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他和煤的“情感世界”

发布日期:2020-11-07  来源:煤炭网  浏览次数:686

10月中旬,孟祥军荣获第二十九届孙越崎能源大奖。这是他在2017年荣获第二届“杰出工程师奖”后,获得的又一份崇高荣誉,也是对他多年来在炭行业作出突出贡献的充分肯定。2017年,他是兖矿集团总工程师,而今,他已成为山东能源集团首席技术专家。

孟祥军注定与煤有缘。1982年,他踏入山东矿院(现为山东科技大学)采矿系学习,从此和煤“相看两不厌”。

他倾心于,始终致力于综采(放)高效生产关键技术、装备及重大灾害综合预控保障体系研究,破解了长期制约煤炭安全高效生产的核心技术瓶颈,创造性建立了适用于各类赋存条件的安全高效生产“兖矿模式”,成长为我国煤炭安全高效开采领域专家。

煤也倾心于他,陪伴他在光与热的世界里一路成长,从兴隆庄矿见习技术员到兖矿集团总工程师,从一名普通采煤工到享受国务院政府特殊津贴人才。他相继获得“山东省有突出贡献的中青年专家”“山东省杰出工程师”“泰山产业领军人才”荣誉称号。

他先后主持完成56项重大科研课题,获国家及省部级科技奖励46项。他主持完成的“兖矿集团煤炭安全高效开采与洁净利用技术创新工程”获国家科技进步奖二等奖,创新成果累计创造经济效益逾300亿元。

他手上时常有洗不掉的煤尘,他身上有一股火热的煤的气息,他心中装着煤,他对煤寄予深情。

做一块朴实的煤

孟祥军的办公室里立着一块半米见方的原煤。这块纹理清晰、棱角分明的煤被他擦拭得干干净净。“在大学里,导师就教导我们要做一块朴实的煤。”孟祥军说,“它诞生于亿万年前,深埋于地下,但它身上满是正能量。”

1988年,孟祥军如愿以偿,从山东矿业学院毕业后来到年设计生产能力300万吨的兴隆庄矿。

“那时候,兴隆庄矿是国内年设计生产能力最大的立井,有4支综采队,后来又成立了2支预备队,每队约有200名职工。”孟祥军回忆说,“井下采煤职工就有1200多人,但是每年要完成300万吨产量,还是相当不容易的。那时候,每支综采队年产五六十万吨就相当不错了。”

“煤层八九米厚,分三层煤开采,储量小,打的巷道又多,产量低,支护成本高,一系列的困难造成生产被动。”孟祥军说,“兖州矿务局意识到,不创新、没有新工艺就会始终受制,开始寻找破解制约生产的新工艺。”综采放顶煤采煤工艺进入他们的视野。

综采放顶煤采煤工艺发轫于上世纪五六十年代的欧洲,西方发达国家在使用放顶煤开采技术时,因无法克服顶板支护困难、回收率低、易自燃等技术难题,最终将其弃用。后来,放顶煤开采技术传入中国,阳泉矿务局、法矿务局先后使用过,但最终也弃用了。

用不用综采放顶煤新工艺?用了,肯定会冒巨大风险,不用,在当时的条件下矿井无法达产,更难以发展。时任兖州矿务局局长的赵经彻拍板:试验综采放顶煤工艺。

自燃、回采率低、顶板不易控制等综采放顶煤工艺所有的技术难题,试验的第一个工作面——兴隆庄矿5306工作面全都遭遇。

兴隆庄矿在经历“磨难”的时候,孟祥军就像一块朴实的煤,正在井下默默地“蜕变”。他干过采煤工、掘进工,担任过采煤区队技术员、掘进区队技术员,当时,孟祥军在兴隆庄矿综掘工区担任技术员。1990年他已经在综掘区队试验过锚网支护,尽管没有成功,但他掌握了许多关键技术数据。

“好的技术和工艺,在试验初期肯定会遇到许多困难,但只要试验成功了肯定能得到快速推广应用。”孟祥军说,“不光那时候是这样,现在也是如此。”

要克服综采放顶煤工艺遇到的困难,首要的是顶板控制。局长急,矿长急,孟祥军又想起锚网支护,他和老队长李佃平商量继续试验,但是他吸取了教训,把锚网支护改为锚架支护。

顶板支护问题解决了,但是掘进速度太慢,无奈再次放弃。他撰写了技术论文《锚网支护的失败教训》,这篇论文为综采放顶煤工艺后期试验成功起到关键作用。

经过无数次的技术测试、实践、论证,兴隆庄矿一改过去开采支护方式,更换了锚网规格、钻机,调整采高,逐一解决试验中遇到的困难。1992年,兴隆庄矿第一个综放工作面5306工作面试验成功。之后,综采放顶煤技术在兖矿本部陆续推广,南屯矿、兴隆庄矿、鲍店矿、东滩矿四矿成为高产高效矿井。

1995年10月,孟祥军担任兴隆庄矿技术科副科长,1998年,他由技术科副科长跳升为兴隆庄矿副总工程师。

“这个小伙子有想法,不孬!”时任兴隆庄矿矿长的太欣喜地说,“越过了正科长这个位置,在兴隆庄矿可说是前无古人。我有意培养他,而分管通防的副总工程师最能锻炼大局和全局意识。”

不断提高装备水平

放顶煤生产技术问题解决了,但是制约放顶煤技术高效高产的因素仍在,譬如煤炭自燃、回采率低等关键技术问题。

“防治煤炭自燃、提高回收率,成为我们面临的新挑战。”孟祥军说,“防灭火三带的研究,就是在这时候开始的。兖矿的防灭火技术从此一直走在国内煤炭行业前列。”

从煤的自燃特性入手,研究煤的发火规律,研究煤自燃的温度、各种气体指标。“这些搞清楚了,明白了因果关系,才能有的放矢地提前采取措施防止自燃。”孟祥军说,“自燃其实和工作面推进速度有很大关系。我们的装备、系统不行,生产能力偏小,推进速度快慢不均,都是引发煤炭自燃的因素。”

国家“九五”科技攻关项目“缓倾斜特厚煤层装备配套及开采技术实践研究”被兴隆庄矿提上日程。1999年,“九五”科技攻关项目顺利完成,兴隆庄矿年产量达到400万吨,原煤回采率达到80%以上。

“‘九五’科技攻关项目的攻克使兴隆庄矿具备了500万吨的年生产能力。重要的是,还培养了一批技术和管理人员,为兖矿集团储备了关键技术人才。”孟祥军说。此后,该项目转移到东滩矿,使该矿年产量达到600万吨。

“九五”尚未结束,兴隆庄矿又开始布局“十五”攻关项目。兖矿集团汇集了国内34家大专院校和科研机构的专家学者,集中用半年时间全力攻关。“那时候,兖矿已经进军澳大利亚了,但是,我们的液压支架还是人工操作,而国外都是自动控制了。”孟祥军说,“‘十五’攻关的技术核心就是支架自动控制。解决不了自动控制问题,就进入不了国外市场。”

经过不懈努力,“十五”攻关项目顺利完成。兖矿终于把先进的电液阀控制系统引进综采放顶煤液压支架中,实现了自动放煤。孟祥军发明的“两柱式综采放顶煤液压支架”出口到德国DBT公司。

“十五”攻关项目的完成,还伴生了许多影响中国煤炭行业发展的关键技术装备,前后运输机、电铲铲煤机……其中1.2米刮板运输机首次在国内使用,直到15年后才被兖矿研发的1.8米刮板运输机替代。

“放顶煤技术解决了企业生存的问题,在亚洲金融风暴时,兖矿职工才能正常发工资有奖金。”孟祥军感慨地说,“‘九五’‘十五’两次技术攻关后,兖矿放顶煤整体装备水平上去了,对顶板管控非常好了,高产高效作用才真正发挥出来,安全生产才有了保障。”

“特别是救活了全国煤炭行业装备制造厂,煤炭市场形势一好起来,这些装备在全国铺天盖地地应用开来。”孟祥军高兴地说,“兖矿的发展历史,是不断创新发展的历史,是装备配套不断提升改造的历史。”

“安全生产是我永恒的追求”

2012年,孟祥军由兴隆庄矿调往东滩矿,担任副矿长、总工程师。

兖州煤田宛如一口巨型大锅,东滩矿处于锅底位置。矿井深近800米,矿压显现明显,3米高的巷道有时候被挤压到1.5米。巨大的地压给矿井安全生产带来很大压力。

“矿井高效生产不能光寄托在装备上,安全生产,是我永恒的追求。”孟祥军说,“‘十五’攻关后装备水平上去了,但是在沿空生产过程当中,受压十分厉害。压力过大导致巷道被挤压变形,不光影响安全生产,职工的劳动强度也非常大,这个问题必须解决。”

孟祥军说,沿空巷道顺槽被挤压变形,电缆曾经被挤断过。2004年10月,兴隆庄矿1303工作面曾受到地压冲击,当时他担任兴隆庄矿总工程师,他用沿空小煤柱开采的方式解决了冲击地压问题,这成为兖矿集团解决冲击地压问题最有效的办法。

之后,他在兴隆庄矿又开始研究大断面高强度沿空顺槽支护,在1304工作面做了200米试验,巷道拓宽到4米至5米,支护用上高强度钢带和锚索。他不断地实践、观测、分析、改进,以最大可能满足了生产需求,之后,该支护方式在1308工作面全面推广开来。

“十字顶梁支护改为顺槽架子支护,职工劳动强度全面降低了!”孟祥军说,“以前,四五个人搞端头支护,每月的搬运量在3600吨左右。现在,职工再也不这么干了。我下井看到职工轻松了那么多,第一次在井下流泪了。”

东滩矿面临的矿压情况比兴隆庄矿有过之而无不及。孟祥军把在兴隆庄矿试验成功的经验移植过来,并把采高提高到4米,在七采区搞了800米支护试验,效果非常好。

孟祥军说:“大断面必然需要高强度的支护,‘九五’‘十五’攻关时也想在大断面搞,但是解决不了顺槽支护问题,所以不敢。大断面放顶煤技术成于兴隆庄矿,升华于东滩矿。”

孟祥军坚持一切创新工作来源于实践,来源于生产需求。他在兖州矿区率先推行综采(放)工作面高效生产顺槽强支护大断面布局,研发了包括锚网索带基本支护、回采期间顺槽超前液压支架支护的整套大断面顺槽高效支护技术,有效解决了大断面掘巷过程中存在的技术问题。

大采高综采放顶煤支架在东滩矿提高到4米,工作面平均回采率提高到95%。目前,这项技术已成功应用于兖州矿区各大矿井,并推广至我国华北、东北、西北等各大矿区。

“他是创新能力最强的总工程师”

“孟祥军是兖矿集团历史上创新能力最强的工程师。”从兖矿集团副总经理位置上退休后,金太仍时常关注着自己的爱将,并不吝夸奖。

2014年,孟祥军担任兖矿集团总工程师后,更倾心于综采(放)高效生产关键技术、装备及重大灾害综合预控保障体系的研究,他主持研发6米、6.8米、8.2米系列大采高和超大采高综采成套装备,突破煤层一次性开采厚度的极限。这些装备成功应用在金鸡滩、转龙湾等特大型矿井,单个工作面年生产能力由600万吨提升至1500万吨。

他主持建立5.5米、7米超大采高综放成套装备及开采技术体系,改变了西部矿区资源回收率低、浪费严重的局面,形成与陕蒙矿区高效发展相适应的开采技术及装备体系,并参与了《综放工作面顶煤回收技术规范》国家标准的制定。

他主持研发综采(放)智能技术装备体系,开启智能开采2.0时代。创新突破工作面直线度精确检测与智能控制、采煤机记忆截割控制、工作面集中远程智能控制等多项关键技术,形成一套集通信、视频、检测、控制于一体的综采成套装备,并参与了《智能矿山信息系统通用技术规范》国家标准的制定。

他在陕蒙矿区率先提出了“小煤柱、无煤柱”开采理念,解决了陕蒙矿区传统宽煤柱开采带来的资源回收率低的普遍性问题……

“我们以‘发展是第一要务、创新是第一动力、人才是第一资源’为统领,做好技术创新工作,为将山东能源集团打造成具有全球竞争力的世界一流企业提供科技支撑。”孟祥军说,“我们的技术创新,将面向生产需求,解决制约瓶颈,实现安全、高效、低耗、环境友好、健康绿色生产;面向产业发展,开发新技术、新产品、新材料、新工艺,推动传统动能转型升级;面向未来布局,瞄准先进科技前沿,研发战略储备技术,推动新兴动能迅速崛起。”

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