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【出彩煤炭人】地层深处的探索者

※发布时间:2018-6-6 6:47:45   ※发布作者:habao   ※出自何处: 

  第26届孙越崎能源大得主、中国平煤神马集团总工程师张建国的父亲,是平顶山矿务局的第一代矿工。从小吃着煤矿饭长大的张建国,通过矿难见识了瓦斯的。

  上世纪70年代的一天,刚懂事的张建国看到几天没见的父亲回家了。原来,作为八级木工的父亲是去参与矿山抢险了。父亲满脸疲惫,焦急的神态,矿区紧张的氛围,还有那句“瓦斯究竟是什么”,深深印在了张建国心里。1981年12月24日,平顶山矿务局一对矿井发生特别重大瓦斯煤尘爆炸事故,死亡133人,重伤8人。“瓦斯究竟是什么?”“它的危害怎么这么大?”这些问题在张建国脑子里萦绕。懵懂之中,他觉得自己一定要降伏这个叫瓦斯的。

  下定决心征服瓦斯1987年,张建国从焦作矿院(现河南理工大学)毕业,回到他牵挂的矿山,下定决心征服瓦斯。

  张建国说:“儿时的记忆太深刻了,一次失去100多个生命,失去的可都是家里的顶梁柱。”分配到平顶山矿务局通风处通风科的张建国,准备和瓦斯大干一场。

  为了掌握瓦斯治理的第一手资料,全面了解瓦斯突出机理和动力现象,1989年,张建国主动下沉到井下一线个月。在那里,张建国天天泡在采掘头面,观察、分析、研究,制作出了平顶山矿务局第一张瓦斯突出的卡片。上世纪80年代初,平顶山矿务局曾经探索过本煤层抽采,但经过多次实验与分析,被认定为不可抽。不甘心的张建国没有停止探索的步伐,从1988年开始与中国矿业大学的专家合作,潜心研究,着力攻关,一次次失败,但一次次接近成功,一步步探索着瓦斯治理的治本之术。然而现实和当时的技术水平,让他一次又一次碰壁。

  “由于矿区地质构造复杂,瓦斯含量高、突出性大,煤层透气性差,1990年至1996年,平顶山矿区连续发生多起特大瓦斯事故,造成了人员伤亡和财产的重大损失。”回忆起那段历史,张建国说。也正是基于当时的瓦斯治理情况,1997年,国家把“九五”重大科技攻关项目“矿井瓦斯综合治理示范工程配套技术的研究”放在了平顶山。

  这时,张建国已经是平顶山矿务局瓦斯研究所所长,他把项目研究看成是征服瓦斯的一次全新作战。作为项目直接组织者和实施者,从方案制定到组织实施、从理论支撑到现场实践,他始终奋战在一线。功夫不负有心人,他们完成了一系列重大攻关专题项目,3个专题达到国际领先水平,6个专题达到国际先进水平,在瓦斯的防突、分级和隔抑爆技术等方面取得重大突破,使我国防治瓦斯整体水平向前迈进了一大步,项目整体达到国际先进水平,并荣获了2002年度国家科技进步二等。经过努力,瓦斯不仅得到了有效治理,而且还得到了有效利用,平顶山矿区有了第一个瓦斯综合利用电站,后来又有了第二个、第三个……

  这第一次让张建国感到酣畅,一步步走近瓦斯,他感觉自己由当初的迷茫者成为地层深处的守望者。把治理瓦斯作为毕生追求

  进入新世纪,已经连续生产了半个多世纪的矿井,开采深度增加,开采强度增大,曾经有效的浅部灾害防治技术已远不能适应深部煤炭资源安全高效开采的要求,瓦斯治理技术必须再次突破。调阅当时的资料,平顶山矿区14对生产矿井,占总产量70%以上的10对矿井采深均超过了800米,最深的十二矿达1200米。

  为了治理瓦斯,破解深部矿井复合动力灾害治理技术难题,张建国就像一个探索者,一步步坚定地向未知的防治领域前进。这期间,张建国先后担任瓦斯研究所所长、通风管理中心主任等职务,对瓦斯治理进行理论上的探索和研究;在高突矿井四矿和十二矿任矿长,亲临瓦斯治理的现场;此后又担任该集团副总工程师和总工程师,他把治理瓦斯作为毕生的追求。

  他先后主持或参与完成包括国家“973”计划、“十一五”科技支撑计划、“十二五”科技支撑计划以及企业重点科技攻关项目50余项,在矿井瓦斯综合治理、动力灾害防治、矿山安全控制与工程实践等领域取得了一个又一个突破。张建国作为主要完参与的“煤与瓦斯突出矿井深部动力灾害一体化预测与防治关键技术”项目,建立了深井动力灾害统一预测的模式识别概率预测方法,制定了平顶山矿区深井动力灾害统一预测与防治技术规程,荣获2013年度国家科技进步二等。他参与的“高瓦斯突出煤层强化卸压增透及瓦斯资源化高效抽采关键技术”项目,围绕单一低透煤层封孔难、卸压难、抽采难、治理难四题开展攻关研究,首创封隔一体主动式组合封孔方法,破解了钻孔卸压难和抽采范围小的难题,实现了采动区分源瓦斯协同抽采,荣获2015年度国家科技进步二等。

  张建国主持完成了“高瓦斯突出煤层‘钻—冲—割’耦合卸压及瓦斯高效抽采技术”,发明了“钻—冲—割”耦合强化卸压增透技术及装备,有效解决了高瓦斯突出煤层的瓦斯治理难题,实现了瓦斯灾害有效防治和瓦斯资源化利用,荣获2016年度河南省科技进步一等。作为平煤神马集团的总工程师,张建国统筹规划,深入分析所属矿井地质及瓦斯规律,按照“一矿一策,一面一策”的原则,不断研究组间层开采技术,拓展层开采技术应用范围,制定了《中国平煤神马集团瓦斯防治“十二五”规划》和《中国平煤神马集团瓦斯防治“十三五”规划》,组建和稳步发展了专业化防突打钻队伍,强力推进瓦斯区域治理工程。这支专业化防突打钻队伍被形象地称为防突治理的“特种部队”。

  在张建国及其团队的共同努力下,平顶山矿区瓦斯综合治理的技术线和治理模式日臻完善,从提升到现场实践,从浅层治理到深层治理,从本煤层治理到区域治理再到超前治理,历史上曾灾害严重的平顶山高瓦斯矿井已连续8年杜绝了瓦斯事故。在与瓦斯的较量中,张建国一步步掌握了主动权。更让人欣喜的是,通过集中研发和实施“钻—冲—割”耦合卸压、水力冲孔、极薄煤层层绿色开采、二氧化碳相变致裂强化预抽、一面多巷等多项瓦斯治理新技术,平顶山矿区高瓦斯突出矿井年抽采瓦斯量达1.5亿立方米,年发电量4000万千瓦时。这个昔日瓦斯的重灾区,成为全国治理运用瓦斯的样板。

  低谷中探索前行2012年,煤炭行业步入低谷,煤炭企业用人多、效率低,这些都成为亟待破解的难题。

  平顶山矿区多数煤矿经过几十年的开采,安全生产工艺复杂,自然灾害越发严重,资金投入越来越多,这些因素进一步增加了市场压力。面对市场的寒冬,面对满身的,作为这个国有特大型煤炭企业的技术领军人物,张建国的眉头紧锁,他在思考突围的方向,他要向另外一个领域开进,去探索新的发展方式。

  从毕业就在这片煤海中摸索前进,张建国了解这里。如今只有两条,一条是对矿区和矿井进行优化提升,提效增效;另一条是对用工进行合理优化,让企业轻装前进。这又是一次艰辛的探索,一条投入大,涉及面广,一条涉及稳定和民生。哪一条走不好,都会这个矿区和这些矿工的期待。而且,在煤矿企业经营的困难时期,走起来更加。

  探索者的是漫长的,探索者的是无尽的,探索者的是的,但探索者的脚步永远不会停下。张建国经过广泛调研,提出了 “产能合理定位,优化矿井布局、优化生产系统、优化工程设计、优化劳动组织,实现合理集中生产”的安全高效发展思,带领工程技术人员,用钉钉子的和科学的态度,在平顶山矿区开始了艰辛的实践。

  让张建国和欣慰的是,在企业最困难的时期,中国平煤神马集团党委、董事长梁铁山和总经理杨建国对这场需要大投入的战役给予了全方位的支持。2013年开始,张建国就像一名将军,指挥着一场没有硝烟的大战,从“工程设计优化年”到“两优化一达标”,再到“四优化一提升”,矿井优化的思越发清晰,战场不断外延。

  “有进有退”张弛有度,强制“退一批、缓一批、停一批”,退出不具备竞争优势煤种的生产,缓建或停建近期见不到效益且投资大的矿井和采区,有序关闭重组煤矿、亏损严重的衰老矿井和采区。减少采区和采面个数。本部矿井全部实现“一区一面”,两翼矿井实现了“一井一区一面”,主力矿井由原来的36对压减到22对,关闭采区15个,采煤工作面由91个压减到81个,掘进工作面由212个压减到143个。

  系统升级。2010年以来,平煤神马集团累计投入145亿元资金进行矿井技术升级和环节,重点对矿井提升运输、通风排水、供电及自动化控制等系统进行优化。目前,一矿、四矿、五矿等主力矿井已全部完成产业升级,解决了矿井布局分散、人员较多的问题。优化工程设计重拳出击。“工程设计上的浪费是最大的浪费”,这是张建国始终的。围绕安全生产和经济效益两条主线,建立煤矿专家咨询评价制度,逐一对煤矿建设项目相关工程设计等进行经济技术评价和风险评估。

  在优化高突头面设计的过程中,“一矿一策、一面一措”,按照瓦斯防治“双六”标准,对具备条件的矿井进行层开采;对不具备条件的矿井进行高低位抽放巷施工,收到了瓦斯治理效果,减少了作业人员,提升了采掘生产效率。按照“大断面、重装备、强支护”和“支得住、支得快、支得省”的要求,合理确定巷道层位和支护方式,推广复合型支护工艺和一次成巷技术。如今,该集团大断面巷道已由2014年的不足10%提升到50%以上,锚网支护率达60%以上,巷道返修率大幅降低。

  在优化采煤工作面设计上,减少产量低、煤质差的小采面,布置“大采长、长,大采高、高阻力”工作面,六矿、十一矿等矿井推行厚煤层一次采全高工艺,为安全高效、减员提效创造了条件。张建国一直“人少则安”,持续推进机械化换人、自动化减人,不断优化劳动组织。2012年以来,该集团平均每年清退井下劳务工2000人以上。2016年,根据国家淘汰落后产能和276天工作日制度的要求,该集团对原煤生产单位重新定编、定岗、定额、定员,减少用工约1.85万人。

  以打造“四化”矿井为目标,持续实施采掘装备上水平工程,应用一大批电液控支架、大功率采煤机、硬岩掘进机,煤矿综采机械化程度达到100%,综掘机械化程度达到73%。大力推广应用综采工作面远距离供液供电技术、超前液压支架等先进工艺、设备,减少采掘头面作业人员,降低职工劳动强度,试用煤炭自动化综采成套装备及智能控制系统,使采煤效率提升50%、人员减少60%。翻出2013年到2016年的技术档案,从提出到思考,从推进到提升,“四优化一提升”工程共组织实施项目416项。平均3天1个项目。有人说张建国疯了。他笑着说:“我不疯,这矿井就要疯,职工家属就要疯。”4年间,“四优化一提升”工程,累计为中国平煤神马集团节支增效12.32亿元。

  让煤干净起来随着社会对要求的不断提升,人们似乎把恶化的,都归结在了煤的身上。让煤干净起来,重新人们对这个引领人类走出黑夜的精灵的尊重和刮目相看,又成了张建国探索的新领域。

  而探索的核心,就是煤炭资源的综合利用和洁净开发,是煤炭产业链条的持续延伸。张建国亲自主持和建立了炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,围绕煤炭、焦炉煤气综合利用等开展多项技术攻关,研发了30多种煤焦化工产品,并以此为基础,打通了多条产业链,让老煤矿焕发了青春,为新产业培育了新动能。

  通过焦炉煤气制氢工艺、焦化苯精制工艺,打通了全球最完整、技术含量最高、循环经济特征最明显、最具竞争力的煤基尼龙化工产业链,实现了原煤—焦炭—焦化品—尼龙66盐—工业丝—帘子布产业链的延伸。利用焦炉煤气,打通了煤基液化天然气产业链,占领技术高峰。利用焦炉煤气生产甲醇和二甲醚,进入替代能源领域。

  利用煤焦油,打通了煤基碳素产业链,生产开发的针状焦,使超高功率石墨电极实现了原料国产化。携手全球最大、产品最全的碳素生产企业——西格里碳素公司,成为全球最大的超高功率石墨电极企业。一条,解放一个企业,影响一个行业。在该集团转型升级的征程中,张建国全面贯彻企业“四个转变”的发展和“三化协调促转型”战略部署,始终走以科技创新助推企业发展的径,持续强化科技创新的针对性,立足煤、延伸煤、超越煤,在煤炭就地增值上做文章,组织工程技术人员努力破解煤矿安全高效技术瓶颈,不断开发煤基化工产业链新技术、新产品、新工艺,打通了从煤炭到焦化到尼龙再到高新技术领域的多条行业一流的特色煤基化工产业链,从原煤等低端产品一直延伸到高性能纤维、改性切片、硅烷等高端产品。

  荣誉的背后是汗水2016年5月30日,身为中国科协九大代表的张建国曾聆听了习总和李克强总理的讲话。

  作为总工程师,张建国始终企业创新主体地位,不断健全完善企业创新体系,积极组织实施创新驱动战略。针对传统能源化工企业科技需求,他提出了科技创新工作要“面向安全生产、面向效益效率提升、面向企业可持续发展”的新模式,打造了“有制度、有投入、有平台、有项目、有人才”的“五有型”科技创新体系,建立了具有平煤神马集团特色的科技管理新机制。探索者获得了尊重,也收获了荣誉。张建国是享受国务院特殊津贴的专家,连任中国科学技术协会第八次、第九次全国代表大会正式代表,兼任四川大学客座教授、中国煤炭学会第七届理事会理事、中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会副主任委员等。他是全国优秀科技工作者、孙越崎科教基金优秀青年科技获得者、全国煤炭工业双十佳矿长、全国煤炭系统专业技术拔尖人才。

  这些荣誉背后是一名探索者的汗水。张建国先后荣获国家科技进步二等3项;省部级科技进步26项,其中一等10项。他的研究在平顶山、鹤岗、等多个煤业公司数十个矿井推广应用,累计产生经济效益20多亿元,为煤炭行业科技进步和矿区可持续发展作出了重要贡献。30年来,张建国探索在翻滚的煤海,奋战在煤矿安全生产、工程设计和科技创新第一线,行走在深部矿井瓦斯防治体系研究与实践的上,一步步走近煤矿动力灾害防治、高温热害治理、深井高应力支护等关键技术领域核心区域。如今,他还在探索的征途上。