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航拍位于榆林市榆陽區(qū)小紀汗鄉(xiāng)的可可蓋煤礦。 本報記者 王熙攝

【資料圖】

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)建井技術影響，建設周期往往較長，一般需要10年左右，有的光打井筒就耗費近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，2024年計劃投產(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，記者走進榆林市榆陽區(qū)小紀汗鄉(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8.5米的巨大鉆機首先映入眼簾。

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’的科學工程問題。可可蓋煤礦在我國西部地區(qū)首次采用鉆井法工藝，通過地面遠程操控大型鉆機施工大深立井，實現(xiàn)‘一鉆完井，高效成井’的無人化作業(yè)，建井效率大幅提高。”

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煤田榆橫礦區(qū)北部，具有強富水、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機施工超長斜井和鉆井法工藝施工大深立井的建設方案，向“5G+智能化建井”技術的“深水區(qū)”探索創(chuàng)新。

在超長斜井施工中，原本應用于水利、交通等施工現(xiàn)場的掘進機出現(xiàn)在埋深500米的井下，5G信號無法跟隨掘進機“同進同退”。機器等信號，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，基站延伸建設存在滯后性，機器得等信號，時常干一會兒，停一會兒。”中國聯(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，通過核心網(wǎng)、邊緣計算技術下沉，率先應用“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信號進行加強延伸，解決了信號“跟隨”難題。

在5G大帶寬、廣連接、低時延的助力下，敞開式全斷面掘進機在井下快速推進，可可蓋煤礦創(chuàng)造了月進尺812.6米的吉尼斯世界紀錄。同時，5G技術的多場景應用滿足了可可蓋煤礦差異化網(wǎng)絡應用需求，不僅減少后期網(wǎng)絡維護成本三分之一，累計節(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，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。”

得益于新技術、新工藝的應用，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，實現(xiàn)煤礦工人“打井不下井”。

37歲的張俊星是可可蓋煤礦機電部的一名員工。從事煤礦建井15年，張俊星對過往的“黑領”生活記憶猶新：井下潮濕陰暗、粉塵大，充滿危險，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”照進了現(xiàn)實。他笑著說：“現(xiàn)在，咱也成‘白領’了。坐在辦公室，一鍵啟動就能遠程操控井下設備，安全又高效。”

去年6月，可可蓋煤礦“5G+智能化建井”項目通過中國煤炭工業(yè)協(xié)會鑒定，專家組認為“該項目研究方法科學，技術路線合理，研究成果整體達到國際領先水平，建議進一步加強推廣應用。”去年年底，可可蓋煤礦“5G+智能化建井”項目獲得第五屆“綻放杯”5G應用征集大賽一等獎，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’模式填補了智能化建井技術空白，創(chuàng)新實現(xiàn)‘有人安全巡視、無人掘進操作’的安全高效建井模式，讓創(chuàng)建本質(zhì)安全礦井成為可能。”

6月16日，可可蓋煤礦北一風井開始鉆進。忙完供電和設備安裝，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。”

中國工程院院士王雙明表示，當前，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)的成功實踐，為我國煤炭資源高效開發(fā)提供了可復制、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)研學習，智能化建井模式在陶忽圖煤礦等實現(xiàn)技術輸出。”汪青倉說，一路走來，質(zhì)疑、困惑和堅守并存，但可可蓋煤礦人始終以勇立潮頭、爭當時代弄潮兒的志向和氣魄攻克一個又一個難題，成功實現(xiàn)我國煤礦智能化建井基礎理論、技術裝備和工程實踐的新突破，引領我國煤礦智能化建設新方向。

中國工程院院士王國法說：“今后一段時期，我國相當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)礦井建設提供可復制模板，具有顯著的經(jīng)濟社會效益。”