原標題:初心如「鑽」 向地球深部進軍——記第七屆全國道德模範、安徽省地質礦產勘查局教授級高級工程師朱恆銀
【道德模範光明禮讚】
想像一下,在地表向下開孔,人類向內自由落體,將會發現什麼?地下1米,深深淺淺的地鼠洞穴率先映入眼帘;地下200米,煤礦井內明晃晃的探照燈有如夜空中的萬千星點;地下500米,各類金屬礦藏「顯山露水」、千奇百怪;地下1000米,「工業血液」石油日夜奔流不息……
「新中國成立初期,我國普遍使用的純機械式鑽機,只能推進到地下500米至600米深,且速度極慢。20世紀70年代中期,我成為一名鑽探工人,那時仍難以突破800米。而今天,已是大不一樣,我們將地質巖心鑽探深度從1000米推進至3000米,現已推進至5000米。」全國道德模範、安徽省地質礦產勘查局313地質隊教授級高級工程師朱恆銀感慨地說。
2020年3月,由朱恆銀帶領團隊自主研發的國內首臺5000米多功能變頻自動鑽機,亮相新疆克拉瑪依瑪湖油田。鏖戰200餘日,捷報頻傳,開鑽6口井,完井5口,共完成進尺19549米,最高日推進速度達700餘米。
深度,從1000米以淺至5000米以深;速度,從每天數十米到每天數百米;力度,從機械式、半液壓式再到全液壓式、變頻自動式;角度,從直孔到可以彎曲、分枝、對接。「地質神兵」朱恆銀的奮鬥史,既是一部技術創新史,也是一部中國地質鑽探從後進到趕超、再到領跑的變遷史。
「初心就是為國找礦」
鑽探是一門苦差事,一年多半奔波在野外,天作蓋地為廬,滿手油汙、渾身泥漿是常態。而朱恆銀一幹就是44年,即使年逾花甲,依舊堅守崗位。
堅持源自熱愛,熱愛始於擔當。「我的初心就是為國找礦,找大礦,找富礦。」朱恆銀說。
走過缺煤少油的艱苦年代,當年國家資源能源匱乏程度之深,朱恆銀深有感觸。他剛參加工作時,我國鑽探全行業處處被外國掣肘,「鑽頭、鑽杆等關鍵部件幾乎全部依賴進口,當美國掘地2000米已是『家常便飯』時,我們卻依然被遠遠攔在千米關口之外。」朱恆銀回憶。
1977年10月,參加工作剛滿一年的朱恆銀,隨隊在安徽霍邱鐵礦鑽探現場施工。一次夜班交接時,鑽頭突然被鑽孔內的碎巖塊卡住,「老班長」當即強力拉提鑽杆,卻不慎拉斷鑽機底腳螺絲,鑽機瞬間傾翻,一下將「老班長」彈飛。當時,機房柴油機背憋熄火,發電機停止運轉,機房漆黑一片。「我趕緊提起『小馬燈』,在鑽塔角落找到『老班長』後,發現他頭部血流不止,已經昏迷。儘管後來搶救及時,沒有生命危險,但『老班長』不得不永遠告別鑽探工作。」正是那個夜晚,深深地刺痛了朱恆銀,他下定決心,「一定要改變國內鑽探設備技術的落後面貌」。
手抬肩扛機械翻山越嶺,他從不喊累;夜宿報紙糊窗的土坯房,甚至牛棚,他從不叫苦;設備落後老化,安全事故常發,他也不害怕。無數個在荒山野嶺的不眠夜,真正讓朱恆銀焦慮不安的,是自己理論生疏、技能匱乏。
1978年,朱恆銀考入安徽地質職工大學,潛心研修探礦知識技能。畢業後,他沒有選擇在城市工作,而是毅然回到地質隊,再次面對荒山,「老班長」的話在他耳邊久久迴響,「目之所及也許荒涼,卻埋藏著無盡寶藏,我們是國家建設的『地質尖兵』,從事地質找礦是我們的無上榮光」。
「立足崗位的小改小革為重大創新奠定基礎」
「都說『上天不易,入地更難』,作為一項『隱蔽工程』,入地究竟有多難常常不為人知。」朱恆銀表示。
地層是「有生命的」,它們千變萬化、複雜多樣。實際施工中,巖層軟硬不均或鬆散破碎,鑽探需要適應各種困難環境,「沒有金剛鑽攬不了瓷器活」。鑽機每向地下推進100米,地下溫度就會上升3℃左右,到地下5000米時,溫度可達150℃之高;向數千米處推進,小小鑽孔內有千鈞阻力,扭矩過大常常擰斷鑽杆……
「鑽探是一項系統工程,對地球深部奧秘的持續探索,集成了一個國家現階段內的先進科技成果,側面反映了一個國家工業發展水平的高低。」朱恆銀說。
對鑽探設備技術的極致追求,激勵著朱恆銀不斷向創新高峰攀登。「朱教授職業生涯的第一項小發明創造,就是因為我。」313地質隊職工劉金保回憶道。
1984年,劉金保擔任鑽探施工現場泥漿操作員,當時泥漿攪拌技術十分原始,往往需要進行人工攪拌,勞動強度巨大。望著工友們滿身泥漿且效率不高,朱恆銀急在心裡。
於是,他利用業餘時間研發了一臺水力泥漿攪拌器。投入使用後,實踐證明這臺機器不僅攪拌均勻,速度也大大提高,更重要的是將工人從人工攪拌泥漿中解脫了出來。
朱恆銀的創新之門就此打開。隨後,他在鑽探施工崗位上,先後研發成功了8項「五小」成果,並得以充分應用,相繼獲得各級「五小」成果獎。「創新是積累的過程,立足崗位的小改小革是本分,也為日後重大創新奠定了基礎。」朱恆銀如是說。
常年紮根一線,朱恆銀有自己的「創新觀」。「工作崗位上,創新須務實,要立足於解決實際工作中出現的問題、難點,致力於提高工作效率及安全性,力求短、平、快」「有些看似微小的創造,往往可能賦予鑽探工作較大的改變」「鑽探器具創新必須經歷百次試驗,確保人身和孔內安全,才能推廣應用,不是寫篇論文就了事」。
「國家需要什麼,我們就找什麼」
我們為什麼要越鑽越深?
「首要目的依然是找礦,國家需要什麼,我們就找什麼。」朱恆銀表示,「地質出思路,物探圈靶區,鑽探去驗證。」通過鑽探,可以了解礦藏種類、具體部位、面積大小、儲量多少、開採難易等關鍵信息,為資源能源開發利用提供依據。
2006年,國家基礎設施建設如火如荼,伴隨著進口礦石原料價格不斷上漲,找礦成為當務之急。當年,《國務院關於加強地質工作的決定》發布,新一輪地質找礦中,「攻深找盲,摸底探邊」成為重點。探索深部找礦,鑽探技術是關鍵。然而,當時我國地質找礦深度仍在1000米左右徘徊,鑽探裝備、工藝無法滿足要求。
當時從國外進口的車載式鑽機,不僅價格昂貴,而且不適用於國內山區、農村道路。「我們要學習國外的先進技術,但必須要符合國情需求」,朱恆銀倡議要自主研發適應我國深部鑽探需求的特色鑽探裝備。一年後,他率先提出了深部礦體勘探鑽探關鍵技術與方法的研究項目,帶領團隊研發了分體塔式全液壓動力頭鑽機和高強度繩索取心鑽杆、鑽具及工藝技術。
2010年,朱恆銀團隊利用自主研發的鑽探裝備,在安徽霍邱鐵礦首創了我國小口徑繩索取巖心鑽探2706.68米的最深紀錄。隨後,突破了大於3000米的找礦深度,建立了入地3000米深部巖心鑽探技術體系,將我國地質找礦深度從1000米以淺推進至3000米以深的國際先進水平,成為深部巖心鑽探的領跑者。
在霍邱深部,朱恆銀團隊發現了儲量位居全國第五的特大型鐵礦;在安徽金寨,找到了單礦體儲量世界第一的金寨沙坪溝特大型鉬礦,經濟價值達千億元。
如今,伴隨著國家資源能源需求的提檔升級,以及對環境保護的日趨重視,尋找地下新型能源,如頁巖氣、乾熱巖、煤層氣等,已成為時代新課題。「我們最新自主研發的5000米多功能變頻電動鑽機,正是為此而生,它顯著提升了鑽機的機械化、自動化、數位化、信息化水平,目前仍在試驗階段,相信將來一定可以大展拳腳。」朱恆銀對此充滿信心。
「向地球深部進軍至最後一刻」
除找礦之外,鑽探還能為地質學研究提供強大支撐,通過地層分析,揭示人類「腳下的秘密」。與此同時,鑽探已經深度融入社會服務:監測地下水、預警地質災害、防範煤礦安全事故、控制礦區環境汙染等,都離不開這一「幕後英雄」。
「目前,鑽探行業已經由以單純找礦為核心,逐步轉變為以找礦為主、全方位服務經濟社會發展。」朱恆銀說。
2004年,朱恆銀受南京師範大學委託,帶領隊伍承接了《江淮下遊新生代晚期環境變化研究》鑽探項目。施工地點位於江蘇泰州,當地地層條件複雜,屬較典型的特殊地層。校方要求鑽探施工採取原狀樣巖心,全孔巖心採取率不低於90%,且保持巖心的原狀結構,無擾動、無汙染。
高要求一度讓項目停滯不前,而當時,朱恆銀卻因為手術住進了醫院,只能躺在病床上堅持修改取心鑽具設計和施工方案。為了解決鑽探原狀樣取心難題,手術刀口還未拆線,他就偷偷溜出了醫院,趕到施工現場,繼續攻克難關。
最終,由於鑽探原狀樣取心技術的突破,鑽孔終孔深度達754.76米,全孔原狀不擾動巖心樣採取率達97%,順利完成取心,為地質學研究提供了重要實物資料。
2008年汶川地震後,國家啟動了汶川地震斷裂帶科學鑽探項目。2009年,朱恆銀帶領團隊承擔了科學鑽探3號孔施工任務,該孔布置在汶川龍門山地震斷裂帶上,所鑽地層歷經多次強烈地震,巖層支離破碎,地層應力大,易造成鑽孔縮徑、坍塌、湧水、漏失等情況,屬國內外罕見的複雜地層。施工中,餘震時有發生,鑽孔鑽進至1175.40米處與1186.77米處均發生了孔內事故,進展緩慢,一時舉步維艱。
「不啃下這塊硬骨頭,決不收兵!」朱恆銀下定決心。最終,他帶領團隊相繼攻克了極為複雜的地層鑽進、大直逕取心、高應力下鑽孔護壁等一系列技術難關,確保了巖心的原狀樣和94.6%的巖心採取率,實際鑽進深度超過原設計孔深1200米,達到了1502.30米,受到了中國地質調查局的高度評價。
從事地質勘探工作,就是挑戰未知,只有把埋藏在地下的實物巖心取出來,才能揭示地殼的真實面目。而鑽機只要一開動,就不能停,20多個春節,朱恆銀都是與工友一起,守在鑽機旁度過。
「只要身體允許,我就會向地球深部進軍至最後一刻。」朱恆銀說,「從前是『摸著鑽』,後來是『算著鑽』『看著鑽』『變著鑽』,現在,『自動鑽』研究剛剛起步,真正實現鑽探人工智慧化,我們要做的還有很多。」
(本報記者 丁一鳴 常河)(丁一鳴 常河)