人物小傳

范京道，1965年7月生，陜西蒲城人，陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)首席科學(xué)家，教授級(jí)高級(jí)工程師，享受?chē)?guó)務(wù)院特殊津貼專(zhuān)家。從上世紀(jì)80年代起，長(zhǎng)期從事煤礦智能化開(kāi)采技術(shù)研究與工程管理工作。先后榮獲2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、2023年第三屆全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)等。

“實(shí)現(xiàn)煤礦建設(shè)‘打井不下井，智能化建井’”，曾經(jīng)有人認(rèn)為這樣的場(chǎng)景不可能實(shí)現(xiàn)。但有另外一群人，他們致力于推動(dòng)煤炭工業(yè)科技進(jìn)步，為實(shí)現(xiàn)智能化采煤的目標(biāo)不懈努力著，范京道就是其中一位。

歷經(jīng)多年攻關(guān)，范京道團(tuán)隊(duì)開(kāi)創(chuàng)了煤炭開(kāi)采由機(jī)械化到智能化的重要技術(shù)變革，實(shí)現(xiàn)了井工煤礦地面智能采煤，改變了以往礦工必須下井采煤的生產(chǎn)方式。

從煤礦工人“采煤不下井”到“打井不下井”，范京道扎根采煤科研領(lǐng)域數(shù)十載，不斷開(kāi)拓創(chuàng)新，在他的帶領(lǐng)下，曾經(jīng)不可能的事情逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，推動(dòng)了采煤技術(shù)水平不斷提高。

從采煤工、掘進(jìn)工到技術(shù)員，井下的工種幾乎干了個(gè)遍

1988年，從西安礦業(yè)學(xué)院采礦系采煤專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的范京道，來(lái)到了正在改擴(kuò)建的百年老礦——蒲白礦務(wù)局白水煤礦。

雖然對(duì)煤礦的艱苦條件已有心理準(zhǔn)備，但第一次下井，依舊讓范京道終生難忘：“井下漆黑一片，只能靠頭上的礦燈照亮腳下，污濁的空氣和長(zhǎng)距離的步行，使人喘不上氣來(lái)。當(dāng)時(shí)我跟著隊(duì)長(zhǎng)，從順槽往采煤工作面走，巷道變形嚴(yán)重的區(qū)段，只能爬著一點(diǎn)點(diǎn)往前挪。有些區(qū)域只能彎著腰作業(yè)，一個(gè)班下來(lái)，腰疼得簡(jiǎn)直都要斷了。”

“一定要把礦工從超強(qiáng)度體力勞動(dòng)中解放出來(lái)”，從那時(shí)起，范京道心里就埋下了一顆夢(mèng)想的種子，堅(jiān)定了他致力于先進(jìn)采煤技術(shù)研究與實(shí)踐的決心。

從大學(xué)生到采煤工，范京道每天扛著沉重的監(jiān)測(cè)設(shè)備，帶上饅頭和水，在千米深井徒步四五公里，這一走就是8年。

從采煤工、掘進(jìn)工到技術(shù)員，井下的工種范京道幾乎干了個(gè)遍，積累了大量的井下一線實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。1997年，他將在白水煤礦生產(chǎn)一線獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新成果寫(xiě)成論文，獲得了陜西省煤炭?jī)?yōu)秀科技成果獎(jiǎng)。“是實(shí)踐給了我成功的機(jī)會(huì)，技術(shù)人員只有深入一線，才能掌握真才實(shí)學(xué)。多年的一線工作經(jīng)驗(yàn)為我以后攻克更復(fù)雜的技術(shù)難題打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”范京道說(shuō)。

從采煤工作面摩擦支柱到單體支柱支護(hù)，從木棚、工字鋼到探索錨桿支護(hù)，從毫秒爆破、高檔普采到π形梁高檔普采放頂煤工藝研究，他通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新不斷變革采煤工藝技術(shù)，提高生產(chǎn)效率和單產(chǎn)水平，改變礦工安全狀況和作業(yè)環(huán)境。2003年，38歲的范京道被任命為蒲白礦務(wù)局總工程師。

攻關(guān)“無(wú)人”開(kāi)采技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程操控采煤

2004年，陜西黃陵一號(hào)煤礦發(fā)生特大瓦斯爆炸事故。范京道臨危受命調(diào)任黃陵礦業(yè)集團(tuán)總工程師，負(fù)責(zé)安全和技術(shù)管理工作。

長(zhǎng)期的一線工作讓范京道在保障煤礦生產(chǎn)安全上形成了自己的思路。“僅靠?jī)?yōu)化管理無(wú)法徹底改變煤礦‘事故頻發(fā)’、礦工‘臟累苦險(xiǎn)’的行業(yè)現(xiàn)狀。”范京道說(shuō)。

“如何實(shí)現(xiàn)礦工不下井就能把煤采出來(lái)?”在范京道看來(lái)，煤炭開(kāi)采的復(fù)雜性和危險(xiǎn)性，決定了對(duì)“機(jī)器替代人”的天然需求。

“針對(duì)煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題——采煤方法與工藝，或許可以采取‘機(jī)器替代’的思路。”2011年，范京道首次提出這個(gè)想法時(shí)，遭到了許多人的質(zhì)疑：“人不下井怎么可能把煤采出來(lái)呢?”

質(zhì)疑聲外，范京道團(tuán)隊(duì)還面臨著智能化無(wú)人開(kāi)采技術(shù)在國(guó)內(nèi)外尚未突破、可借鑒經(jīng)驗(yàn)不足等問(wèn)題，很多關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和裝備研發(fā)只能摸著石頭過(guò)河。“一個(gè)采煤工作面涉及數(shù)十個(gè)子系統(tǒng)、幾百臺(tái)/架設(shè)備、上千個(gè)傳感器、幾十萬(wàn)個(gè)零部件。在采場(chǎng)高應(yīng)力、強(qiáng)負(fù)荷及多種因素影響的復(fù)雜條件下，如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備群組智能聯(lián)控與決策，是我們當(dāng)時(shí)面臨的重大技術(shù)難題。”范京道說(shuō)。

項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，范京道帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)四處學(xué)習(xí)，總結(jié)科研院所的實(shí)驗(yàn)成果，反復(fù)研究先進(jìn)設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的匹配和融合……最終，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)突破了一系列技術(shù)難題，創(chuàng)建了“有人安全巡視、無(wú)人跟機(jī)作業(yè)”的智能化生產(chǎn)模式。

2014年4月2日，在黃陵礦業(yè)一號(hào)煤礦調(diào)度指揮中心，兩名員工通過(guò)地面指揮控制中心的控制系統(tǒng)操控按鈕，啟動(dòng)了井下綜采工作面各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備，順利實(shí)現(xiàn)了地面遠(yuǎn)程操控采煤。同年12月，原國(guó)家安監(jiān)總局下發(fā)文件，推廣該技術(shù)成果，文件中評(píng)價(jià)：“填補(bǔ)了我國(guó)煤礦綜采工作面智能化無(wú)人開(kāi)采的空白……具有重要的里程碑式意義。”“穿著白襯衣，坐在地面采煤，這個(gè)幾代煤礦人期待的夢(mèng)想終于成真!”直到今天，范京道依然難掩激動(dòng)。

建設(shè)智能化煤礦，為安全生產(chǎn)提供技術(shù)支撐

2018年，范京道調(diào)任延長(zhǎng)石油集團(tuán)副總經(jīng)理，負(fù)責(zé)延長(zhǎng)石油210億噸煤炭資源安全高效開(kāi)發(fā)。

煤礦是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，完成水、火、瓦斯、油型氣等災(zāi)害的超前治理，將開(kāi)采環(huán)境變得簡(jiǎn)單且安全，只是智能煤礦建設(shè)的第一步。如何實(shí)現(xiàn)智能開(kāi)采到智能煤礦的系統(tǒng)突破?井下各系統(tǒng)的信息如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸?煤礦智能化建設(shè)依然面臨難題。

“4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，工控延時(shí)經(jīng)常大于500毫秒，甚至達(dá)到1秒，導(dǎo)致數(shù)據(jù)和決策命令無(wú)法及時(shí)傳輸，這也是制約煤礦智能化開(kāi)采的技術(shù)難題之一。”范京道介紹。

在生產(chǎn)過(guò)程中，“采煤不見(jiàn)人”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但在煤礦建設(shè)中，如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“打井不下井”，范京道又展開(kāi)了攻關(guān)。“此前受制于多方面因素，尤其是5G技術(shù)在煤礦建設(shè)中的應(yīng)用仍是空白。”延長(zhǎng)石油礦業(yè)公司科技部副經(jīng)理李川說(shuō)。針對(duì)煤礦各系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立、信息共享不充分等難題，范京道提出了新建礦井智能化系統(tǒng)建設(shè)模式，構(gòu)建了融合5G技術(shù)生態(tài)的智能煤礦總體架構(gòu)及核心應(yīng)用場(chǎng)景。

在陜西可可蓋煤礦建設(shè)中，5G技術(shù)在煤礦井下得到了應(yīng)用。項(xiàng)目采用敞開(kāi)式全斷面智能掘進(jìn)裝備施工超長(zhǎng)斜井，鉆井法“一鉆完井”施工大深大立井，實(shí)現(xiàn)了“打井不下井、智能化建井”，將建井周期由5年降至13個(gè)月，填補(bǔ)了我國(guó)煤礦智能化建設(shè)與安全高效建井技術(shù)空白。中國(guó)工程院院士王國(guó)法評(píng)價(jià)：“可可蓋煤礦的建井模式將為許多類(lèi)似地區(qū)礦井建設(shè)提供可推廣、可復(fù)制的模板。”

在過(guò)去的37年里，范京道干一行、愛(ài)一行、專(zhuān)一行，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持不斷創(chuàng)新，一份份證書(shū)、一本本著作，都記錄和承載著他追尋“無(wú)人”采煤夢(mèng)想的歷程。“煤礦智能化是安全生產(chǎn)的治本之策，也是新質(zhì)生產(chǎn)力的重要體現(xiàn)，我將不懈努力，為煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。”范京道說(shuō)。