坐镇,保障了项目的成功实施,促成了可可盖煤矿北一回风立井钻井项目和陶忽图煤矿北风立井钻井项目的成功承揽,也吸引了更多业主前来观摩考察,并且达成了合作意向。


  传帮带传承新一代


  王宗金非常注重特殊凿井工法的传承,在“传帮带”工作上做出了很大贡献。


  在我国特殊凿井发展历程中,中煤特凿公司是唯一一家同时拥有冻结、钻井两项特殊凿井施工技术的企业,从上个世纪50年代以来,中煤特凿公司始终专注两法技术,不曾放弃。


  能够做到专注如一,离不开一代又一代“特凿人”的传承。回顾走过的特凿之路,王宗金语重心长地说:“我从上一代‘特凿人’手中接过了这个接力棒,自然也要稳稳地传给下一代。”


  从一名普通的技术人员,到冻结总工程师,再到特凿总工程师,直至我国煤炭行业的优秀总工程师。他始终不忘在自己的前进路途中,带着一批热血青年把特凿之路永远走下去。


  2016年,王宗金劳模创新工作室正式组建。工作室落实国家创新驱动发展战略,以施工技术攻关为主,成立了以冻结和钻井技术为创新方向的两个课题攻关小组,承担了关键技术研究、重大项目技术方案审核、职工合理化建议落实、后备人才队伍培养等任务。


  在王宗金劳模创新工作室里,一个个奖牌、一张张证书……都展现着他对科技创新工作的付出,每一次研讨、每一次讲课……都蕴含着他对年轻技术人员寄予的厚望。


  他勉励大家:“创新其实就是在专家、前辈的成果上进行的头脑风暴、发散思考,从而得出的新成果。我们要善于站在不同的角度提出不同的意见,敢于推陈出新……”


  他的办公室、劳模创新工作室,以及每个项目部,只要他来到的地方,就是他的教室,因为他走到哪里就会把特殊凿井的技术和经验传授到哪里,无论对方是行家里手还是新人“小白”或兴趣爱好者,他都欣然传授。


  有一次,在气温近40摄氏度的冻结站房内,他将冻结数据如何系统分析的“看家本领”手把手教给刚入职的大学生们。站房内虽然机器的轰鸣声不断,但是他的授课热情未曾受到任何影响,大学生们都非常敬佩这位“师傅”的倾囊相授。


  在他的指导下,2021年,钻机研发组杨光创建了职工创新工作室,付新鹏获得淮北市“五一劳动奖章”,王宗金劳模创新工作室4人入选省属企业“538英才工程”拔尖人才、1人获得全国煤炭青年五四奖章提名奖……还有很多年轻的技术人员获得了企业内外各类技术奖项,参与了诸多课题研究和专利、标准等成果的编制。


  回首近三十年的特凿之路,当年稚嫩的小伙儿已经新添了丝丝白发,可每当谈起工作,王宗金的眼睛里依然闪烁着光芒。在大家眼中,他性格很“轴”,这是他的缺点,却也是他的优点。正是因为这份“轴”劲,三十年来他始终专注于特殊凿井事业,不断攀登新的技术高峰,于无声处凝聚起坚韧的力量,绽放着不平凡的光华。


  转自:中国网

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