平移井塔斩获国家级奖项,安装700吨以上大型钢结构井架26座,其中千吨级以上井架13座,一次起吊成功率100%,先后刷新8项全国和世界纪录……从让井塔“走路”到用井架“登天”,沿着中煤矿建集团机电安装公司的发展足迹,一幅由追赶到领跑的奋进画卷正化为实景。
破“零”而立,在“无先例可循”时成为先例

1978年4月,在淮北煤炭基地建设会战的号子声里,以三十三工程处四工区和加工厂为基础,当时仅有百余人的机电安装公司应运而生。谁也不曾想到,这支曾经肩扛手刨、木板当床的队伍,日后会成为矿山机电安装领域的排头兵。
翻开矿建人奋斗的篇章,成立第二年,一场前所未有的挑战便摆在了这支年轻的队伍面前——刘桥煤矿副井井塔平移工程。井塔是煤矿的“咽喉”,提升机、电梯、罐道、混凝土刚性托盘,全部集成其上。彼时的安装公司,设备简陋、经验匮乏,但他们认准一个理:没有路可走,那就自己淌出一条路来。
要把这样一个2000吨的“庞然大物”整体挪动,无异于“在鸡蛋上跳舞”,这在当时,国内没有先例。若按常规现浇施工,井口将至少封闭一年。公司决定另辟蹊径——在井塔底座预设钢筋混凝土“门型托盘”,采用“四点受力体系”,综合运用承载平车、承载钢轨、液压千斤顶等设备,辅以滑车组进行牵引平移。操作人员深知,2000吨的井塔一旦受力不均,混凝土塔身将瞬间撕裂。为此,施工团队采取“多点同步、分级加压”的控制策略,依托液压站统一调配千斤顶顶推力,以厘米级的进程反复试推校正,并对井塔的垂直度、十字线重合度等进行动态监测调整。施工现场异常安静,唯有井塔在钢轨上行进的“脚步”声。8小时25分钟后,井塔精准落位于36.5米外的预定位置,垂直度偏差远小于设计标准。此举改变了传统现浇施工的被动局面,缩短了近半年的建井工期,用事实向行业证明,这支新生的安装队伍,有胆识,更有技艺。
成功了,就要把它做成“标准”。刘桥一战,该公司没有让经验沉睡在掌声里,而是系统总结、反复论证,将零散的操作要领提炼为科学的施工流程,形成了“钢筋混凝土井塔预建整移”工艺的雏形。
两年后,机电安装公司再度亮剑朱仙庄煤矿主井井塔,这一次,难度不可同日而语:井塔高62米,总移动荷载4200吨。面对这场“升级考试”,该公司以全新工艺应战——采用群桩基础与滑道综合施工技术,底部为门型框架混凝土塔座底盘,在四组QU120型起重机钢轨上布置30台200吨滚轮式承载平车,由8台液压千斤顶配以液压站统一驱动,平稳滑行。历时11小时27分钟,朱仙庄煤矿主井井塔平移34.8米,成为国内首座预建整移成功的立井井塔。
两次实战,让这项技术从经验升华为标准,并被正式命名为“钢筋混凝土井塔预建整移”工艺。该技术先后荣获煤炭行业科技进步奖一等奖、国家科学技术进步奖二等奖,填补了国内空白。更重要的是,它从根本上改变了建井次序,让井塔可在井口旁提前预制,矿建、土建、安装三类工程由此得以平衡穿插,建井周期大幅缩短,为煤矿事业发展开拓了一条新路径。
向“一”而变,开创桅杆整体吊装施工先河

井塔平移,为这支安装队伍技术攻坚打开了突破口,但他们并未止步,又将目光聚焦于矿山建设另一项核心工艺——钢结构井架竖立,一场新的攻坚就此展开。
井架是矿井的脊梁——四斜柱、箱型断面、几十米高的空间框架体系,偏差稍大,罐道就无法垂直运行,正因如此,井架竖立历来被视为矿井建设的关键一步。彼时,公司没有专用起重机具设备,而井架竖立难度大、整体组装焊接技术要求高,一面是设备条件的捉襟见肘,一面是施工要求的丝毫不让,这道题,怎么解?项目团队经过反复推演,提出一个“胆大”的思路:能不能在地面把井架主、副架全部组装、组焊成一个整体,再用桅杆把它一次性翻到设计位置?这就是后来名动行业的“整体组装翻转竖立法”的雏形,这套工艺,在陈四楼煤矿副井井架上,迎来了它的“成名之战”。
陈四楼煤矿副井井架总重228.44吨,高38.6米,这个体量,放在今天不算稀奇,但在当时,确是个不小的挑战。参与施工的技术人员回忆:“那时候真难,没有大吨位吊车,桅杆就是我们最靠谱的‘臂膀’。”经反复论证,最终敲定采用“桅杆吊装、整体翻转法”施工。
这是一场地面上的精细活,工人们围着井架主柱、箱型断面构件有序作业,精准把控焊接质量,地面组装完成后,整套井架如同一件预制的“巨物”,等待着最后的一跃。真正的考验,在起吊那一刻:建设团队在井架支座处设置翻转钢铰链,以桅杆为支点,通过滑轮组牵引,让井架绕铰链缓缓扳起。桅杆巍然矗立,钢丝绳绷成满弓,随着指挥员一声令下,228.44吨的钢铁井架缓缓抬头,在半空平稳转动,各受力点全程处于严密监控之中,主、副斜架最终一次性吊装到位。
该井架的成功竖立,实现了从0到1的跨越,一举破解了数百吨级箱型井架整体竖立的施工难题,以此为标志,施工工艺迈入“地面整体组装+桅杆吊装翻转”的新阶段,开创了国内煤炭系统箱型钢井架整体吊装的先河,也为后续大型装配式钢结构井架吊装积累了关键经验。
双桅并举,让井架独木成林、遍地开花

技术的又一跃升,体现在“单桅杆”到“双桅杆”的跨越上。2004年9月,唐口煤矿施工现场,主井井架设计高度62米,斜架重达745吨,仅靠单桅杆吊装已难以保证受力均衡。项目团队在困境中打破常规,创新采用双桅杆吊装技术:两副桅杆原地倒杆、翻转起吊,主体与基础通过钢铰链连接,附件则借助主体,滑移就位。“双桅起吊的难点在于同步,整套系统环环相扣,必须协调一致,稍有偏差,便可能导致井架受力失衡。”时任现场技术负责人表示。为攻克这一难题,唐口项目部成立了QC小组,围绕双桅杆同步起吊、应力监测、就位精度等关键环节展开技术攻关,选用200吨油压千斤顶配合经纬仪找正,将各项控制参数反复测算、逐项演练。起吊当日,745吨的斜架在双桅杆的牵引下精准就位于井口,整个过程一气呵成。这一吊,再次刷新了国内煤炭系统大型井架吊装施工纪录。唐口项目部QC小组凭借此次施工中严谨的技术管理与质量控制,荣获“2004年度全国煤炭施工企业先进QC小组”称号。
以此为起点,机电安装公司开启了井架建设屡破纪录的“黄金时期”,2005年8月施工的潞安矿业屯留矿主井系统工程,摘得全国建筑工程最高奖项“鲁班奖”;2005年11月施工的口孜东煤矿主井井架,创下当时“世界第一大钢结构井架吊装”新纪录;2011年6月施工的麻家梁煤矿主井井架,成为当时国内外高度最高、重量最大的钢井架……纪录不是终点,而是新的起跑线。每破一次纪录,工艺就沉淀一层;每竖一座井架,经验就厚实一分。矿建人在一次次施工实践中,沉淀固化出一套独有的工法——《特大型井架竖立工法》,并于2008年获评国家一级工法;同步创新的《立井施工整体稳线工艺》和《矿用大型钢井架吊装专用机具》,则获国家发明专利授权。从蹒跚学步到行业领跑,矿建人用一座座井架,在中国矿山建设史上写下了自己的名字。
由“1”到“N”,化整为零立起钢铁脊梁

纪录越多,挑战越大;井架越竖越高,场地却越来越“挤”。随着矿井建设向深部、向既有矿区延伸,施工空间被急剧压缩——井口四周交叉作业,大型桅杆根本无法展开,传统“整体吊装”的舞台,正在变小。机电安装公司的应对思路很直接:既然井架太大装不下,那就化整为零、见缝插针,让它分节“长”起来。从2009年首次实施空中分段组装,到2013年攻克全散装工艺,再到后续多个矿区的推广应用,该公司逐步掌握了一套“龙门吊+大型履带吊”配合、“铰链定位+稳车牵引”辅助的空中散装工法。其核心,就是把过去几十米高空的拼装,转化为在地面工厂预制、在井口逐件吊装的标准化作业。
这套工艺的真正“大考”,是2023年施工的纱岭金矿主井井架。该井架总重量达1675.01吨,高88.163米,是当时世界最重、主体最高的主井井架。面对“施工空间严重受限、无法整体吊装”的极限工况,项目部果断选用大型吊车空中散装法,现场用大型起重机逐件吊装,借助定位铰链和稳车系统,主斜架一点点翻转竖立。“构件最重达430吨,想让它们精准落位,好比在几十米高空穿针引线,难度可想而知。”现场负责人感慨道。为确保万无一失,技术团队运用BIM技术进行全过程仿真,优化吊装路径,让这个“钢铁巨人”在施工各阶段受力均衡;与此同时,多台全站仪全程同步监测校准,实时微调细节。针对焊接这一关键环节,团队采用“收缩预留量控制法”,最大程度减少了焊接收缩对整体尺寸的影响,将每一道焊缝、每一处对接的精度偏差牢牢锁定在毫米级。建设团队仅用4小时即完成主斜架竖立,随后46天完成全部吊装任务,刷新矿山建设领域两项世界纪录、两项国内纪录。
从“整体翻转”到“化整为零”,变的是工艺方法,不变的是品质追求。在一次次变与不变中,矿建人走出了一条从“建好矿井”迈向“技术立企”的坚实路径。
面向“十五五”,中煤矿建机电安装公司表示,将锚定“一主多元”发展目标,构建覆盖矿山设备安装、维护保养全生命周期的一站式闭环服务体系,为国内外矿山安全高效生产提供“矿建智慧”。(郑朝阳)
