受訪者供圖
"> 范京道（左）在可可蓋煤礦井下研究掘進設備應用與改進。
受訪者供圖
人物小傳
范京道，1965年7月生，陜西蒲城人，陜西延長石油集團首席科學家，教授級高級工程師，享受國務院特殊津貼專家。從上世紀80年代起，長期從事煤礦智能化開采技術研究與工程管理工作。先后榮獲2020年度國家科學技術進步獎二等獎、2023年第三屆全國創(chuàng)新爭先獎等。
“實現煤礦建設‘打井不下井，智能化建井’”，曾經有人認為這樣的場景不可能實現。但有另外一群人，他們致力于推動煤炭工業(yè)科技進步，為實現智能化采煤的目標不懈努力著，范京道就是其中一位。
歷經多年攻關，范京道團隊開創(chuàng)了煤炭開采由機械化到智能化的重要技術變革，實現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域數十載，不斷開拓創(chuàng)新，在他的帶領下，曾經不可能的事情逐漸變?yōu)楝F實，推動了采煤技術水平不斷提高。
從采煤工、掘進工到技術員，井下的工種幾乎干了個遍
1988年，從西安礦業(yè)學院采礦系采煤專業(yè)畢業(yè)的范京道，來到了正在改擴建的百年老礦——蒲白礦務局白水煤礦。
雖然對煤礦的艱苦條件已有心理準備，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，污濁的空氣和長距離的步行，使人喘不上氣來。當時我跟著隊長，從順槽往采煤工作面走，巷道變形嚴重的區(qū)段，只能爬著一點點往前挪。有些區(qū)域只能彎著腰作業(yè)，一個班下來，腰疼得簡直都要斷了。”
“一定要把礦工從超強度體力勞動中解放出來”，從那時起，范京道心里就埋下了一顆夢想的種子，堅定了他致力于先進采煤技術研究與實踐的決心。
從大學生到采煤工，范京道每天扛著沉重的監(jiān)測設備，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、掘進工到技術員，井下的工種范京道幾乎干了個遍，積累了大量的井下一線實踐經驗。1997年，他將在白水煤礦生產一線獲得的實踐經驗和創(chuàng)新成果寫成論文，獲得了陜西省煤炭優(yōu)秀科技成果獎。“是實踐給了我成功的機會，技術人員只有深入一線，才能掌握真才實學。多年的一線工作經驗為我以后攻克更復雜的技術難題打下了堅實的基礎。”范京道說。
從采煤工作面摩擦支柱到單體支柱支護，從木棚、工字鋼到探索錨桿支護，從毫秒爆破、高檔普采到π形梁高檔普采放頂煤工藝研究，他通過技術創(chuàng)新不斷變革采煤工藝技術，提高生產效率和單產水平，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局總工程師。
攻關“無人”開采技術，實現地面遠程操控采煤
2004年，陜西黃陵一號煤礦發(fā)生特大瓦斯爆炸事故。范京道臨危受命調任黃陵礦業(yè)集團總工程師，負責安全和技術管理工作。
長期的一線工作讓范京道在保障煤礦生產安全上形成了自己的思路。“僅靠優(yōu)化管理無法徹底改變煤礦‘事故頻發(fā)’、礦工‘臟累苦險’的行業(yè)現狀。”范京道說。
“如何實現礦工不下井就能把煤采出來？”在范京道看來，煤炭開采的復雜性和危險性，決定了對“機器替代人”的天然需求。
“針對煤礦生產的關鍵問題——采煤方法與工藝，或許可以采取‘機器替代’的思路。”2011年，范京道首次提出這個想法時，遭到了許多人的質疑：“人不下井怎么可能把煤采出來呢？”
質疑聲外，范京道團隊還面臨著智能化無人開采技術在國內外尚未突破、可借鑒經驗不足等問題，很多關鍵技術攻關和裝備研發(fā)只能摸著石頭過河。“一個采煤工作面涉及數十個子系統、幾百臺/架設備、上千個傳感器、幾十萬個零部件。在采場高應力、強負荷及多種因素影響的復雜條件下，如何實現設備群組智能聯控與決策，是我們當時面臨的重大技術難題。”范京道說。
項目推進過程中，范京道帶領團隊四處學習，總結科研院所的實驗成果，反復研究先進設備與現場環(huán)境的匹配和融合……最終，通過產學研用聯合攻關，團隊突破了一系列技術難題，創(chuàng)建了“有人安全巡視、無人跟機作業(yè)”的智能化生產模式。
2014年4月2日，在黃陵礦業(yè)一號煤礦調度指揮中心，兩名員工通過地面指揮控制中心的控制系統操控按鈕，啟動了井下綜采工作面各個生產設備，順利實現了地面遠程操控采煤。同年12月，原國家安監(jiān)總局下發(fā)文件，推廣該技術成果，文件中評價：“填補了我國煤礦綜采工作面智能化無人開采的空白……具有重要的里程碑式意義。”“穿著白襯衣，坐在地面采煤，這個幾代煤礦人期待的夢想終于成真！”直到今天，范京道依然難掩激動。
建設智能化煤礦，為安全生產提供技術支撐
2018年，范京道調任延長石油集團副總經理，負責延長石油210億噸煤炭資源安全高效開發(fā)。
煤礦是一個復雜的大系統，完成水、火、瓦斯、油型氣等災害的超前治理，將開采環(huán)境變得簡單且安全，只是智能煤礦建設的第一步。如何實現智能開采到智能煤礦的系統突破？井下各系統的信息如何實現實時傳輸？煤礦智能化建設依然面臨難題。
“4G網絡架構下，工控延時經常大于500毫秒，甚至達到1秒，導致數據和決策命令無法及時傳輸，這也是制約煤礦智能化開采的技術難題之一。”范京道介紹。
在生產過程中，“采煤不見人”已經實現，但在煤礦建設中，如何進一步實現“打井不下井”，范京道又展開了攻關。“此前受制于多方面因素，尤其是5G技術在煤礦建設中的應用仍是空白。”延長石油礦業(yè)公司科技部副經理李川說。針對煤礦各系統相對獨立、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建設模式，構建了融合5G技術生態(tài)的智能煤礦總體架構及核心應用場景。
在陜西可可蓋煤礦建設中，5G技術在煤礦井下得到了應用。項目采用敞開式全斷面智能掘進裝備施工超長斜井，鉆井法“一鉆完井”施工大深大立井，實現了“打井不下井、智能化建井”，將建井周期由5年降至13個月，填補了我國煤礦智能化建設與安全高效建井技術空白。中國工程院院士王國法評價：“可可蓋煤礦的建井模式將為許多類似地區(qū)礦井建設提供可推廣、可復制的模板。”
在過去的37年里，范京道干一行、愛一行、專一行，帶領團隊堅持不斷創(chuàng)新，一份份證書、一本本著作，都記錄和承載著他追尋“無人”采煤夢想的歷程。“煤礦智能化是安全生產的治本之策，也是新質生產力的重要體現，我將不懈努力，為煤炭工業(yè)高質量發(fā)展貢獻力量。”范京道說。
《 人民日報 》（ 2025年03月03日 06 版）