难忘设计二三 ——采57-4曹庆捷

发布时间:2018-11-13来源:中国矿业大学110周年校庆网

许多年来,矿井设计中一些难忘的往事,时常在我心中汹涌起来,萦绕于怀。现将其中二三设计实例,概述于下,借以反映自己在矿井设计道路上走过的曲折历程。

1962年从北京矿业学院毕业后,响应“到农村去,到边疆,到祖国最需要的地方去”的号召,走上了“和工、农、兵相结合”的道路。那年,在北京欢度完国庆节后,便背着简而单得不能再简的行装,毅然决然地来到小汶河边的莲花山下,在刚刚移交生产的协庄矿落脚,拜墨面皓齿的矿工为师,成了掘火硐仙的一员。当时,协庄矿颇负盛名,是一座不多有的年产120万吨的大型现代化矿井。北京矿业学院的毕业生只我一个,风华正茂,倍受青睐,学长邢英华总工程师(采50级)对我也关怀备至,垂教不倦。光阴荏苒,忙忙碌碌,风风火火,在现场跌打滚爬两年有余。

1965年,华东各矿务局试点“托拉斯”,作为知识份子革命化的具体表现,“上海煤矿设计院”搬迁徐州,成立了“华东煤矿设计研究院”,从四个局抽调了六十年代初的本科毕业生二十余人,作为“新鲜血液”,充实到设计单位,我有幸成为其中的一员,走进了高楼大院,开始了毕生的矿井设计生涯。七十年代托拉斯解散,我又到了江苏煤矿设计院,继续在老同志的指导下,画施工图。1971年我被批准为工程师,开始承担“项目负责人”的重任,工作能力和技术水平不断得到锻炼和提高。

保护了生态环境

在我1998年退休前,担任过多项国内外大、中、小井型矿井项目负责人,饱尝了设计中的甘苦,其中有一对矿井的初步设计令我棘手,印象特别深刻。

那是激情燃烧的岁月,在“扭转北煤南运”的号召下,江南到处找煤,准备大建煤矿。苏州太湖东山渡村也不例外。那块地方被圈定作为采区范围,地上纵横交错布满勘探网,打了密密麻麻的钻孔,“向太湖的深处进军”,真的是“苍天不负有心人”,竟然勘探出近亿吨煤炭储量!这不能不令人欢呼雀跃,大家“边勘探、边设计、边施工”,摩拳擦掌,迫不及待地四通一平(水通、路通,电通、通讯通,平整工业场地),准备破土开挖,向上级报喜。

作为“项目负责人”的我,要对“渡村矿井”设计的技术和质量全面负责。当我看完“工业学大庆”式的地质报告后,便忧心忡忡了。我请釆矿室组识有关专业人员论证,大家结论是相同的:勘探精度满足不了设计要求;煤炭储量级别低;煤层赋存条件差;厚度变异系数大;含硫高,夹矸多,发热量低;煤层结构、地质构造、水文地质条件复杂;瓦斯异常;如此等等,开拓和开采条件非常差。

按照设计惯例,院里派出了由生产院长、总工程师、项目负责人和各科室主要设计人员,参加现场踏勘小组赴现场调研。乘船从苏州出发,经苏州河进入太湖。自古以来,这里就是闻名遐迩的“鱼米之乡”,一路上,只见万顷柔波连天碧,白帆片片,银光辉映,七十二峰,像珠玉撒在太湖之边,好一派美丽风光。

“胜水秀山愁杀人”,这样的风水宝地谁忍心动土?!特别是当你联想到开采后的情景,更是令人心头发颤。太湖的水位不深,正常时三米左右,村间阡陌纵横交错,河道浅窄弯曲,排灌系统紊乱,完全可以预料,开采后造成的地表塌陷,必然会打乱原生态的地表水系,使这里密集民居遭受影响,很可能迫使他们不得不搬离这祖祖祖辈辈繁衍生息的人间天堂;另外,矿区排放的地下酸性水,腐蚀性很强,长时期的排放,必定造成地面水质的严重污染,进入稻田水塘,必定稻禾不收,鱼虾死亡;基建和生产期间大量堆积的含硫矸石,光秃秃地耸立在太湖之滨,还有煤灰、煤泥等排弃,这些也将污染和侵占大量良田;矿井和工业废气的排放,空气受污浊,天空将不会再是那么蓝,太湖将不会再是那么请,这里的碧水蓝天将荡然无存。这是一幅何等怪异、目不忍睹的景象!

在风头浪尖上,我们顶着各方压力,向环保部门作了反映和汇报,国务院有文件,把太湖列入国为家级风景名胜保护区,明确规定严禁在太湖15公里范围内采石、开矿、兴建高层建筑。这成了我们的“上方宝剑”。生产院长柴俊炎和总工程师蔡仲钰同志都是实事求是、坦坦荡荡的人,他们对我们的想法表示支持,我心中充满感激。万幸的是,由于种种原因,渡村矿终于没有破土兴建,避过一次大劫难。自己心中如释千斤重担,我已尽了心,尽了力,尽了责,为保护太湖尽微薄之力,我为此感到无比欣慰和喜悦。

阔别渡村三十余年,老伴陪我故地重游,看到改革开放以后,这里的面貌日新月异,气象万千,变得那么快,那么好,变得美上加美,看到家家户户盖起了黑瓦白墙的新房,旧貌换了新颜,一派生机勃勃、繁华热闹景象,我站在太湖边情不自禁地高声呼:这就是我最富情怀又久违的太湖!我祝你永远“春风不改旧时波”!

不惟书,不惟上,只惟实

一九七六年打倒四人帮,拨乱反正后,我重操旧业,当上了“大屯煤电公司龙东煤矿”的项目负责人。

龙东井田位于大屯矿区北部,由江苏煤田勘探公司五队施钻,煤炭部工程兵施工。由于正确地贯彻执行了党和国家的方针政策及有关规程、规定,实事求是而又积极稳妥地制定了主要设计原则,推广了行之有效的新技术、新材料、新设备,体现了改革精神,也注意了与有关单位密切配合。198711月建成并移交了一座年产90万吨的大型现代化矿井,在华东地区首创“一个行矿井,一个工作面,年产100万吨”的历史记录,八九年在全国第四次优秀工程设计评选中获国家银质奖。

这项设计之所以值得一提,首先是在设计中的立场、观点、方法上冲破了思想禁锢,得到了解放,再不是跟在别人后面亦步亦趋,而是敢于用自己的脑子思考,走上了决策的科学化和民主化的道路;在工作中,我们广开言路,集思广益,一扫决策的随意性和自由性,因而事半功倍。

设计一开始,在对龙东矿的开发规模上,我们有过面红耳赤的激烈争论。井型是煤矿建设、生产最基本的技术经济指标,在一定程度上反映矿井的生产技术面貌。经过反复论证,并向主管单位多次征求意见,大家取得了一致意见。储量是确定井型的物质基础,龙东井田周围被邻近行矿井和大断层包围,储量没有扩展余地,以年产90万吨计,矿井合理的服务年限内,有利于充分利用资源和发挥投资效果;根据全矿井釆区之间的配采,矿井可以长期稳定生产;考虑到华东地区煤炭紧缺,在矿井各生产环节上都留有今后增产的条件,采用新工艺、新设备、提高井上下机械化和自动化水平相匹配,完全可以达到高产、高效、安全生产的目的。

在井筒位置选择上,大家献计献策,各述己见。原本设想了三个方案,在一次由有关单位领导参加的现场踏勘返回途中,我看见一处地貌,触景生智,车在三里庙附近停下,展开地质地形图,反复比对分析,大多数人对此井位情有独钟,回院根据地物地貌,结合地质资料又作方案,多多优点便显示出来。最大的忧虑是边界断层和派生断层将威胁井筒的施工,虽然边界断层、工业场地、铁路,公路,工人村所留的煤柱可以互相结合,减少压煤量,但必须保证井筒顺利建成。

设计与地质勘探部门密切配合,充分利用和掌握第一手资料,深入分析该区特点,切合实际地确定方案,是设计成败与优劣的关键。在与地质部门多次交换意见,互通情况,根据新的井位方案,地质部门加密了井筒附近的工程控制,为设计和施工提供了可靠而详实的地质资料,通过井筒检查孔的进一步证实,这个井位为最佳方案。为万无一失,在井壁结构的施工图设计中,釆取了加强措施,施工单位精心组织,稳扎稳打,歩步为营,使井筒顺利地落到了井底水平。

旗开得胜,全面地进入了井底车场峒室水平大巷连锁工程的施工,又出现了新的问题。设计中已经预知,担负通风、运输、安全、管线的水平大巷,是龙东矿的一条“龙脉”,也是条生命线,它要长距离地穿过曾被视为禁区的含水层――第四层石灰岩。为了确保建井安全,设计考虑了在大巷过四灰岩前设置耐受高水压的水闸门和施工绕道。建设单位认为,这将大大影响矿井建设总工期,于是,多次组织有关单位进行研究,决定建立水文观测点,进行定性分析和定量预计,掌握了四灰岩的赋存状况。“有据无恐”,于是取消了原了设计方案。经过施工单位的精心组织,提前9个月,顺利通过了2个强含水层地段,大有“柳暗花明又一村”之感,也为矿井提前投产和今后开采强含水层中煤层提供了极其宝贵的资料。

十年磨一剑,在建设单位精心组织下,通过和地质单位、施工单位的密切配合,一座现代化大型矿井终于雄伟地屹立在大沙河旁,它融汇了众多知识份子和煤炭工人的心血,这是集体辛勤劳动的结晶。它为缓解能源紧张、促进经济发展,作出了贡献。

参加印尼煤矿考察与可行性分析

1990年,中国和印尼恢复了外交关系,两国的官方和民间友好往来日益增多,邓小平同志1992年的南巡讲话,如一股强劲的春风,也把我们的设计考察组吹到了印尼。我们的主要任务是应印尼山宝企业团之邀,对东加里曼丹的P.T.KITADIN矿区的四号井作可行性研究报告和对BONTAMG新煤田进行考察。那里是印尼三大产煤矿区之一,印尼政府对该行矿区的煤炭资源基本上釆用引进外资、共同开发的政策,我们去时,已与六、七个外国公司签订了合同。

我国和印尼时差一个小时,到达雅加达上空时,已是晚上七点多钟。下了飞机,便感到暑气逼上人。主人像天气一样热情,稍作停留,接待小组人员便陪我们乘岛际之间的航班直到SAMARINDA,那是一座中小城市,向西北乘吉普车35公里,通过等级不高的公路和崎岖的伐木小道,便到达了矿区。

这里位于起伏不平的森林山区,四面环山,最高山岭海拔正90左右,特殊的地理自然环境,树木茂盛,远远望去,便是一片太平洋岛国热带雨林气候特有的翠绿,房舍零星分布,都掩没在绿荫之中,因为雨量充沛,牛角式的屋顶别具特色,格外陡峭,利于泄水,这里没有雅加达红柚纷纷、夜市千灯的喧嚣,让人感同身受的是碧树万种风绿翠幕,一派热帶雨林的景色。

次日,主人首先向我们介绍了矿区的情况:这个矿区79年获得了印尼政府的批淮,于83年开发,现有三对矿井和两个露天矿,91年产煤40万吨,近三分之一露天开采,为了保证矿区的长期稳产,满足电厂、水泥厂及小企业对煤炭日益增长的需要,希望吸取中国先进的技术和设备,准备尽快对四号井较大规模的开发。他们一面抓紧时间提供我们所需要的资料,一面派人陪我们踏勘地物地貌。

根据四号井煤层赋存特点,赋存在上面的两层均为薄煤层,赋存不稳定,结构复杂,其下为中厚煤层,按常规开釆顺序,应为自上而下的下行开采,根据我国多年开采的经验,只要煤层之间的距离和围岩物理力学性质允许,就有可能釆用上行开采,加大开发强度,邻近的三号井为同一煤系地层,我们便沿着运煤公路和伐木小道,步行下井,实地考察,对煤层的赋存情况及顶底的岩性倍加注意,我们又“竭泽而渔”地乘车到附近的露天矿搜集煤层资料。天有不测风云,去时,赤道上空还艳阳高照,片刻间,电光闪闪,照彻寰宇,狂风放颠,漫空云集,乌云密布,从四面八方汹涌翻卷而来,暴雨大作,我们落汤鸡似的急忙躲进车里,任凭繁杂的雨珠敲击车窗的玻璃,我们全被这突如其来的暴风雨震撼着。数分钟后,便雨过天晴,云散雨敛,从车窗望去,透明的蓝天上飘荡一片片火云。经过这次“无日不雨”的洗礼,冲刷得干干净净的天空上,骄阳又喜气洋洋地放射着金红色的光芒。我们带着岩样袋袋,满载而归,心里感到阵阵难得地清凉,正是“四时皆为夏,一雨便成秋”。听陪同人员介绍,我们正值雨季,难躲椰风蕉雨了。

在离开之前,我们进行了技术交流,介绍了我国煤炭工业现状,并对如何提高现在生产行矿井生产能力、安全水平、改善生产环节和具体方案上提出了我们的建议,得到了他们的赞同,进一步增加了双方的了解,特别是增加了对我们设计四号井的信任。陪同人员先生告诉我:曾有不少外国代表团来这里考察,通过几天接触,从中国来的没有架子,最好接近;提出的建议,简易可行,最好接受;工作最辛苦,也最好接待。我们离开的前一天,先生拿来了两个如椰子般大小、周身有刺隆起的水果,说是榴莲,据说它的名子来源于500多年前开辟南洋第一人的太监三宝,寓意“留连忘返”,我们感谢他的美意,谢谢他对我们的关照!

回国后,我又被委任为该矿井的项目负责人,根据已掌握的资料和相约时间,编制可行性研究报告,我们的指导思想是:印尼和中国同属第三世界,利用中国先进的技术和设备,将本矿建设成为“符合印尼国情,朴实无华、经济效益显著”的矿井,使该矿井达到建井工期短、出煤快、效率高、产量大、工艺先进。根据印尼对煤炭需求量增多的趋势,结合本矿井的地质特点,煤层和釆煤设备可能的生产能力,经论证,不受中国矿井服务年限规定的限制,确定矿井年生产能力为60万吨,相当于当时123号三个矿井生产能力的两倍。根据邻近行矿井施工和生产经验,仍采用片盘斜井开拓方式,提升方式由矿车串车提升,改为大箕斗提升,并一井多用,主井兼回风井,取消了风井的开凿。井下采用先进的综合机械化采煤,并采用上行的开采顺序,提前解放中厚煤层,加大开发强度。经过一个月马不停蹄的努力,完成后经过中国统配煤总公司、煤炭科学研究院、中国煤炭工业咨询委员会等单位的10名高级专家的咨询论证,“与会专家一致认为,根据该矿井外部条件,煤层赋存条件,技术方案及设备的选择,4号矿井可行性报告是可行的”。不久,P.T.KITADIM的代表团来到我院互访,进行了交流,又到了几个类似矿井进行参观,对我国的技术和设备有了更直观的了解,加深了互信和合作。

我常为终身从事煤矿设计感到庆幸,设计选择了我,我也选择了设计,在设计生涯中,我学到了不少哲理事理、修身立业、砥砺教化、人际关系,令我终生受益,忆到尽处便是诗:

转战南北卅三载,改革开放宏图展。

第三世界兄弟谊,千岛之国贺劳旋。

成泥作尘貌不雅,临镜不似少年颜。

何处去来燃太甚,炉中炎烬矢志坚。

岁月苦短花甲时,当下船时即下船。

往事可待成追忆,怀旧叙新别有天。

水急后浪推前浪,追攀还有邦之彦。

  

【作者简介】:曹庆捷,采574班,毕业分至新汶矿务局,1965年调至华东煤矿设计院,70年转至现今的江苏省第一工业设计院,曾任室主任,付总工程师。高工,担任过多项国内外大、中、小型矿井项目负责人,获得过大型矿井项目国家优秀设计银质奖和省、部级优秀设计一等奖各一项。