立足科研勇于開拓持續創新共創佳績
——中煤科工集團西安研究院有限公司煤礦區鉆探技術與裝備創新團隊

□劉桂芹

團隊成員合影

中煤科工集團西安研究院有限公司（以下簡稱西安研究院），成立于1956年5月，1965年8月整建制從北京遷到西安，現隸屬于中國煤炭科工集團有限公司，為中央管理的大型科技型企業。

回首滄桑一甲子，輝煌已鑄六十年。經過幾代煤研人的不懈奮斗，西安研究院已成為我國煤炭系統專業從事煤炭地質與勘探，煤礦安全高效開采地質保障技術、裝備與工程領域唯一具有突出優勢的國家重點高新技術企業，為我國煤炭工業健康發展做出了卓越的貢獻。

雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越。鉆探技術與裝備研發中心依托中煤科工集團西安研究院有限公司成立于2008年，團隊力求傳承老一輩專家、學者的卓越精神與貢獻，創新思維自主鉆研核心專利技術，保障煤礦安全高效開采，始終立足煤礦安全高效開采地質保障的需求，致力于煤礦區地面與井下煤巖鉆探理論研究、鉆探裝備研發、鉆探儀器與工藝技術開發。團隊先后獲得全國青年文明號、全國煤炭行業青年文明號、陜西省科技系統共青團工作先進集體、中國煤炭科工集團青年文明號等榮譽。2020年榮獲中國煤炭科工集團創新團隊稱號，2021年榮獲中國煤炭工業協會科研創新團隊稱號。

立足技術研發打造行業領軍的攻關創新團隊

團隊現有成員57人，均具有研究生學歷，其中博士研究生18人，成員專業涵蓋礦產普查與勘探、礦山機械工程、地質工程、機械電子工程、測控技術與儀器等多個學科領域，經過多年發展，逐漸形成了以資深專家為技術引導，中青年專家為核心，青年技術人才為中堅力量，學科優勢互補的高素質創新團隊。

團隊帶頭人姚克、郝世俊、李泉新等均為煤炭行業鉆探工程領域的重要技術骨干和學科帶頭人，多年來團隊堅持以科技為基礎，以市場為導向，以客戶為中心，以項目為載體，建立健全了內部管理機制和團隊運行機制，明確創新研發是團隊的主要任務，制定了增強團隊合作動力、強化團隊激勵的諸多措施。團隊以項目負責人為核心，健全完善科研創新活動管理體制，營造民主的學術氛圍，創造寬松的學術環境，通過持續深抓學習力、凝聚力、執行力、創新力、溝通力、競爭力等“六個力”的措施，使每個成員明確團隊的使命和責任，充分調動科研人員的積極性。團隊同時建立高效的內部溝通渠道，創建隨時隨地進行溝通的軟硬件平臺，鼓勵百花齊放、百家爭鳴的思想碰撞，重視差異化的技術細節交流，充分挖掘團隊成員的潛力和創造力。

團隊先后承擔或參與國家科技重大專項課題、國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金項目以及其他省部級以上科研項目或課題共68項。近10年獲得省部級以上科技獎勵累計44項，其中國家獎2項，省部級特等獎1項、一等獎6項，累計取得授權發明專利、實用新型專利、軟件著作權等核心知識產權成果157項，主持修訂行業標準6項、企業標準44項。團隊整體創新能力與科研水平始終處于國際先進，國內領先水平。

傳承鉆探精神持續開展煤礦區鉆探裝備技術攻關

西安研究院自20世紀70年代開始從事地質勘探技術開發工作，依托國家“八五”科技重大專項課題研制出煤炭行業鉆探工程領域的重要技術，培養鍛煉出一批技術骨干和學科帶頭人。從國內煤炭系統首臺全液壓鉆機開始，到井下常規鉆進裝備、定向鉆進技術裝備、地面鉆進技術裝備以及自動化智能化鉆探技術裝備等成功研制。

煤層氣井上下聯合開發裝備與工藝示意圖

40余年的傳承與沉淀，逐步形成了相對成熟的煤礦區鉆探技術與裝備體系。“十一五”期間，成功研發國內首臺井下定向鉆探裝備，填補了領域空白，開發出具有自主產權的地面鉆探特種裝備及井下礦難地面應急救援技術，開創了煤層氣井上下聯合開發裝備與工藝體系。“十二五”期間，團隊成功研發井下大功率定向鉆進技術與裝備，創新井下瓦斯抽采、水害防治的定向鉆進等工藝體系，改變了傳統煤礦生產模式，達到國際領先水平。“十三五”?期間，探索煤礦區鉆探裝備的智能化，裝備整體技術水平得到進一步提升，煤礦區鉆探工藝技術體系逐步完善。團隊聚焦煤礦區鉆探相關理論、關鍵裝備和核心技術等瓶頸問題，通過系列攻關，形成一大批具有自主產權的技術成果，引領了我國煤礦區地質保障技術的發展進步，成為煤礦區鉆探行業發展的一面旗幟。

團隊依托“十二五”國家科技重大專項課題，研發了煤礦井下大功率定向鉆機、定向鉆進用無線隨鉆測量裝置等完備的井下大直徑定向孔鉆進系統裝備，實現了井下隨鉆測量從“有線”到“無線”的跨越，解決了煤礦井下中硬煤巖層大直徑定向長鉆孔精準高效成孔難題。2014年在山西晉城寺河煤礦創造了本煤層定向長鉆孔1881米的孔深世界紀錄，其后通過技術的不斷迭代升級，先后于2017、2018年多次刷新該項紀錄，2019年在神東保德煤礦創造井下定向鉆孔3353米孔深的世界紀錄，實現了煤礦井下定向鉆孔由1000米到3000米的重大突破。成果經中國煤炭工業協會鑒定整體達到國際領先水平，2021年入選國家第六批制造業單項冠軍產品，被收錄于《煤礦安全生產先進適用技術裝備推廣目錄》（2017年、2018年），還先后榮獲中國好設計銀獎、中國工業大獎提名獎、中國煤炭工業協會科學技術獎、陜西省科學技術獎、綠色礦山產業聯盟科學技術獎等獎項10余項。團隊研發了滿足狹窄井巷環境多工藝施工要求的中深孔定向鉆進鉆機與配套履帶式泥漿泵車，開發出針對井下施工工藝的定向鉆機液壓系統，創新了具備輸出參數自適應功能的履帶式泥漿泵車，解決了煤礦井下受限環境下的鉆探施工技術難題，項目成果達到國際先進水平。成果覆蓋國內煤礦井下千米定向鉆半數以上的市場份額，經濟效益與社會效益都取得了優異成績。

在國家重點研發計劃項目及西安研究院自籌資金項目的支持下，針對煤礦頂底板水體疏放、底板隔水層加固改造等突出問題，通過裝備研制、成孔工藝開發和注漿技術研究，形成了適合我國復雜地質條件的井下防治水定向鉆進及注漿工藝體系，實現了煤礦水害超前、區域、精準防治。在趙固一礦底板注漿加固施工中首次應用并取得良好效果，綜合成本顯著降低，在桑樹坪礦、紅柳煤礦等多個礦井應用后得到了廣泛好評。團隊研發出適合井下復雜頂板煤巖層的大直徑定向鉆孔成孔技術及配套機具，開發了集科學設計、高效鉆進、可靠成孔于一體的定向鉆進技術體系，解決了復雜破碎煤巖層內安全可靠定向鉆進與頂板巖層大直徑成孔高效鉆進難題，推動了以定向孔替代高抽巷的技術進步，瓦斯綜合治理成本降低三分之二，效率提升三分之一，有效解決了抽掘采銜接失調的矛盾，為煤礦企業降本增效、保障從業人員安全起到了積極的推動作用，社會效益顯著。

團隊依托國家科技重大專項、國家重點研發計劃項目，開發了專用特種設備與配套工藝，成功實現煤礦瓦斯井上下立體化聯合抽采，推動了煤礦瓦斯規模化抽采。開發出井下礦難地面應急救援通道快速構建技術與裝備，實現對井下被困人員的生命保障和安全營救。上述創新成果已經在8個國家礦山應急救援區域救援隊進行了推廣應用。相關工藝與設備在地面煤層氣開發、煤礦瓦斯災害地面防治、礦山災害應急救援及地面工程鉆井施工等領域有著廣闊的應用前景。

堅持開拓創新引領煤礦區鉆探裝備技術發展

團隊通過對煤礦井下碎軟煤層定向鉆進技術裝備、硬巖高效定向鉆進技術裝備和災害生命保障通道構建技術裝備及配套工藝技術的拓展研究，為礦井瓦斯時空立體化抽采治理、瓦斯水害超前區域精準防治、礦井事故高效快速救援奠定堅實的基礎。通過對導向鉆進技術裝備等自動化智能化鉆進裝備的深度開發，促進煤礦井下“機械化換人、自動化減人”目標的早日實現。

團隊所取得的科研成果使國內煤礦區鉆探相關領域在工藝設備方面取得突破進展，部分技術成果達到國際領先水平，打破了煤礦區高端鉆探裝備依賴進口的局面，提升了國產裝備的綜合國際競爭力，形成了集研發、制造、營銷、服務為一體的煤礦區鉆探技術與裝備產業生態鏈，帶動形成了數10億規模的定向鉆進裝備生產與配套供應鏈。依托裝備技術在全國各大礦區形成的示范應用，累計培訓全國各大礦區定向鉆進技術人員2萬余人，為我國煤礦瓦斯高效抽采、水害防治以及煤礦井下地質保障技術的發展起到了引領和示范作用。

砥礪前行破萬里，繼往開來譜新篇。團隊將通過對煤礦井下智能化鉆進技術與裝備的深度開發，以及對定向鉆進技術與裝備、地面煤層氣開采裝備、災害救援技術與裝備的進一步擴展完善，提高煤礦區鉆探技術與裝備整體水平，促進煤礦地質保障技術進步，為智慧礦山建設目標的早日實現提供必要的技術與裝備保障。

車載鉆機