2019年9月24日《陕西日报》第14版
本报记者 霍强
“这就是我们自主研发的创造煤矿井下定向钻孔深度世界纪录的大功率定向钻进钻机。”9月17日，在中煤科工集团西安研究院有限公司（以下简称西安研究院）实验室，钻探技术与装备研发中心研究员邬迪向记者介绍。今年初，这台钻探“神器”在神东煤炭集团保德煤矿完成了主孔深度2570米的顺煤层超长定向钻孔，为我国超长工作面瓦斯区域治理难题的解决提供了先进的技术装备保障。
瓦斯和水害等致灾因素是煤矿安全生产的“天敌”。邬迪和他的同事要做的，就是把这些致灾因素探查清楚，为煤矿的安全生产保驾护航。“我们研发的智能化钻探装备，能够精确探查出煤层中的瓦斯或者含水层，并采取有效手段进行治理，为煤矿安全生产起到了类似‘专科医生’的作用。”邬迪说。
工作17年来，邬迪主持或参与研发的多种煤矿坑道钻探装备，均达到国际先进或国内领先水平。邬迪和他的同事为我国煤矿井下隐蔽致灾因素探查和治理用勘探装备的技术革新一直在努力着。
创造世界纪录的2570米
今年1月，由西安研究院承担的神东煤炭集团保德煤矿顺煤层超长定向钻孔示范工程取得重大突破，该工程采用自主研发的大功率定向钻进钻机完成了主孔深度2570米的顺煤层超长定向钻孔，创造了煤矿井下定向钻孔深度的新世界纪录。
邬迪完整参与了这台大功率钻机的研制工作。“除了主孔深度达到2570米，整个示范工程干了20天，平均每天钻进都在200米以上。”邬迪说，“煤矿生产前都需要进行钻探，我们研发的大功率钻机，可以快速、准确地探查煤层内瓦斯之类的安全隐患，为煤矿抽采瓦斯、排除隐患做好准备。”
邬迪告诉记者，研发团队在钻头后端加装了测量仪器和图像传输系统，让钻探更加“智慧”，既钻得快，又钻得准。“加装测量仪器以后，我们可以根据煤层赋存情况，及时调整钻孔轨迹，让钻孔实际轨迹无限接近设计轨迹，提高了钻探精度与效率，而原来的钻机是无法控制钻孔运行轨迹的。”邬迪说。煤矿可以直接利用这些钻孔抽采瓦斯，生产效率更高了。
类似的大功率钻机效率很高，但体积较大。受煤矿井下巷道条件限制，履带钻机原地转向和开孔角度调整都很困难。长安大学机械电子工程专业毕业的邬迪冒出来一个想法：是否可以给履带钻机装上主机回转平台，就像把坦克的“炮塔”转移到井下，这样履带只需前进或后退，开孔角度依靠“炮塔”调节，履带钻机更加灵活，工人操作起来就方便多了！
说干就干，经过一年多的技术攻关，邬迪和他的团队研发出了炮塔式履带钻机。“采用炮塔式结构设计之后，钻机操作的灵活性大大提高，以前需要六七个工人完成的工作，现在有两个人就可以操作。”邬迪说。炮塔式履带钻机还能快速调节开孔角度，钻机辅助稳固工序的耗时也大大降低，综合钻进效率提高20%以上。
目前，这款炮塔式履带钻机在神东煤炭集团、西山煤电集团、阳泉煤业集团等10余家大型煤炭企业成功推广110套，销售收入超过了1亿元。
煤矿钻机实现了量身定制
除了保德煤矿这样的大型煤矿，我国还有一批规模相对较小的煤矿，受井下巷道空间小、煤层松软等因素制约，对机动性能好、规格适中的钻机需求旺盛。瞅准了这一细分市场，邬迪和他的团队又研发了分体式履带钻机，动力泵站、操作平台、主机平台是分离的，体积小，运输和操作方便。
“我们根据安徽一些煤矿的井下条件，为他们量身定制了一批钻机。”邬迪说，“有的煤矿井下巷道运输铁轨只有0.9米宽，煤矿要求钻机可以在铁轨内运输。我们就进行技术攻关，设计了宽度仅为0.85米的履带钻机，是目前国内最窄的履带钻机之一。”
搞技术创新难免会经历挫折，邬迪对此深有感触。分体式履带钻机研制成功后，邬迪带着为淮北矿业集团朱仙庄煤矿定制生产的产品到该矿进行试验。“钻机刚运到矿上，在地面调试过程中，主机立柱突然折断，钻机无法进行固定。”邬迪说。煤矿方面对产品质量提出了质疑，邬迪和项目小组的同事开始连夜排除故障，手工绘图、重新设计、自己动手加工配件，在40多摄氏度的高温下，连续奋战6个昼夜，终于现场解决了主机立柱问题，完成了井下试验。
回到西安后，邬迪和同事对产品进行了系统改进，最终得到了淮北矿业的认可，一次性采购了20余套钻机。邬迪告诉记者，改进后的分体式履带钻机可以远离钻孔孔口进行操作，工人的安全系数大大提高，特别适用于井下条件复杂，具有瓦斯突出威胁的煤矿。同时，工人的劳动强度大幅降低，运输、固定、钻孔角度调整等时间都缩短了一半以上。
现在，邬迪和他的团队研发的分体式履带钻机在我国淮北、淮南、阳泉、黄陵等煤矿产区广泛应用，销售超过100套，销售收入超过9000万元，创造了良好的经济效益和社会效益。
科技创新永无止境
17年来，邬迪一直从事煤矿井下钻探装备的研究和技术推广工作，主持或参与完成各类科研项目30余项，其中获省部级科技奖励7项，获授权发明专利16项、实用新型专利7项、外观专利5项、软件著作权3项。他还先后获得了陕西青年科技奖、全国煤炭青年五四奖章等荣誉。
“西安研究院是我国煤炭系统专业从事煤炭地质与勘探，煤矿安全高效开采地质保障技术、装备与工程领域唯一具有突出优势的国家重点高新技术企业，还是国内首批硕士研究生招生单位，2003年建立了博士后科研工作站，科技创新的氛围十分浓厚。”邬迪说。
现在，邬迪所在的科研团队共有60余人，其中井下钻机专职研发设计人员10余人。“我们的团队充满活力，大家瞅准了一个目标，就是让煤矿钻探设备实现从自动化到智能化的跨越，推动行业进步，为我国煤矿安全生产、零事故贡献西安研究院的技术力量。”邬迪如是说。
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