近年來，中國華冶集團堅定不移走高技術、高質量發展之路。其技術團隊研發的豎井施工裝備與工藝技術成果，不僅實現了被譽為“雙超”工程的本溪龍新礦業思山嶺副井工程提前12天竣工、刷新10米大直徑最深豎井施工紀錄，還先后榮獲北京市科技進步三等獎、中國施工企業管理協會科技進步一等獎。這標志著該項目成果進入成熟應用階段，并得到行業的認可，也標志著由項目首席專家馬維清帶領的技術團隊邁入國內超深豎井施工技術領域一流梯隊。
機遇與挑戰
擔當冶金礦山建設“國家隊”的光榮使命
隨著淺部礦產資源的逐漸枯竭，向千米以下深部開采是未來我國礦業發展的必然趨勢。隨著遼寧本溪陳臺溝、思山嶺鐵礦等埋深1200米以上的大規模超深礦山開工建設，大直徑超深豎井施工成為深部資源開發的首要難題。國家《“十三五”國家科技創新規劃》面向2030年“深度”布局，提出了“深空、深海、深地、深藍”一系列重大項目與國家科技重大專項。在歷史機遇與挑戰面前，中國華冶義不容辭擔當了超深豎井施工技術開拓的急先鋒，擔當了冶金礦山建設國家隊的光榮使命。
依托于中國華冶組建的中冶礦山施工工程技術中心在成立時，便將超深豎井施工成套技術作為工程中心重點研究方向，大力開展豎井施工裝備與工藝研究，不斷優化千米豎井施工技術，試驗開發1200米以上超深豎井施工技術，并應用這些技術先后建設了9座千米豎井。面對設計深度達1503.9米的國內大直徑最深豎井——思山嶺鐵礦副井這項刷新紀錄的工程項目施工，機遇與挑戰又一次擺在中國華冶技術團隊面前。中國華冶首席專家馬維清帶領中國華冶技術團隊聯合高校、企業等3家單位，成功爭取了北京市科技計劃項目立項支持，義不容辭地擔當冶金礦山建設“國家隊”的光榮使命，開始了攻克超深豎井一道道難題的創新之路。
攻堅與克難
創新解決超深豎井施工關鍵技術難題
超深豎井施工難在哪兒呢？一是傳統的施工裝備適用于千米級深豎井的施工，隨著井筒直徑增大、深度增加，井下施工裝備向著大型化發展，傳統鑿井井架等裝備不再適用，成套裝備和技術需重新研發。二是井深增加，地壓增大，對井筒的結構形成威脅；提升容器長距離運行更容易碰撞井筒。三是直徑增大，用來懸吊井筒內施工裝備的穩車數量大增，確保它們受力均衡就非常關鍵和困難。
中國華冶技術團隊通過設計理論創新，試驗室模擬研究等手段，成功研發了井架、傘鉆等鑿井核心裝備。該項目聯合中國礦業大學將鑿井井架支撐結構設計為“人”字型，將傳統“日”字型天輪平臺結構優化為“目”字型，解決了井架受力不對稱等問題；天輪平臺采用“個”字型支撐，不僅使井架翻矸臺下空間較大，使得井架承受荷載能力在600噸以上，較Ⅴ型鑿井井架荷載能力提升在40%以上，順利解決了大直徑超深豎井施工首要的井架問題。他們與宣化華泰礦冶設備有限公司聯合研發了國內首臺全液壓六臂傘鉆，替代了傳統的氣動傘鉆；通過液壓連動平動機構、液壓泵站一體化設計以及液壓缸-鋼絲繩行程倍增推進系統創新，實現全液壓動力快速鑿巖，能耗較傳統氣動傘鉆降低在60%以上，鑿巖效率提高2倍以上，降低能耗、減少材料損耗效果顯著。該公司技術人員還開發了深大豎井施工吊盤、井壁模板等大型裝備，攻克了提升、懸吊、鑿巖、裝巖、砌壁等裝備配套技術。
針對井筒深度增加帶來的技術難題，該公司技術人員通過吊桶運行擺幅監測系統，實現了對大深度提升容器運行狀態的測試，保障了提升安全；通過井筒深部井壁應力應變無線監測系統實現了對井壁狀態的動態監測，讓井壁在高地應力環境下支護機構破壞前及時預警成為現實。為了解決冶金礦山豎井馬頭門多、施工速度慢這一“瓶頸”，該公司技術團隊創新開發了模塊化馬頭門整體模板支護技術，實現大斷面馬頭門快速安全施工，施工人員和工期較傳統技術均減少在50%以上。
基于這些技術創新，該項目最終形成了超深豎井施工成套裝備與工藝技術體系，有力保障了刷新我國目前已完工的10米以上直徑的最深豎井——思山嶺鐵礦副井的順利竣工。該項目申報專利21項，發表論文25篇，評定省部級工法4項，取得了豐碩的成果。
效率與效益
技術創新成為驅動企業發展的不竭動力
高技術、高質量引領企業發展之路。中國華冶技術團隊研發的該項目成果在思山嶺鐵礦副井工程示范應用，應用效果顯著，實現了提前竣工，節約施工成本1200余萬元，被譽為目前國內已完工首項“雙超”項目豎井工程，刷新了中國冶金礦山建設超深豎井施工新紀錄。中國華冶超深豎井施工成套技術得到了市場的廣泛認可，并陸續承接了陳臺溝鐵礦副井等豎井工程，使企業在礦山建設領域得到長足發展，收獲行業信譽和榮譽。
施工效率明顯提高。高技術、高質量超深豎井施工技術的突破，對我國礦山建設推動意義非同小可。該項目成果實現了鑿井施工機械化，裝備動力液壓化；減少了50%的井筒作業人員，實現了“少人則安”；大大降低了工人勞動強度，改善了作業環境，保障了工人健康安全；新裝備的應用與推廣降低能耗在50%以上，節能降耗成效顯著。得益于新技術帶來的效率提升和安全保障，該豎井建設工期得以縮短，實現礦山提前建成投產，為礦山建設單位節約了大量貸款利息，提前實現生產收入，為增強我國礦山企業競爭力，穩定礦區經濟發展起到了促進作用。該項目的示范工程也受到國際礦業屆密切關注，南非、俄羅斯、巴西等礦業專家多次考察項目，擴大了我國礦山建設技術在國際上的影響力。
中國華冶將堅定不移地走高技術、高質量發展之路。中國華冶技術團隊研發超深豎井施工裝備與工藝技術成果和在冶金礦業施工建設中應用，承載著項目組成員的智慧與艱辛付出，承載著中國華冶志在開發深地資源領跑者的夢想與執著，承載著中國華冶、中國中冶在中國冶金礦業施工建設的“國家隊”的光榮使命。中國華冶超深井技術團隊將繼續披荊斬棘，帶著礦山建設“國家隊”的光榮使命，向著攻克2000米級超深豎井施工關鍵技術理論以及裝備工藝難題的目標前進。
