天地科技刘志强

天地科技：刘志强

姓名刘志强性别男出生年月1962.11.2 学历硕士民族汉政治面貌中共党员

职称研究员职务

副总经理总工程

师

工作单位北京中煤矿山工程有限公司联系电话139******** 通讯地址

北京和平里青年沟路5号天地大厦

409

邮编100013

学习经历

1980.9-1984.7 山东矿业学院，矿井建设专业，学士学位

1984.9－1987.7 煤炭科学研究总院，岩土工程，硕士学位

工作经历1987.7－2001.3在煤科院北京建井研究所、北京中煤矿山工程有限公司，从事反井钻井、钻井法凿井技术研究，任课题组长、主任工程师、副主任

2001.3－2007.9任建井所钻井研究室主任、北京中煤钻井分公司经理

2007.9－至今任北京中煤副总经理、煤科院建井研究院，副院长1994.12破格晋升高级工程师

1999.9晋升为研究员、硕士生导师

2011.6-至今煤矿深井建设技术国家工程实验室，主任

2001.3-至今北京中煤首席专家

2011.9-至今中国煤炭科工集团有限公司，首席科学家

2013.4-至今天地科技股份有限公司，首席科学家

获奖情况

1．“5米大直径反井钻井技术及装备”获2013年度中国煤炭工业科学技术奖，奖励等级为1等，排名第1，证书号：2013-106-R01。

2．“大直径煤矿风井反井钻井技术及装备”获2013年度中国职业安全健康协会科学技术奖1等奖，排名第1，证书号：2013-1-14-01

3．“‘一扩成井’快速凿井关键技术及装备研究”获2012年度国家科学技术进步奖，奖励等级为二等，排名第2，证书号：2012-J-252-2-08-R02。

4．“钻注平行作业及千米深井注浆关键技术研究”获2012年度中国煤炭工业科学技术奖，奖励等级为1等，排名第4，证书号：2012-106-R04。

5．“ZFY3.5/400电控型反井钻机技术及应用”获2010年度中国煤炭工业科学技术奖，奖励等级为1等，排名第1，证书号：2010-124-R01。

6．“龙固主井（双井筒）近600m钻井法凿井井壁结构及工艺研究”获中国煤炭工业科学技术奖，奖励等级为特等，本人排名第6，本单位排名第3，证书号：2005-T02-R06。

7．“龙固主井近600m钻井法井壁结构及工艺设计研究”获山东煤炭协会科学技术奖，奖励等级为一等，本人排名第6，本单位排名第3，证书号：SDMTK2005-1-6-06。

8．“龙固主井近600m钻井法井壁结构及工艺设计研究”

获山东省科学技术奖，奖励等级为二等，本人排名第6，本单位排名第3，证书号：JB2005-2-111-6。

9．“龙固主井（双井筒）近600m钻井法凿井技术研究与应用”获国家科技二等奖，主要完成人，本人排名第11，本单位排名第4。

10．“张河湾抽水蓄能电站深竖导井反井钻机开挖技术”，获国网新源控股有限公司科技进步三等奖，本人排名第4，证书号：SGXY200606-G4。

11．西山矿区立井井筒施工技术研究，获中国煤炭工业科学技术奖，二等奖排名第4 ，证书号：2009-225-R04。

12．深井复杂地层冻注理论及关键技术应用研究，获中国煤炭工业科学技术奖，三等奖排名第3，证书号：2010-362-R03。

13．深井反井钻井技术及装备研究，煤科总院科技成果二等奖，排名第1，证书号：2006-2-03-01。

14．上排下疏立井凿井新工艺，获国家煤炭工业局部级科学技术进步奖，三等奖，1998年，排名第2，证书号：98-3-11-02。

15．LM系列反井钻机，获国家煤炭煤炭工业部部级科学技术进步奖，三等奖，1996年，排名第1，证书号：96-3-10-01。

16．反井钻应用技术，获电力工业部科学技术进步奖，三等奖，1994年，排名第4，证书号：9431067-G4。

17．反井钻应用技术，获华北电业管理局科技成果奖，一等奖，1994年，排名第4，证书号：558-93-12-4。

18．LM-200型反井钻机的研制和钻井技术，中华人民共和国能源部，部级科学技术进步奖，一等奖，1991年，排名第4，证书号：91-1-05-4。

19．采用LM-120型反井钻机井下打钻取水、压风洗井，陕西省煤炭工业厅，三等奖，1990年，排名第5。

20．中国科学技术发展基金会孙越崎科技教育基金一九九七年度“优秀青年科技奖”，中国科学技术发展基金，1997.10；

21．国家“百千万人才工程”“煤炭系统专业技术拔尖人才”证书，国家煤炭工业局，1998.12；

22．政府特殊津贴，2013，国务院；

23．科学中国人（2012）年度人物；

24．2013年度中国煤炭工业协会第三届煤炭工业科技创新人才；

25．发明专利：矿山竖井井筒一钻成井钻井法凿井工艺，排名第1，专利号：ZL201010172177.1；

26．发明专利：矿山竖井井筒一扩成井钻井法凿井工艺，排名第3，专利号： ZL201010172179.0；

27．发明专利：钻注平行作业中钻井泥浆内是否侵入注浆液的监测方法，排名第4，专利号：ZL201010145718.1；

28．发明专利：锯齿形钻杆接头螺纹，排名5，专利号：ZL200910147891.2。

优秀事迹

刘志强现任中国煤炭科工集团首席科学家，天地科技建井研究院副院长、北京中煤矿山工程有限公司总工程师。中国煤炭学会会员，“煤矿建设与岩土工程专业委员会”专委会委员、专业委员会副主任，煤炭行业煤矿专用设备标准化委员会“井巷分会”主任委员，中国煤炭工业协会“煤炭科学技术委员会矿山建设专家委员会”委员、秘书长。我国第一批钻井法凿井技术研究生，长期从事煤矿建井技术研究，主攻反井钻井技术、钻井法凿井技术，基本奠定我国反井钻机技术基础，在反井钻井工艺方面，进行岩石破碎、偏斜控制、钻进参数、风险评价等技术研究，在反井钻井装备方面，组织完成系列反井钻机、钻杆、钻头、滚刀研究，取得了多项创新性成果，反井钻机、反井钻井工程已形成产业，不完全统计国内地下工程每年完成反井工程超过万米，累计设备、工程和提高产量综合产值超过百亿元，取得十分显著社会效益和经济效益。刘志强1990年被评为中国统配煤矿总公司"优秀青年知识分子"，1997年获得中国科学技术发展基金孙越崎科学教育基金"优秀青年科技奖"，还获得了 1998年国家"百千万人才工程"煤炭系统专业技术拔尖人才等多项荣誉和奖励。2012年获得国务院政府特殊津贴。

一、反井钻机为生命护航

上世纪8 0 年代以前，煤矿井下暗井、煤仓、风井等小型反井工程靠人工反井法施工，井下施工环境非常恶劣，且完全不能保障安全。据统计，每超过40米的反井就有1人伤亡，在全国煤矿伤亡事

故中占很大比重。如何将井下工作人员从最恶劣、最繁重、最艰苦、最危险的反井工作环境中解脱出来，是当时国家迫切需要解决的技术难题。刘志强从基层环境中成长起来，煤矿工人经历的苦与危险，他都深有感触。“搞反井钻井技术，利用机械化破岩装备，就是为了让人从工作面解脱出来，实现安全环境下操作，避免人员伤亡，减轻工人体力劳动，减少职业伤害，提高反井施工速度。”刘志强说。1 9 8 2年，反井钻机项目便开始在建井院研究试验，1986年他们已完成了现场试验。回忆起项目的建设过程，刘志强说那时很苦。第一台样机在开溧赵各庄煤矿做试验，在1200米深的井下，经过4次竖井罐笼，行走8 0 0米斜井，才能到达工作面，早上6点起床，晚上6点才能回到宿舍。“第一台样机设计完需要进行工艺研究，因为我当时学的是钻井工艺，于是作为在读研究生，进行反井钻井工艺研究，提出反井钻进总体方案，对钻具布置、钻进参数控制理论进行研究，为第一次反井钻机工业性试验成功打下基础。”为了第一台样机的成功，刘志强和项目组带头人每天待在现场，身上的衣服都是脏的，“那时候真是玩命儿，出了事故就爬上去，现在想起来很恐怖，那会儿却不害怕。”

1989年，刘志强和项目组来到山东汶南煤矿迎接新的挑战。他们采用新研制的钻深2 0 0米反井钻机钻进3 1 6米深的新立井工程，反井钻机第一次在地面施工，需要穿过各种复杂地层，技术难度高。从技术方案确定到项目动土开始，刘志强便在现场，类似“地层软，需要将其处理以防坍塌、深井偏斜控制等"的难题不胜枚举，他们最

后钻成了当时国内最深的316米井筒工程，此后的十几年间都未有超过该深度纪录的反井钻井出现。因此，200型反井钻机获得了原煤炭工业部科学技术奖一等奖。

进入 2 1 世纪，建井院迎来反井钻机技术的快速发展时期，在科技部科研院所专项资金连续5个项目共计9 0 8 万元国拨经费的支持下，刘志强带领他的团队再一次肩挑重任，承担起“深井反井钻井技术及装备”“反井钻进竖井导孔轨迹测控装备与技术”“大直径煤矿风井反井钻井技术及装备”研究。这一次，他们创造了钻井深度600米和钻井直径2.5米、3.5米、5.0米多项纪录。

二、缔造反井钴机“神话”

“ 5 米大直径反井钻井技术及装备"是刘志强担任负责人的又一创新力作，包括“大直径反井钻机关键技术及装备研究”“新型大直径扩孔钻头结构及配套钻具开发研究”“大直径煤矿风井反井钻井工艺技术研究”等3项研究内容，已分别通过验收，项目通过煤炭协会技术鉴定，总体技术达到国际领先水平。

这个项目是刘志强一直引以为骄傲，这是建井院 3 0 年来技术积淀的成果，是汇集以往经验的集大成之作。项目完成了我国首台套钻孔直径达到5米的特大型反井钻机、组装式大直径扩孔钻头、新型联结钻具结构和相应的反井钻井工艺研究，以及反井钻井风险评价和地层改性处理技术，形成了完善的煤矿风井大直径反井钻井技术、工艺和装备，并且开始应用到煤矿风井建设中，目前已完成井筒6个钻

井总深度2 2 4 6 . 2米，完成的井筒最大钻井直径5.3米(深度201米）、最深的钻井539米（直径1.8米）。

刘志强带领团队研发了反井钻机新型锯齿形钻杆丝扣连接、新型扩孔钻头中心管螺母锁紧与拆卸装置、新型高保径自扩孔滚轮式稳定钻杆，满足了大直径扩孔钻头分体组装和钻头中心管快速更换与检修的需求，提高了导孔钻头的保径能力和钻具运行的稳定性，保证了钻孔精度。

盘点“ 5 米大直径反井钻井技术及装备”项目会发现，15项创新中，仅“首创”便有6项：

首次全面研究提出适合不同地层条件的大直径煤矿风井反井钻井工艺，解决了不同地层钻进的安全、偏斜控制等影响大直径反井钻井发展的技术难题。提出采用大直径反井钻机快速建设煤矿采区风井，解决高产工作面通风和安全问题的新理念，首次创建了大直径反井钻机机械化快速建设采区风井新工艺，通过技术、工艺、装备研究和创新，达到了工业应用的目的。首次针对影响反井钻进安全、地层风险因素做了全面评价，为不同钻井工艺选择打下基础。首创动力头中心管整体浮动、自动卡抱钻杆联结结构，提高了浮动范围，避免连接、拆卸过程对钻杆丝扣造成的损伤，实现钻杆连接、拆卸的无人化，为实现钻进过程无人化打下基础。首创了反井钻机新型锯齿形钻杆丝扣连接，解决了API标准扣型难以承载钻进过程巨大工作扭矩和拉力问题，提高了连接螺纹的承载能力及可靠性。首次在国内采用

大直径反井钻机一次扩孔钻进成功，最大直径达到5.3米，破岩面积达到23.7㎡竖井井筒。

这一成果虽是针对煤炭行业施工采区风井井筒施工设计的，但同时也可应用于部分新建井筒，特别是在西部采用先施工斜井或其它竖井，形成下部生产系统，再利用反井钻机施工，在其它地下工程建设领域，如水电站、抽水蓄能电站、公路隧道、地铁、铁路、金属非金属矿山、人防工程、军事设施等地下工程建设领域，都有广泛的应用前景，所以可覆盖全国、跨行业系统。

现在，该项目已形成固定资产约1428万元，完成井筒工程6个，直接工程产值5 0 2 7 . 6万元，间接增加煤矿生产能力产值52665万元，为煤矿增收节支2 . 4 7亿元，新增利税约8 1 0 0万元。经济效益十分显著。

三、成功的背后

人们往往看得到成功时的鲜花与掌声，却往往看不到成功背后的汗水与泪水。对于刘志强来说，成功是用脚趟出来的路，成功是每个苦思冥想的黑夜与白昼串联起来的一年又一年。

由于反井钻机在技术上与安全上的优越性，这项技术不仅用于矿井建设中，还运用在许多跨行业领域的重大工程建设中。十三陵抽水蓄能电站便是这样一个让刘志强至今难忘的项目。

当时十三陵抽水蓄能电站正在筹建，在一次会议中，刘志强和团队得到了这一消息，便前去与电站筹备处处长进行商谈，希望能够采用反井钻井技术为十三陵电站的建设提供帮助。“其实当时我们心里

也没底,煤矿系统的岩石都是软岩，十三陵水库是硬岩。从材料消耗和技术水平来讲，软硬是两种技术。”当时，电站建设的许多专家并不看好这一技术在其中的应用，然而筹备处处长却选择相信他们。

电站给的第一项工程是电梯井，几十米外就是用其他工艺施工失败的项目。刘志强他们每天早上8点蹭监理单位的车抵达现场，晚上 1 2 点又蹭车回来。“四五个人就天天这么干。每个人带点咸鸭蛋火腿肠，在洞里一干就是一天。”半个月之后，当一个直径1 . 4米、深度1 6 0米的电梯井导井钻呈现在甲方面前时，得到的是惊奇、感叹和赞扬。

电站建设中，倾角为50度的斜度、长度为203米的压力管道，成为制约电站进展的技术难题，施工单位购买了两套国外爬罐设备,总价值达到150万美元。而刘志强提出用反井钻机打。这在当时的反井钻井技术和装备技术水平来讲是一个巨大的难题，做成后也将意味着一项巨大的突破。在技术上他提出斜井反井钻井工艺，在工程上提出两种反井钻机和两种爬罐施工方法同时进行，择优而定。卯足一股劲儿，刘志强带着团队展开了与国外先进技术设备的竞争。三四个月后，他们利用反井钻井技术顺利完成了任务，实现了突破，而国外的设备却在此时出了问题，导致塌方，最后这些问题还是被反井钻井技术解决的。

刘志强和同志们不懈努力，终于成功将反井钻井技术应用在抽水蓄能电站的建设中，很快，国家便支持建井院进行2米反井钻机的研制。

现在，已是副院长的刘志强不仅在反井钻机项目上投入了精力，他还在思索着更多的计划。“在煤矿井巷建设中实现机械化代替普通法爆破法，正在承担国家‘十二五'、‘863 ' 竖井掘进机项目，将逐渐改变井筒建设技术的面貌。让机械代替人就会安全很多，能够避免很多安全事故。”

刘志强还将继续守护着创新的灯塔，照耀着煤海中耕耘不辍的人们。