神东煤炭：多功能地面移动注浆装备诞生记

国家能源集团神东煤炭上湾煤矿污水处理厂旁的空地上，矗立着一座形似集装箱的装置，整日里发出“隆隆”的低吼声。由于长期在外经受风吹雨打，它裸露的白色漆面上早已布满斑斑锈迹和凹痕，显得十分陈旧。如果没有人介绍，你一定不会想到，这个看似不太起眼的装置竟然就是该公司自主研发的矿井防灭火多功能地面移动注浆装备。它的出现，彻底解决了传统注浆设备占地面积大、耗费资源多、功能单一且不可移动的一系列难题。

这套装备从2013年立项研发到2021年正式投用经历了长达8年的时间，研发过程倾注了无数人的心血与汗水。吕英华便是全程参与研发工作的一员，从提出思路到整体设计，再到工业性试验、验收投用，每一个阶段都有他为之奋斗的身影。

故事还要从2012年说起。那一年，吕英华还在补连塔煤矿通风队担任防灭火管理员，在日常巡查的过程中，他敏锐地察觉到当时正在使用的注浆装备过于简陋，根本无法满足该矿大面积、长距离的采空区防灭火需求，长期存在的采空区煤炭自燃的安全隐患如同一把烈火，从井下一直“烧”到了他的心里。他觉得，引进一种高集成性、高适应性、高灵活性的注浆装备是当务之急。

可是，在进行大量市场调研和查阅国内外相关资料后，吕英华才知道，市面上还没有这样现成的多功能可移动式注浆装备。于是，一个大胆的想法开始在他的脑海中萌发——用自己的力量造一套！

然而，装备的研发又岂是一日之功，虽然当时有了想法，可是怎么开展接下来的工作又成了困扰吕英华的难解之题，他只能在闲暇时利用纸笔一点点地勾勒自己设想中的装备雏形。

“从一开始迸发出将来要去研发的想法时，就想到它的外形一定要类似集装箱，同时具备模块化功能，可以吊装到板车上进行移动，并且按照不同需求和应用场景进行快速组装。最重要的是它不‘挑食’，能够适用于黄泥浆、砂浆、三相泡沫和凝胶等材料的灌注，这样才能最大程度减少占地面积和设备投入。”在最初的设想阶段，吕英华就已将装备各方面的设计细节考虑得面面俱到，并且不断注入新的设计元素，以达到创新性、高效性和安全性的高度融合。

2012年11月，吕英华因为个人业务能力突出被调入地测公司新成立的防灭火大队任技术主管，一年后升任防灭火大队综合办公室副主任。也就是在这一年时间里，由他负责起草的“矿井防灭火多功能地面移动注浆装备研发”立项建议书顺利通过公司层层审核，正式进入到研发设计阶段。

研发设计与设想不同，有再多的想法都需要先进行论证之后才能推进下一步工作。虽然吕英华已经描绘过无数遍装备草图，但是为了确保研发的严谨性，他还是选择从头再来。从立项目的入手，与项目组所有成员一起重新梳理技术需求，再针对每项需求研究对应的解决方案，光是前期论证就花费大半年时间。

“那时候，为了加快推进项目进展，我们在工作方式上也进行了很多次革新。前期梳理技术需求基本都是以文档的形式进行，随着内容的不断增加，发现这样的记录方式既不直观又容易搞混，所以我们就引入流程图概念。先梳理出大的需求项，再在子层级下分类罗列功能项和解决方案，随时增减，这样看起来一目了然，对我们后期工作的推进有很大帮助。”回忆起研发初期的情景，吕英华至今还记忆犹新，因为在防灭火大队还有其他工作要兼顾，那时项目设计的推进基本是靠团队所有人加班延点干出来的。

虽然在设计阶段耗费了大量精力，也把能够考虑的细节都考虑了进去，但是在生产出装备成品之后，还是暴露出不少问题。

2017年1月份，在经过近3年半的漫长研发期后，公司拥有自主知识产权的矿井防灭火多功能地面移动注浆装备终于顺利出厂，并分别在煤制油选煤厂和补连塔煤矿二号辅运平硐注浆场地内进行了长达147天的工业性试验，整个试验过程累计灌注黄土5万多立方米，灌注浆液21万立方米。试验初期，该套装备不仅能够快速部署，节省大量人力物力，还可以根据不同的防灭火需求灌注不同介质，无需中途更换设备，高度的灵活性和实用性受到行业内外广泛关注。

可是，正当吕英华和项目团队为试验初期取得的各项成果感到高兴和自豪时，装备却在运行一段时间后连续烧毁了几台给料机构电机，这不得不让他们重新思考起已成型的设计方案究竟可不可靠。

“当时给料机构使用的是电机直送输料方式，结构相对简单，组装方便，但是在满负荷运行时极易造成电机过载烧坏。”吕英华说，由于在制定设计方案时，大家主要倾向于保障装备的灵活性，思路受到局限，在可靠性上有所忽略才造成了连续烧电机事故的发生。

那段时间，吕英华一有时间就到试验场地反复查看装备的运行状态，收集暴露出的各类问题，回到家后又马不停蹄地制定改进方案，光是给料机构就先后进行了从电机直送到螺旋输送再到带式输送的3次迭代更新。不仅如此，为了更加方便直观地展示装备运行原理，他还利用闲暇时间自学三维制图软件，将二维的装备图纸变成了三维可视化动画。通过这部动画，需求方即使不到试验场地实地查看，也能全流程地了解装备的运输、布置方式和内部结构，为日后使用该套设备提供了极大便利。

2021年9月份，吕英华调入上湾煤矿任通风管理办公室副主任，当时矿里采空区防灭火还是依靠单一的地面固定式注浆站。建设这样一座注浆站从前期规划到征地、基建最少要耗时半年，而且建设成本高达900万元左右，后期还需要大量人员进行维护。加之注浆站自身无法移动，只能靠延长管路来向井下各个采空区延伸，可是当管路在达到一定长度后就会消耗掉注浆动能，浆液无法送达目的地，也就起不到防灭火的目的，那时上湾煤矿12上煤三盘区和12煤四盘区的部分区域就面临着这些问题。

吕英华在井下实地勘察后，果断建议矿里调用多功能地面移动注浆装备支援防灭火工程，并且自己在矿院里到处寻找合适的装备布置地点。在经过数日的奔波之后，最终确定了在位于矿西北侧半山腰上的污水处理厂旁布置装备。之所以选择这里，是因为这里不但有现成的空地可以使用，而且还有废弃的井下抽排水管路可以直接用来灌浆，既能缩短设备布置时间，又能节省额外钻注浆孔的费用。吕英华在心里算过一笔账，多功能地面移动注浆装备的总体研发成本不到150万元，而且可以重复使用，部署时无需征地，只需要简单的基建，在条件成熟下仅需要2到3天就可以完成调运组装，直接投用，如果在面对突发火情时，它可以结余的时间成本和能够挽回的经济损失无法估量。

如今，这套装备已经在上湾煤矿运行了一年之久，虽然风雨在它身上留下了岁月的痕迹，但它的内核依然强大稳定。吕英华也没有因此而止步，在他桌面的图纸上，正描绘着一套功能更加齐全、使用更加可靠的全新移动式注浆装备。他说：“我愿意将自己的所有闲暇时间和精力都用在研发更先进的注浆装备上，为神东矿井采空区防灭火事业作出自己的贡献。”