把地壓脈搏 保礦山安全

——記礦冶集團礦山所地壓監(jiān)測技術(shù)團隊

敦德鐵礦地壓監(jiān)測系統(tǒng)

“地壓”是巖體中存在的應力，當擾動后的應力超過巖體的承受限度時，就會導致巖體垮塌或巖爆，造成地壓災害。由于礦山開采與巖石力學有著密切聯(lián)系，地壓災害也成為礦山安全事故的主要來源之一，嚴重威脅著礦山安全生產(chǎn)。隨著淺部礦產(chǎn)資源的日益枯竭，深井開采成為礦業(yè)發(fā)展的必然趨勢，而與之一同出現(xiàn)的高地壓問題成為制約未來采礦的重大技術(shù)難題。在科學技術(shù)高速發(fā)展的今天，如何破解這道難題，成為考驗礦業(yè)科技人員的一項重大課題。

礦冶科技集團有限公司礦山工程研究設(shè)計所（以下簡稱礦山所）深耕礦山地壓領(lǐng)域多年，在連續(xù)承擔該領(lǐng)域多項國家科研項目的基礎(chǔ)上，研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的BSN高精度微震監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)以其精準而穩(wěn)定的性能、更貼近生產(chǎn)的效果和更有保障的服務模式在國內(nèi)30余家礦山得到應用，并成功走出國門，成為礦業(yè)領(lǐng)域“中國創(chuàng)造”的一張名片。

矢志不渝

科技創(chuàng)新十年磨一劍

2012年，面對較為嚴峻的礦山安全形勢，礦冶集團礦山所在楊小聰所長的帶領(lǐng)下以高新技術(shù)服務礦山安全為初心和使命，組建了地壓監(jiān)測技術(shù)團隊。

該團隊成立之初，制訂了“引進—消化—吸收—再創(chuàng)新”的發(fā)展目標，一邊開展進口微震監(jiān)測系統(tǒng)的應用服務，一邊進行國產(chǎn)微震監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)。那段時間，該團隊先后在西藏、新疆、云南等地完成了20多個應用進口微震監(jiān)測系統(tǒng)的項目。雖然該團隊成員家在北京，但由于系統(tǒng)建設(shè)過程中需在現(xiàn)場進行施工、安裝調(diào)試、參數(shù)校正等，他們要駐扎到遠離繁華的礦山，一待就是好幾個月，有時帶著夏天的衣服出差，回來時已是白雪飄飄的冬季。該團隊成員石峰在孩子出生不到一周時接到出差任務，第二天就收拾行囊出發(fā)，等完成任務到家，孩子已4個月大。就這樣經(jīng)冬復歷夏地默默耕耘，不僅讓該團隊成員積累了大量專業(yè)經(jīng)驗，解決了系統(tǒng)在復雜環(huán)境下的眾多適用性問題，而且也激發(fā)出這支青年隊伍干事創(chuàng)業(yè)的拼搏精神。他們克服了西藏華泰龍公司5400多米的高寒、高海拔的特殊環(huán)境，經(jīng)歷了中礦金業(yè)玲南金礦井下900多米的高溫、高濕、高粉塵的惡劣環(huán)境，攻克了惡劣環(huán)境下高防護系統(tǒng)如何散熱的難題。在一次次被問題折磨又苦苦尋覓到解決辦法的突破和蛻變中，地壓監(jiān)測技術(shù)團隊在技術(shù)、能力和管理上完成了自主研發(fā)前的“原始積累”，也更加堅定了他們研發(fā)國產(chǎn)微震監(jiān)測系統(tǒng)的決心。

研發(fā)人員討論軟件功能

經(jīng)過近10年的自主研發(fā)，該所副所長張達帶領(lǐng)團隊先后攻克了硬件、軟件、定位算法等一道道技術(shù)難關(guān)，創(chuàng)新研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的BSN礦用高精度微震監(jiān)測系統(tǒng)，并探索形成了“建設(shè)—運行維護—數(shù)據(jù)處理與分析”的全生命周期服務模式。

產(chǎn)品推向市場后，為加速系統(tǒng)推廣，為礦山提供高品質(zhì)的產(chǎn)品和服務，闖出一條國產(chǎn)微震監(jiān)測系統(tǒng)應用的創(chuàng)新發(fā)展之路，地壓監(jiān)測技術(shù)團隊重整行裝再出發(fā)，在新的起點上，瞄準更高定位和更高標準，在外部市場拓展和內(nèi)部技術(shù)提升兩個方向狠下功夫，向新的目標發(fā)起沖刺，掀開了新的發(fā)展篇章。為此，該團隊的“鐵小伙”和“鋼姑娘”們再次選擇了迎難而上，個個成了“拼命三郎”，在海拔幾千米的云南邊陲，在新疆茫茫的戈壁灘，在“一帶一路”沿線國家……都能看到他們的身影。目前，該系統(tǒng)已在國內(nèi)外各大礦山廣泛推廣應用，向國內(nèi)和國際市場遞上了一張屬于礦業(yè)領(lǐng)域“中國創(chuàng)造”的名片，打造這張名片的正是這樣一支“鐵軍”——礦冶集團礦山所地壓監(jiān)測技術(shù)團隊。

致力于精準有效

保障自然崩落法采礦安全

普朗銅礦地處云南省香格里拉市，礦區(qū)海拔3400~4500米，是一座國內(nèi)罕見的采用自然崩落法開采的超大型銅礦山。在開采過程中對崩落情況和底部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行監(jiān)測和預警是保障這一特殊采礦方法穩(wěn)定運行的生命線。礦山企業(yè)經(jīng)過對國內(nèi)外相關(guān)系統(tǒng)的廣泛調(diào)研和對比，最終把這項艱巨的任務交到了礦冶集團礦山所地壓監(jiān)測技術(shù)團隊手中。

普朗銅礦現(xiàn)場工作

當時，由于沒有任何案例可以學習，項目初期，地壓監(jiān)測技術(shù)團隊也是“誠惶誠恐”。為不辜負礦山的信任，他們在內(nèi)部發(fā)起了“沖鋒”，動員全體成員在“苦干”的同時也要“巧干”。“苦干”要有“猛虎下山”般的氣勢，是保障工作按預期進度完成的“定神針”；而“巧干”要有“細嗅薔薇”般的細膩，是每一個環(huán)節(jié)建設(shè)質(zhì)量的“壓艙石”。為高質(zhì)量完成項目，該團隊成員王平、蔡永順、劉強、張積良、趙丞等在精準和有效上狠下功夫，建立了涵蓋幾十項安裝工作流程的安裝作業(yè)標準手冊，制訂檢查清單，嚴格執(zhí)行安裝要求，建立項目經(jīng)理二次審查機制，并將安裝全過程的質(zhì)量達標情況納入團隊成員考核。

苦心人，天不負。一項項標準的制訂、一次次對細節(jié)的檢查，讓他們最大限度地觸摸到了精準和有效的“天花板”。值得一提的是，2017年，該系統(tǒng)成功預警了普朗銅礦的一次采空區(qū)懸頂事件。系統(tǒng)預先發(fā)現(xiàn)了采空區(qū)問題并及時發(fā)出預警，幫助生產(chǎn)人員提前采取了防范措施，成功避免了一次地壓災害的發(fā)生。

榮譽都是汗水和智慧澆灌出的花朵。在該團隊成員的共同努力下，該項目成果最終獲得了中國安全生產(chǎn)協(xié)會科技進步獎一等獎。與此同時，隨著開采區(qū)域往礦體南部拓展，普朗銅礦毫不猶豫地選擇繼續(xù)相信這個能征善戰(zhàn)的團隊，將南部地壓監(jiān)測系統(tǒng)項目再次委托給他們。自此，由礦冶集團礦山所自主研發(fā)的地壓監(jiān)測系統(tǒng)憑借在國內(nèi)礦山企業(yè)的良好口碑，陸續(xù)在國內(nèi)多家礦山企業(yè)投入使用，為礦山安全生產(chǎn)提供了一道可靠屏障。

急礦山之所急

為采空區(qū)下采礦保駕護航

敦德鐵礦地處天山腹地，海拔3500~4100米，采用自上而下的開采順序。按照設(shè)計，該礦開采到3912米水平時，地表將出現(xiàn)明顯塌陷，但是，直至開采至3850米水平，上部采空區(qū)仍未看到塌陷的跡象。大規(guī)模的采空區(qū)就像一把懸在礦山頭頂?shù)?ldquo;達摩克里斯之劍”，隨時可能突然落下，形成巨大的沖擊波，對井下人員和設(shè)備安全造成不可估量的損失，這讓整座礦山的工作人員時刻懸著一顆不安的心。

當?shù)貞惫芾聿块T對礦山這一重大隱患采取“銷號制”管理，分級掛牌督辦，要求礦山限期整改，而整改的關(guān)鍵措施就是建立精準有效的地壓監(jiān)測系統(tǒng)，而且如果不能按期完成，礦山將面臨停產(chǎn)。

礦冶集團礦山所地壓監(jiān)測技術(shù)團隊憑借過硬技術(shù)和豐富項目經(jīng)驗成功拿下該項目。然而，完成項目卻困難重重，采購、發(fā)貨、鉆孔、線纜敷設(shè)、安裝、調(diào)試等諸多環(huán)節(jié)都需要依次完成，一個個環(huán)節(jié)看似明了，但落實過程卻需要多方協(xié)調(diào)，有許多前后銜接、意想不到的工作細節(jié)。現(xiàn)場只有馬玉濤一個人，他夜以繼日、爭分奪秒，一心為了團隊的聲譽而拼搏。“屋漏偏逢連夜雨，船遲又遇打頭風。”正當大家焦頭爛額之際，突如其來的消息又一次來了“當頭一棒”：設(shè)備因不可抗力不能如期到場，打亂了井然有序的計劃，讓所有人一籌莫展。

盡管馬玉濤早出晚歸，但“巧婦難為無米之炊”。他知道，如果設(shè)備無法到場，這一切都將是徒勞。眼看設(shè)備一直沒有進展，時間仍在一天天流逝，按時完成項目任務變得越來越難，但打造精品項目的初心和創(chuàng)造奇跡的想法卻在他心中不曾停息。最終，在他一次次無果又一次次地繼續(xù)爭取下，設(shè)備被采用點對點加急運輸?shù)姆绞剿瓦_現(xiàn)場。雖然到貨時間已大幅晚于計劃，但只要“有米下鍋”，就無懼與時間賽跑。經(jīng)歷了不知多少次因錯過下山班車而來的漫長等待，打開了不知多少包因錯過食堂開飯時間而拿來飽腹的泡面，撥通了不知多少回因遠在千里之外而無法并肩作戰(zhàn)的隊友們的電話……終于，該項目如期通過驗收，馬玉濤的臉上露出了一絲久違的微笑，礦山也避免了停產(chǎn)帶來的巨大損失。

服務“一帶一路”

建立蒙古國首套地壓監(jiān)測系統(tǒng)

礦冶集團礦山所在打造原創(chuàng)采礦技術(shù)策源地的同時，下大力氣推動科技成果轉(zhuǎn)化，讓先進實用的技術(shù)大步“走出去”，尤其著重開發(fā)“一帶一路”沿線國家市場，致力于在采礦科技領(lǐng)域為全球貢獻“中國智慧”和“中國方案”。蒙古國境內(nèi)首套地壓監(jiān)測系統(tǒng)——烏蘭礦地壓監(jiān)測系統(tǒng)于2022年8月如期完工，這標志著礦冶集團的BSN礦用高精度微震監(jiān)測系統(tǒng)成功走出國門。

烏蘭礦地壓監(jiān)測軟件系統(tǒng)

烏蘭礦地處蒙古國東方省喬巴山市，是其國內(nèi)唯一運用井下開采技術(shù)生產(chǎn)的多金屬鉛鋅礦。隨著開采深度逐年增加，采礦帶來的地壓活動日益加劇，開采風險逐漸加大。為保障生產(chǎn)安全，礦山企業(yè)把目光投向了地壓監(jiān)測系統(tǒng)。幾經(jīng)考察，他們最終選定礦冶集團的BSN礦用高精度微震監(jiān)測系統(tǒng)和礦山安全監(jiān)測云服務平臺。建成后的系統(tǒng)把微震監(jiān)測功能和地表位移監(jiān)測功能整合到了云服務平臺，實現(xiàn)對井下地壓活動和地表位移的實時在線監(jiān)測和聯(lián)動分析，為礦山安全生產(chǎn)構(gòu)筑了一道“防火墻”。

合同簽訂后，該團隊成員袁本勝、董凱程主動請纓，遠赴海外。初到現(xiàn)場，由于對當?shù)丨h(huán)境和語言不熟，施工進度受到不小影響，他們只得付出更多努力才能保證項目順利開展。然而，由于水土不服、工作勞累等原因，他們接二連三地病倒了。由于當?shù)蒯t(yī)療條件十分有限，他們憑借著堅韌的意志和勤勉敬業(yè)的精神，克服思想關(guān)、語言關(guān)、身體關(guān)等諸多難題，最終讓團隊自主研制的“寶貝”系統(tǒng)運行在了遼闊的蒙古草原。

“關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。”習近平總書記的重要論述揭示了加強科技創(chuàng)新的重要性。“新時代好青年要有理想、敢擔當、能吃苦、肯奮斗。”習近平總書記的囑托讓礦冶集團礦山所這群朝氣蓬勃的科技青年深感責任在肩、使命光榮，激勵著他們不負時代、不負韶華。是他們的努力，讓自主研發(fā)的微震監(jiān)測系統(tǒng)憑借精準有效的監(jiān)測結(jié)果一次次保護了礦山的生產(chǎn)安全；是他們的堅持，讓國內(nèi)眾多礦山企業(yè)再次見證了礦冶人“團結(jié)、求實、開拓、奉獻”的精神品格；是他們的開拓，讓全世界的礦山企業(yè)看見了“中國創(chuàng)造”的新名片。他們讓礦冶集團在國內(nèi)外礦業(yè)行業(yè)立下了又一座豐碑，他們再一次證實了BGRIMM的實力經(jīng)得起世界的考驗。

“追風趕月莫停留”，當人們心中的掌聲一次次響起，他們早已奔赴下一程“風雨”。這就是礦冶集團礦山所地壓監(jiān)測技術(shù)團隊的戰(zhàn)士們，這是一支值得國內(nèi)外礦山信賴的鐵軍。在一代代礦冶人奮斗故事的影響下、在一代代礦冶青年的接續(xù)奮斗中，“成為具有全球競爭力的世界一流礦冶科技集團”的愿景一定會實現(xiàn)！