盛夏時節，河北省張家口市工業園區內，中地裝備張家口探礦機械有限公司新廠正在如火如荼建設中，預示著中國地質裝備制造的搖籃即將站上更高的起點。今后，更加先進、更加智能的地質裝備，將在這里誕生并走向全國。

中國鉆探的搖籃

“我們廠前身是始建于清宣統二年鐵路機器修理廠。1953年4月12日經國家中財委批準，由鐵道部移交地質部后，改名為地質部探礦機械廠。”中地裝備張家口探礦機械廠總經理馬彥說，“說起這家百年老廠，地質行業的人們仍習慣稱其為張探廠。”

張探廠既是中國地質裝備生產的搖籃，也是裝備制造設計生產人才培養的搖籃，還是鉆探工藝研究的搖籃。

▲20世紀50年代，張探廠車間工人操作機械設備。

在這個搖籃里，誕生了我國第一批立軸式系列巖芯鉆機、水井鉆機、車載式水井鉆機、第一臺高速金剛石鉆機等產品，支撐了我國地質找礦事業的發展；成就了我國第一套地質專業院校的鉆探工程教材，培養了我國第一批鉆探工程專業技術人員；先后為各省級鉆探裝備維修、生產廠支援各類技術人才2538名，在國內孵化出一個又一個裝備生產廠，滿足了中華人民共和國成立后二三十年地質工作大發展期對裝備的巨大需求。

曾經一度，張探廠也隨全國地質行業一同陷入低谷。憑著對祖國的深情、事業的熱愛，張探廠選擇了行業堅守。

進入21世紀，地質找礦迎來了又一個發展期，傳統的立軸式鉆機突然出現了供不應求的情況。這個百年老廠敏銳地意識到，新時期的礦產勘查將面臨革命性的轉變。隨著向地球深部進軍、生態文明建設等國家戰略的提出，地質裝備在具更深鉆探能力的同時，還必須突出更加低碳綠色、更加環保高效、更加自動智能的特點。

于是，一場以推動中國地質裝備制造升級、支撐礦產勘查行業轉型的二次創業，讓百年老廠煥發青春。

創新引領“中國智造”

今年6月24日，交流變頻電傳動轉盤式地熱水井鉆機在天津港順利裝船，駛向目的地寶島臺灣。

“這款鉆機綠色高效、節能環保的特點，吸引了臺灣客戶的目光。”張探廠副總經理楊東梅自豪地介紹起來。

地熱鉆探由于鉆探深度大、口徑大，傳統的巖芯鉆機和一般的水井鉆機往往會因鉆探深度、動力等原因而“力不從心”。因此，人們一般用石油鉆機進行地熱井鉆探作業。但對一般地勘單位來說，一套配套完整的可完成3000米深度地熱施工的機械傳動的石油鉆機，初期投資一般在2000萬元左右；轉場運輸中，一般要40幾臺30噸以上的半掛車和大板車才能一次性裝完；鉆探作業中，每天要消費1噸～2噸的柴油，還要開挖大型泥漿池等，使用成本高昂。

▲2009年，車間技師參加張探廠組織的業務技能考試。資料圖片

針對這些問題，張探廠2011年與中地裝（北京）科學技術研究院合作，在全面總結用于汶川科學鉆探項目的KZ3000DB變頻電傳動頂驅+轉盤巖芯鉆機的基礎上，開始了變頻電傳動立軸式巖芯鉆機和轉盤式地熱水井專用鉆機的研發工作。

秉承綠色、高效、智能的理念，2017年6月，第一臺變頻電動轉盤式地熱水井專用鉆機在張探廠誕生。跟石油鉆機比，這款水井專用鉆機具有以下突出特點：

更加綠色。采用電傳動技術，使用柴油發電機能耗僅為石油鉆機的70%，使用網電能夠節能50%以上。配備40立方米的鋼制泥漿處理系統，達到了地熱鉆探泥漿不落地的效果；模塊化設計，配套完整的全套設備只需8臺35噸的板車即可一次裝完。

更加智能安全。一體化司鉆監控系統是基于自動化控制技術、計算機技術、現場總線技術、網絡技術等集成于一體的全數字化、智能化、網絡化、可視化、高度集成化的控制系統。利用現代計算機技術，緊密結合鉆井工藝，簡化司鉆房的儀器儀表數量及機械結構，使鉆機實現全數字智能化控制。人機工程學的設計在確保人員及設備安全的同時，可顯著提高鉆井的工作效率。

現場電纜連接只需要一根電源線、一組通訊線和緊急停止的電纜。系統升級非常簡便，可以根據現場用戶要求增加新的功能。模塊化的構造，能適應任何鉆井的配置，新增功能可以在沒有任何接線改動的情況下完成。

“目前我們正與相關自動化工藝公司洽談，為裝備增加自動撈桿、換鉆桿等減少安全隱患的功能。”楊東梅說，“這一新型鉆機面世后，水井鉆探工地也可實現無人操作。”而這只是張探廠這個搖籃創新推進地質裝備制造進步的一個縮影。

21世紀以來，張探廠以綠色、高效、智能理念開發出的新型鉆機已形成系列：XY-6DB、XY-8DB、XY-9DB型交流變頻電傳動巖芯鉆機系列；ZP30DB、ZP40DB型交流變頻電傳動水井鉆機，以及配套鉆機的18米、23米、24米自升式四角鉆塔。

這些新型鉆機已經成功施工多個國家級的科學鉆探深孔，其中122毫米口徑巖芯鉆探施工1600米深度每米能耗成本只有24元。今年元旦，XY-8DB型電傳動巖芯鉆機成功完成了我國美濟礁科學鉆探2020米的深度，其中，玄武巖地層施工近千米。

“四個專家”打造服務升級版

2014年2月，山東招金集團地勘公司青山李家礦區2400米深孔鉆探工地，來了幾位特殊客人。他們是張探廠派出的鉆機、鉆探工藝、泥漿專家。得知鉆探工程遭遇嚴重破碎地層、施工難以繼續難題后，張探廠主動派來了這4位專家。經過在現場與施工方一起分析原因、研究對策、制定新的施工方案，礦區施工總算得以順利推進，最終提交黃金資源量40多噸。

“其實，這只是我們服務升級的一個場景。”馬彥介紹說， 2013年，張探廠提出了當好“4個專家”的升級版服務理念，即鉆探裝備配型專家，根據用戶施工條件和工藝要求，為用戶提供最優的鉆探機械選型配套方案；鉆機設計專家，在滿足市場普遍需求的同時，根據用戶提出的特殊需求提供針對性更強的鉆機專業設計并組織生產；鉆機制造專家，發揮核心優勢為用戶生產質量優良、性能合理的鉆機產品；鉆探服務專家，深入現場為用戶解決施工中遇到的具體問題。

在當好“4個專家”的理念指導下，張探廠的服務層次也由本廠提升到全行業：針對北方砂巖型地浸鈾礦山建設提速，國內外鉆機無法適應地浸礦山鉆探時口徑大、鉆深淺、搬遷頻繁要求的現實，他們聯合中地裝（北京）科學技術研究院研制生產了SPL800型履帶式地浸孔鉆機。隨后，又利用交流變頻技術設計開發了新型的、具有領先技術的履帶式電傳動地浸鉆機，在鉆機上形成了產、學、研、用的新機制。

面對礦產勘查熱形成后各地鉆探工程量猛增但高素質鉆探機班長緊缺的現實，2005年起，他們自籌資金辦起了全國鉆探機班長培訓班，免費為全國的鉆探隊伍做起了人才升級工作。近幾年礦產勘查熱度下降嚴重，但培訓人數逆向上升，已由第一屆培訓的50多人上升到現在的每年140多人。到如今，這一培訓已連續舉辦13期，累計培訓1480人。

記者了解到，接下來，張探公司將以整裝進駐張家口地質裝備園為契機，在新廠區投資建設我國唯一的鉆機綜合試驗臺，推進了百年老廠數字化、智能化進程。

面對我國鉆機生產廠商雖然眾多，但缺少對鉆機各部件的扭矩、鉆壓、轉速、液壓油溫度、立軸行程、立軸加壓、釣載等進行檢測試驗裝置的現實，張探廠決定投資300萬元，在新廠區建設我國唯一的鉆機綜合試驗臺。

“這一試驗臺建成后，既可分別對鉆機的各部件進行檢測，也可進行整機的協調試驗。”馬彥說，它還將對我國鉆探裝備的進步提供基礎支撐，通過檢測、試驗獲取的參數，可用來進一步優化鉆機設計，提升鉆機的整體性能，進而提升我國鉆機設計制造的科學化和規范化水平。

來源：微信公眾號“中國自然資源報”

[責任編輯：楊凡、楊婷婷]

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