讲理想、焕“匠心”,建造新型震源当“工匠”

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讲理想、焕“匠心”,建造新型震源当“工匠”



郭乃根作为一家民营企业常年工作在野外第一线的“小技工”被授予了2017年度上海

市五一劳动奖章,使身边的员工们深受鼓舞和鞭策。

现任上海申丰地质新技术应用研究所有限公司岩土工程事业部物探处技术组长的郭乃根,以其自身专业技术优势,带领其团队投身于工程地球物理勘查事业的同时,还长期潜心从事地震勘探新型震源系列关键技术的研发。他工作繁忙,但是,依旧乐此不疲。

郭乃根所在的申丰地质公司,作为一家民营企业长期从事煤田地质、石油地质、矿产地质和工程地质地球物理勘查工作,被国土资源部授予“全国模范地勘单位”称号,实现了公司发展史上的第一次辉煌。进入新时代以来,这支队伍不忘初心、牢记使命、开拓创新,在各级政府和领导的关怀支持下,以市场经济为导向、创新创业为主线,发挥专业技术优势,在服务城市群经济发展、城市规划布局、公共安全、防灾减灾等重大民生产业领域默默地做出自己的贡献,受到有关部门的高度评价。

发挥专业优势,乐当一名“工匠”

地震勘探是国际上公认的高技术、高难度、高附加值的“三高”深部地质勘探方法。震源是用以激发地震勘探弹性波的重要装备,国内外有多少地球物理学家为之绞尽脑汁、心血付出。针对国内外人工震源和可控震源存在着的某些问题和缺陷,如成像分辨率、数据采集效率、与震源弹数据闭合、初至拾取等,有必要研发出系列新型震源。

陕西某煤田由于各种历史原因,煤炭的乱采乱挖造成了许多采空区的隐形分布。这不仅破坏了煤炭资源和生态环境,还给煤田的整合开发带来了众多安全隐患。要查明这些黄土塬煤炭采空区,地震勘探无疑是最好的选择。然而,黄土塬区域地震波激发震源则是躲不过去的选项,而且这种震源必须具有轻便易携、安全多用、操作简单、工作效率高、成本低廉、输出能量可控且稳定、激发能量强大、频率范围宽阔、高频成分丰富等特点。为了攻破技术难关,专修机电一体化的“小技工”郭乃根与他的团队成员主动请命,常年奋斗在野外第一线甚至放弃休息埋头在现场各种试验实验中,潜心钻研技术突破点。最终,他主持的“山地高压气体冲击震源”研制取得了成功,得到了专利方的认可。携带着这款轻便的新型震源,就可以漫山遍野地激发地震反射波、折射波和面波了。

该项目研究突破了传统非爆炸震源研发模式,利用压缩高压气体冲击震源瞬间定向释放高能的原理,成功研发了全新的高压气体冲击震源系统。该款震源具有冲击能量强、频带范围宽、能量可控、使用安全、设备轻便、操作简单等特点。工程勘探现场应用证明,高压气体冲击震源系统不受施工场地和环境限制,适用于各种地形和环境条件的工程勘探,可以满足地震折射、反射及面波等工程勘探要求。由湖北省科技厅组织华中科技大学、武汉大学、中国地质大学、东南大学、中南勘察设计院、湖北省神龙地质工程勘察院、湖北铁道学会等多个院校、科研机构及勘察单位组成的鉴定委员会一致认为,该科研技术成果达到了国际领先水平。以该款新型震源技术为支撑,柠条塔井田火烧区及采空区范围探测技术应用研究”项目获得了陕西省科学技术奖三等奖,“高压气体冲击震源系统开发与应用”项目也获得了中国铁道建筑总公司科学技术奖二等奖。

该款“山地高压气体冲击震源”的研制成功,不但使员工学习和积累了在复杂山地地形条件下特别是黄土塬地区的地震勘探施工经验,还提升了公司的知名度、美誉度,并且与功勋一八五队、陕煤集团、中铁四院等建立了战略合作伙伴关系。

发扬“工匠”精神,不断精益求精

在城市中,不仅城市建筑物和公共设施制约了地震勘探工作的设计和施工,工业生产、公共交通和居民生活也对地震勘探工作产生很强的信号干扰。因此,如炸药、震源弹等爆炸


震源的使用空间变得越来越小,且生产、安全成本也越发变得居高不下;可控震源的使用不但因昂贵的价格和较高的施工成本使其应用受到限制,也因尚存在着与生俱来的诸多弱点而造成无可挽回的不足。城市地质调查工作需要一款针对城市地震勘探的这一特殊应用对象,适宜于城市特点特别是老城区的自然地理、人文景观特点的新型震源。国外有一款成熟的同类产品,但是,它存在有一个致命缺点,就是锤体容易产生二次反弹,以至于形成严重的干扰波,使得有效波变得模糊不清、不易识别。

“小技工”郭乃根与他的团队依据经过成百上千次的反复试验积累起来的丰富实践经验和理论知识,构思了一种新款“城市高压气体冲击震源”。这是一种非爆炸型、非电磁式弹性波激发震源。其技术原理是,利用一种蓄能装置将经过特殊设计的锤体蓄聚较大能量,由一种针对性设计的锁具将锤体锁住。锁具释放时,使锤体迅速向设置在地面的铁质砧板进行瞬间撞击,产生强大的冲击力,从而激发出大能量弹性波。锁具使能量得到蓄聚和释放,并通过自动缓降器不使装置产生二次冲击。锁具、自动缓降器以及瞬发器等新型震源核心部件的研发,郭乃根与他的团队为之付出了多少心血和汗水,又熬过了多少个不眠之夜,共计获得授权发明专利3项、实用新型专利1项。

由上海市规划和国土资源管理局组织有关专家组成的专家验收组验收意见认为,研究成果的应用取得了明显的经济效益和社会效益。研究成果达到国际先进水平。核心技术支撑下的新型震源,以成果的有效性、关键技术的创新性和方法技术的比较优势,获得了国家科技部和上海市科委创新基金的立项资助,推广应用于重大民生产业领域,实现了科技成果转化并加快企业高新技术产业化进程。在城市活地层调查等国家重点项目招标中,屡屡以其比较优势取得的卓越地震资料而胜出。“城市高压气体冲击震源”获得了上海市优秀发明选拔赛优秀发明金奖、中国国际发明展览会“发明创业奖·项目奖”金奖,以该款新型震源技术为支撑的“三维地质填图地震勘探关键技术及其应用”项目则获得了上海市科学技术奖三等奖。

“城市高压气体冲击震源”的研制成功,使公司以弹性波激发技术、地震数据采集技术、联合多波波场识别技术为内涵,建立起基于该款新型震源的城市活动断层、煤炭采空区地质灾害等地震勘探方法技术体系,指导着不同级别地震活动带城市活动断层调查,以及煤炭基地和铁路线路采空区调查地震勘探的实施。以该款新型震源为弹性波激发震源,采用反射波、折射波、散射波、双源面波等联合多波地震探测技术,在杭州、徐州、苏州、临汾等地开展地震活动断层探测,完成了《苏州市活动断层探测与地震危险性评价:苏锡常断裂(F1)控制性人工地震探测》等多项研究成果;在长江三角洲地区开展建设工程场地地震安全性评价;在新疆、内蒙古、陕西、山西、山东、河北、黑龙江等省区推广开展煤炭基地和铁路线路采空区地质灾害探测服务,在取得了良好的地质效果同时也取得了良好的经济效益。

该款新型震源以其多项技术指标比较优势取得精准地震资料而得到行业的普遍肯定。 焕发独具“匠心”,乐于创新创业 郭乃根是个“小技工”,但是,手里的活儿却让高级工程师们都竖起大拇指。郭乃根特别注意经验的积累总结。国内行业没有现成的作业标准,他就不断摸索完善各类人工震源建造工艺,参与编写了多部作业指导书。他用自己火红的青春谱写了一曲执着于地震勘探装备建造的奉献之歌,成为新时代高技能“小技工”的时代坐标。郭乃根虽然年纪不大,却已是公司的明星员工,所获奖励不少:省部级科技进步奖3项,上海市优秀发明金奖2项,国际(全国)发明展览会金奖2项,上海市职工创新奖2项,上海市总工会授权发明专利奖励1项,是当今“国际先进乃至国际领先”新型震源的建造骨干员工。

作为一名高技术技能人才,郭乃根深知有责任和义务把自己的绝技高招传授给周围的同事和新人。他充分发挥技术示范和传帮带作用培养技术骨干和传承技艺,提高团队成员的整体技能水平。他开展 “高师带徒”活动和开办多种形式的技术讲座,对部门青年员工进行地震勘探震源核心技术原理、数据分析及探测设备方面的知识培训;定期举办关于勘探技术


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