冰與火中度過的一百六十四個(gè)日夜

文/王安山

2017年，煤炭科學(xué)研究總院迎來了60周年華誕。60年來，煤科總院累計(jì)承擔(dān)了行業(yè)70%的國家重點(diǎn)科技計(jì)劃項(xiàng)目，獲得了行業(yè)60%的國家級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)，攻克了一系列行業(yè)共性、基礎(chǔ)性的重大課題。為紀(jì)念60年的發(fā)展歷程，煤科總院的前輩和專家撰寫了一批紀(jì)念文章，真實(shí)記錄了幾代煤炭科技人員懷著對(duì)祖國和煤炭事業(yè)的熱愛，以無私奉獻(xiàn)精神勇攀煤炭科技高峰的典型事跡，用一項(xiàng)項(xiàng)輝煌的科技成果書寫了煤炭科技事業(yè)的不朽篇章，引領(lǐng)了煤炭工業(yè)的數(shù)次技術(shù)革命。

銘記歷史，不忘初心，中國煤炭學(xué)會(huì)黨委遴選出部分紀(jì)念文章以饗讀者。這些生動(dòng)的文字記載了重大科研攻關(guān)事件、科技創(chuàng)新歷程和科技領(lǐng)軍人物，定會(huì)鼓舞后來者在新時(shí)代煤炭科技征程中敢于擔(dān)當(dāng)，再創(chuàng)輝煌。

1969年元月1日凌晨，與入冬以來一樣，淮北地區(qū)的天氣特別寒冷，我國第一臺(tái)豎井鉆機(jī)中間試驗(yàn)工地——朔里礦南風(fēng)井的簡(jiǎn)易房屋屋檐上掛著一串串冰柱，長(zhǎng)的足有1米多長(zhǎng)，在晨曦中閃閃發(fā)亮。我們8位從北京來的技術(shù)人員無心欣賞這些，而是緊張地進(jìn)行著開鉆前的最后準(zhǔn)備。我們檢查了所有環(huán)節(jié)，還特意讓轉(zhuǎn)盤帶著鉆桿、鉆頭旋轉(zhuǎn)了幾分鐘。最后，操作人員按下“停止”按鈕，在鉆桿上系上了紅綢帶，靜候開鉆典禮的到來。

為了這一刻，煤科院建井所鉆井組的技術(shù)人員已經(jīng)奮斗了整整十年！

開鉆典禮上的風(fēng)波

開鉆典禮定在上午9時(shí)，由當(dāng)時(shí)的淮北市革命委員會(huì)主任主持。在各項(xiàng)議程完畢后，淮北市革命委員會(huì)主任走上鉆臺(tái)，剪斷了紅綢，宣布“現(xiàn)在開鉆”。這時(shí)，全場(chǎng)數(shù)百雙眼睛都注視著鉆機(jī)，等待著鉆桿飛快地旋轉(zhuǎn)。然而，鉆機(jī)卻沒有轉(zhuǎn)，操作人員無論怎么操作，鉆桿都紋絲不動(dòng)。我和李德富等人趕緊檢查，可就是查不出問題所在。時(shí)間一分一秒地過去，人們開始不安，涌向了鉆機(jī)各處和機(jī)房，不停地詢問著。過了十幾分鐘，鉆機(jī)才轉(zhuǎn)了起來，人們鼓掌歡呼并散去。開鉆典禮成功收?qǐng)觯覀儙讉€(gè)人卻急得出了一身冷汗，望著散去的人群癱坐在地上。

隨后再次檢查發(fā)現(xiàn)，是由于開鉆前操作人員所按的“停止”按鈕質(zhì)量差，按下后不能復(fù)位，電路無法接通，故鉆機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)。就這樣，中間試驗(yàn)在開局不順的警示下，于“文革”的第三個(gè)年頭開始了不平坦的征程。

超前鉆進(jìn)首役告捷

這次鉆井法鑿井試驗(yàn)是采用直徑1.0米、2.6米、3.5米、4.3米四個(gè)鉆頭依次鉆進(jìn)、擴(kuò)孔而成，其中直徑1.0米的鉆頭稱超前鉆頭，共鉆井92米，用時(shí)24天，可以說是首戰(zhàn)告捷。

鉆井法鑿井就是用鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)大直徑鉆頭，在地層中鉆孔。在鉆頭鉆孔時(shí)，井筒中一直充滿泥漿，以防止地層特別是流砂層坍塌。鉆進(jìn)時(shí)將壓縮空氣吹入鉆桿造成壓差，使泥漿得以噴出至地面，并將鉆頭破碎的巖石帶至地面，稱為反循環(huán)洗井。鉆成直徑4.3米的井筒后，要把內(nèi)徑3.5米的預(yù)制鋼筋混凝土井壁漂浮在泥漿中一節(jié)一節(jié)接長(zhǎng)沉至井底，再在壁后充填碎石、水泥漿完成固井。這是一種在地面操作全機(jī)械化的鑿井方法。

左起：王承源、張青山、王曼青、張永成、李德富、范文慶、王安山

為了保證這一方法的成功，建井所鉆井組在前任副組長(zhǎng)李道功的帶領(lǐng)下，已經(jīng)在1963年至1964年分別就鉆頭、鉆井井壁和下沉方法以及壓氣提升等設(shè)備、工藝進(jìn)行了小規(guī)模試驗(yàn)。但是，能否在進(jìn)行直徑達(dá)幾米的大直徑鉆井時(shí)保證流沙層等地層不坍塌，一直是大家最擔(dān)心的技術(shù)難題。

負(fù)責(zé)泥漿技術(shù)的幾個(gè)人為此費(fèi)盡了心血。自1964年起，張青山、王承源就開始試驗(yàn)?zāi)酀{制備。到了1966年王曼青加入后，則全面開展泥漿參數(shù)、配制及處理的研究。他們多次向石油、地質(zhì)專家請(qǐng)教，查閱國外大直徑鉆井資料，培訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)泥漿試驗(yàn)人員等，整整忙了三年。王曼青甚至還將美國60年代為地下核試鉆的幾十個(gè)大口徑井的資料都譯成中文，以供參考。最后，他們根據(jù)地層壓力平衡理論，結(jié)合大直徑井特點(diǎn)，摒棄了當(dāng)時(shí)流行的高比重泥漿安全的觀點(diǎn)，提出用低固相泥漿，以適當(dāng)?shù)牡捅戎?、合理的泥漿參數(shù)來滿足護(hù)壁要求，并在這一原則的指導(dǎo)下完成了超前孔鉆進(jìn)。為驗(yàn)證其科學(xué)性，他們又進(jìn)行了井筒直徑測(cè)量，測(cè)得在4米厚的流砂層中，井筒直徑僅為1.4米至1.7米，即形成了自然拱，流砂層沒有坍塌，泥漿可靠地保證了鉆井安全，也證實(shí)了所提出的大直徑鉆井泥漿理論和實(shí)踐都是正確的，為日后的鉆井成功提供了最堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

饑寒中度過的冬日

1969年初的淮北地區(qū)天氣特別冷，但是整個(gè)鉆井作業(yè)都要在露天進(jìn)行，為了御寒，我們每人從院里借了一件軍大衣。因在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)衣服上濺了許多含堿的泥漿，沒幾天棉布就被腐蝕出大小不一的洞，棉花也就外露了。工地上有人開玩笑說，遠(yuǎn)看就像是戴著一朵朵白花，近看卻像是叫花子！這樣的棉大衣伴我們?cè)诤羞^了幾十天！

比冷更讓人刻骨銘心的是累。鉆井組當(dāng)時(shí)有十幾個(gè)人，但為了“抓革命”，只允許8個(gè)人到現(xiàn)場(chǎng)參加試驗(yàn)，一個(gè)人要頂幾人用。首先，8個(gè)人要全部上崗跟班作業(yè)，且?guī)ш?duì)指揮，其中泥漿、電氣專業(yè)各2人24小時(shí)輪流值守，張永成（井壁）、范文慶（機(jī)械）、張青山（工藝）、李維遠(yuǎn)（機(jī)械）每日分四班在鉆機(jī)上帶領(lǐng)工人操作，同時(shí)還要完成各自十分繁重的試驗(yàn)工作。那些天，每個(gè)人除了睡覺之外，其余一切時(shí)間都花在了工作上，一段時(shí)間下來都十分疲勞，有時(shí)站著都能睡著。

而最不好解決的是餓！自1958年大躍進(jìn)后，又經(jīng)歷了三年困難時(shí)期，全國開始實(shí)行糧食定量。組內(nèi)的張永成、張青山、王承源等定量最少，每月僅有28斤，而且10%的高粱面領(lǐng)不到手，算下來每天只有8兩糧食。憑體力值班每天需要吃4餐，而每頓飯只有一個(gè)饅頭或2兩米飯，加之副食甚差，多是辣椒炒豆芽，所以總是覺得餓。

就在這凍、累、餓交替襲擾的環(huán)境中，參試人員仍然堅(jiān)守崗位，出色地完成了各項(xiàng)工作。

重力沉淀和旋流器并聯(lián)除砂凈化泥漿系統(tǒng)

打撈牙輪的13個(gè)日夜

雖然凍、累、餓襲擾不斷，但我們?cè)诔般@進(jìn)首戰(zhàn)告捷的鼓舞下，從1月下旬開始又投入到直徑2.6米第二級(jí)鉆頭的擴(kuò)孔鉆進(jìn)中。然而這第二級(jí)鉆進(jìn)卻是困難重重，前后共用去了80天時(shí)間！

最初的困難是粘土泥包鉆頭。因?yàn)榈貙又姓惩撂貏e粘，每鉆幾米就要提鉆進(jìn)行人工清理，清理后再下鉆鉆進(jìn)。就這樣上上下下十幾次，表土鉆進(jìn)竟用了近40天。鉆進(jìn)巖石更不順利，剛鉆到一半，鉆頭上三個(gè)直徑600毫米、長(zhǎng)700毫米、重1噸的牙輪刀具便從鉆頭體上斷裂下來，掉入直徑僅1米、深達(dá)92米的超前鉆孔中。

這是一起重大事故。在當(dāng)時(shí)的政治條件下，試驗(yàn)工地領(lǐng)導(dǎo)小組依照慣例，組成了以工人為主體的“打撈三結(jié)合”小組，在一位老工人的帶領(lǐng)下先后加工了幾個(gè)打撈工具，但經(jīng)過幾次打撈都沒有成功。時(shí)間已經(jīng)過去了10天，工地上彌漫著要放棄打撈的悲觀情緒。在我們的強(qiáng)烈要求下，現(xiàn)場(chǎng)再次召開會(huì)議，商討打撈方案。討論時(shí)，我們幾個(gè)人認(rèn)真分析了井下的實(shí)際情況：王安山提出，因牙輪與井壁間空間十分窄小，應(yīng)采用長(zhǎng)臂鉗形打撈工具；張永成提出，在鉗臂上應(yīng)加倒齒以防牙輪滑脫；張青山提出，用鋼絲繩控制打撈工具張開、閉合。確定打撈方案后，范文慶、李維遠(yuǎn)設(shè)計(jì)了打撈工具，并與現(xiàn)場(chǎng)工人一起日夜奮戰(zhàn)，用了2天時(shí)間加工了長(zhǎng)臂鉗形牙輪打撈器。為確保打撈成功，按照張青山的建議，先用打印盤探明牙輪在井下的概況，王安山、李德富則專門加工了一臺(tái)靈敏度較高的電子秤來檢測(cè)是否抓到了牙輪，王曼青、王承源負(fù)責(zé)將泥漿處理至適合打撈的狀態(tài)。一切準(zhǔn)備就緒后，在施工人員的精心操作下，打撈過程十分順利，打撈第1個(gè)牙輪用了2個(gè)多小時(shí)，打撈第2個(gè)牙輪用了1個(gè)多小時(shí)，打撈第3個(gè)牙輪僅用了45分鐘！

試驗(yàn)期間的三個(gè)節(jié)日

在中間試驗(yàn)的半年時(shí)間里，我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)過了三個(gè)節(jié)日。雖然都是節(jié)日，嘗到的卻是不同的滋味。

第一個(gè)節(jié)日是元旦，正值開鉆典禮。我們是在強(qiáng)烈期盼中迎來這一天的，但開鉆典禮風(fēng)波所帶來的驚嚇令我們心中久久不能平靜。這一天沒有聚餐，只有工作。

第二個(gè)節(jié)日是春節(jié)，我們正在頑強(qiáng)地克服鉆進(jìn)中的各種困難，因而在年夜飯聚餐時(shí)，還要不時(shí)地返回工地處理各種問題，十分忙碌。這一次聚餐，8個(gè)人只喝了1斤白酒。

五一節(jié)則是在中間試驗(yàn)節(jié)節(jié)勝利的氣氛中迎來的，其意義更多的是對(duì)知識(shí)分子的評(píng)價(jià)有所好轉(zhuǎn)。這是因?yàn)殂@井法中間試驗(yàn)準(zhǔn)備工作始于1966年上半年，幾乎是與“無產(chǎn)階級(jí)文化大革命”同時(shí)開始的，因此“文革”對(duì)試驗(yàn)的影響無處不在。例如，1968年初，張永成、王曼青等人為保護(hù)重要科研資料用平板車將資料推行90里至徐州途中，被造反派手執(zhí)武器強(qiáng)令跪在地上接受檢查，受到了野蠻的羞辱；1968年11月，李維遠(yuǎn)背著30斤銅料赴兗州加工，在徐州火車站被四個(gè)手執(zhí)木棒的歹徒搶劫險(xiǎn)遭不測(cè)；參加現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的幾位技術(shù)人員中有的親人原是優(yōu)秀教師、老工人、好干部，但文革時(shí)轉(zhuǎn)眼被定成“現(xiàn)行反革命”“地主分子”，知識(shí)分子也被污名化為“臭老九”。盡管這一切使人們感到迷茫，但我們?nèi)匀粓?jiān)信所做的工作對(duì)國家、對(duì)人民是有意義的，所以我們這些參加試驗(yàn)的技術(shù)人員在4月下旬得知《光明日?qǐng)?bào)》社論中再次提及了“知識(shí)分子是工人階級(jí)的一部分”的論點(diǎn)時(shí)，內(nèi)心的喜悅自不待言！就像王曼青當(dāng)時(shí)所說：“五一節(jié)是我們知識(shí)分子自己的節(jié)日！”那天聚餐，8個(gè)人把配給的4斤白酒都喝干了！

壁后充填注漿地面設(shè)施

朔里煤礦南風(fēng)井鉆井試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

半個(gè)月、半載和十年

鉆井法鑿井中間試驗(yàn)的另一個(gè)亮點(diǎn)，是“恒鉆壓自動(dòng)進(jìn)給控制裝置”在半年內(nèi)研制、安裝完畢，并在開鉆后的半個(gè)月內(nèi)調(diào)試好投入了運(yùn)行。操作人員使用該裝置可以精確地控制鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)壓力，確保所鉆成的井筒具有極高的垂直度。南風(fēng)井完工后，經(jīng)實(shí)測(cè)，其井口、井底中心偏移為200毫米，偏斜率僅為千分之二，完全符合設(shè)計(jì)要求。從此，“自動(dòng)進(jìn)給控制裝置”作為標(biāo)準(zhǔn)配備，被安裝在國內(nèi)所有豎井鉆機(jī)上。該裝置在煤炭行業(yè)的使用，要比在石油鉆機(jī)上使用早20年到30年。

為什么這樣一套先進(jìn)的電子控制自動(dòng)化裝置，在上世紀(jì)60年代末只用半年時(shí)間就完成了研發(fā)，并成功投入了使用呢？除去參試人員技術(shù)過硬、頑強(qiáng)努力外，十分關(guān)鍵的前提是為了完成鉆井法鑿井工藝，鉆井組的技術(shù)人員前后用了10年的時(shí)間，做足了各方面的技術(shù)儲(chǔ)備：1958年，建井所鄧新赴蘇聯(lián)考察，搜集到了第一套7.5米鉆機(jī)圖紙；1959年成立鉆井組，廣泛搜集國內(nèi)外資料；1963年，鉆井組在院內(nèi)和京西進(jìn)行了直徑1.0米、深10米和直徑0.7米、深24米的鉆進(jìn)及擴(kuò)孔鉆進(jìn)、壓氣提升及井壁下沉等小型試驗(yàn)；1965年，時(shí)任正、副組長(zhǎng)的閆興波、李道功向國家科委申報(bào)進(jìn)行鉆井法鑿井中間試驗(yàn)并獲批準(zhǔn)；1966年春成立中間試驗(yàn)鉆井組，在建井所特殊室主任李豐閣的帶領(lǐng)下，赴淮北全面開展鉆井法鑿井方案、設(shè)備、工藝等研究，并于1968年底完成現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試。

我自1968年6月研究生畢業(yè)來到現(xiàn)場(chǎng)后發(fā)現(xiàn)，鉆井組所積累的技術(shù)資料竟有40多個(gè)卷宗，疊起來可以直達(dá)屋頂！我正是參考了這些資料中一篇由張安民所譯的技術(shù)論文后，才很快提出了合理的技術(shù)方案和設(shè)計(jì)，并獲得成功。

國外大直徑鉆井井壁無一例外都是鋼井壁，而我們則是鋼筋混凝土井壁，這是當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)井壁研究的徐文逵在60年代中期參照國內(nèi)震動(dòng)沉井法所用井壁，經(jīng)小型試驗(yàn)、研究計(jì)算后提出并確定的，在此次試驗(yàn)中亦獲成功，并一直延用至今。

1969年6月13日，在完成壁后充填固井作業(yè)后，鉆井法鑿井中間試驗(yàn)正式宣告成功！自1969年元旦始，從冬到夏，鉆井組的8名參試人員胸中燃著烈火般的激情，一直陪伴在大鉆機(jī)旁，在冰與火中度過了164個(gè)日日夜夜。

鉆井法鑿井研究在煤科院已有近60年歷史了，如今追憶那些最初的歲月，仍是感慨良多，真可謂:十載精心聚薪炭，半年冰火鍛奇劍。開山劈巖強(qiáng)中華，鉆井老兵笑對(duì)天！