煤炭建設(shè)行業(yè)“兩院融合、三位一體”發(fā)展模式研究

申斌學(xué)，葉建民，鄭忠友

(1.中煤能源研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054；2.中煤西安設(shè)計工程有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054)

我國的能源結(jié)構(gòu)決定了在很長一段時間內(nèi)煤炭依然是我國的主體能源，而在目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)下，煤炭生產(chǎn)必須由原來粗放型開采模式轉(zhuǎn)向綠色、智能、安全、精準(zhǔn)的科學(xué)開采模式[1-3]，近年來，相關(guān)團(tuán)隊和煤炭企業(yè)聯(lián)合開展了諸多新模式新技術(shù)的研究工作，但在實施應(yīng)用過程中，因為研究、設(shè)計、建設(shè)三個方面的不貼合、不協(xié)同而導(dǎo)致無法系統(tǒng)地考慮全礦井布局和影響，也致使先進(jìn)的技術(shù)和理念在煤炭行業(yè)應(yīng)用效果欠佳。

另一方面，煤炭建設(shè)行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，各板塊(研究、設(shè)計、建設(shè))均形成了自有的一套模式和方法，一般的“轉(zhuǎn)型升級”方法對煤炭建設(shè)行業(yè)收效甚微，而煤炭建設(shè)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級之路到底在哪，諸多學(xué)者也都做出過相關(guān)探索。安和人[4]闡述了中國煤炭建設(shè)行業(yè)現(xiàn)狀，指出固守原有技術(shù)與市場的企業(yè)勢必呈現(xiàn)萎縮態(tài)勢，提出煤炭建設(shè)企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展中應(yīng)注重企業(yè)間的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，提高市場競爭力；潘廣生[5]提出煤炭行業(yè)設(shè)計單位應(yīng)加強(qiáng)與煤炭科研院校、部門的合作與交流，設(shè)計單位還應(yīng)加強(qiáng)與工程單位的合作，加快科技成果向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的步伐；徐亮[6]提出推動煤礦建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)，形成校、設(shè)、施、研結(jié)合為主體的煤炭建設(shè)創(chuàng)新體制，引導(dǎo)企業(yè)加大科技投入，加強(qiáng)新技術(shù)的學(xué)習(xí)能力和培訓(xùn)體系建設(shè)，鼓勵研發(fā)原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，形成專利專有技術(shù)；馮冠學(xué)[7]提出煤炭建設(shè)行業(yè)的發(fā)展要不斷創(chuàng)新設(shè)計理念，搶占未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)制高點，吸收先進(jìn)的技術(shù)成果，同時要加大工程總承包模式的應(yīng)用與推廣。上述研究和探索多停留在理論階段，對行業(yè)本身的產(chǎn)業(yè)升級指導(dǎo)意義有限。本文從行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級角度考慮，針對礦井研究-設(shè)計-建設(shè)協(xié)同一體化發(fā)展[8]，提出“兩院融合、三位一體”的發(fā)展模式，以中煤能源研究院和中煤西安設(shè)計公司融合發(fā)展為例，闡述了該發(fā)展模式對建設(shè)綠色、安全、高效的現(xiàn)代化礦井的積極作用。

1 “兩院融合、三位一體”發(fā)展模式

1.1 煤炭工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

煤炭是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱能源，在建國70年間煤炭產(chǎn)量均能保持較高的增速，而煤炭工業(yè)的發(fā)展大體也可以分為四個發(fā)展時期[9]，即恢復(fù)與初步發(fā)展時期(1949—1977年)，轉(zhuǎn)型發(fā)展期(1978—2000年)，超常發(fā)展期(2001—2012年)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化期(2013年至今)。經(jīng)過2001—2012年的超常發(fā)展期的爆發(fā)式增長，逐漸暴露出煤炭工業(yè)在環(huán)境影響、安全生產(chǎn)、產(chǎn)能過剩以及開采技術(shù)方面諸多問題和局限。針對這些問題，從國家到地方，從行業(yè)到企業(yè)開展了大刀闊斧的改革，我國煤炭工業(yè)步入結(jié)構(gòu)優(yōu)化期。近年我國煤炭生產(chǎn)量和消費量對比如圖1所示，我國煤炭占一次能源消費比重如圖2所示。

圖1 近年我國煤炭生產(chǎn)量和消費量對比圖

圖2 近年我國煤炭占一次能源消費比重

在這期間，煤炭生產(chǎn)量與消費量相對穩(wěn)定，煤炭占我國一次能源消費的比重有明顯的下降，相關(guān)研究預(yù)測[2]到2030年，煤炭在我國一次能源消費結(jié)構(gòu)中的比重占55%左右。到那時，煤炭雖然依然是我國的主體能源，但是相較目前的生產(chǎn)能力，預(yù)測將有更多的落后產(chǎn)能被淘汰或者整合。近年我國煤炭采選業(yè)固定資產(chǎn)投資額如圖3所示，從圖3可以看出國家近年在新增礦井建設(shè)方面投資力度大幅下降，這與我國的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)相符，所以將來有關(guān)礦井設(shè)計建設(shè)的格局也會發(fā)生變化：一方面設(shè)計建設(shè)的新礦井?dāng)?shù)量會下降，老礦井升級改造項目增多；另一方面新建礦井的屈指可數(shù)和環(huán)保、安全等方面的壓力將倒逼礦井設(shè)計建設(shè)工作向智能化、精細(xì)化、無害化等高標(biāo)準(zhǔn)、新理念無限貼近。

圖3 近年我國煤炭采選業(yè)固定資產(chǎn)投資額

1.2 煤炭建設(shè)行業(yè)現(xiàn)狀及存在的問題

長期以來，我國工程建設(shè)的主要模式是由一個建設(shè)單位分別對應(yīng)勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理、檢測等多方主體，國際上大的企業(yè)沒有單獨只搞設(shè)計或施工的[7]，都是按照工程公司或項目管理公司的模式進(jìn)行，實踐證明這種模式是能夠真正促進(jìn)企業(yè)發(fā)展的比較好的模式，工程總承包也已成為國內(nèi)很多設(shè)計公司的發(fā)展方向。

煤炭的研究單位與設(shè)計單位相對獨立[10]，設(shè)計單位主要包括煤炭設(shè)計院、設(shè)計公司，主要從事礦井的勘察設(shè)計等工作，設(shè)計公司主要根據(jù)設(shè)計規(guī)范、規(guī)程規(guī)定，結(jié)合項目建設(shè)條件對工程建設(shè)項目投產(chǎn)前時段提供咨詢設(shè)計或包含咨詢設(shè)計、設(shè)備采購、施工安裝的工程總承包服務(wù)活動。煤炭系統(tǒng)的研發(fā)單位有各煤炭研究院和高等院校，主要針對國家、行業(yè)存在的科研難題或者有前瞻性的科技應(yīng)用進(jìn)行攻關(guān)研究，工程項目建設(shè)期間和投產(chǎn)運營后遇到的重大難題一般也由相關(guān)科研機(jī)構(gòu)來提供配套解決方案。

目前研究、設(shè)計、建設(shè)三者的工作模式，在實際應(yīng)用過程中，容易使很多建設(shè)中的重點、難點問題在項目建設(shè)初期階段發(fā)現(xiàn)不了、解決不了，直到項目建設(shè)期間或投產(chǎn)后才逐步暴露，再研究解決，在這過程中勢必會造成項目管理成本增加、工期延后、投資超額、項目質(zhì)量缺陷等問題。

如某礦區(qū)煤礦建設(shè)項目由于初期地質(zhì)資料不準(zhǔn)確、沖擊地壓及水害防治研究不充分，導(dǎo)致四個千萬噸礦井未能按照沖擊地壓和水文地質(zhì)復(fù)雜礦井設(shè)計，造成開拓開采系統(tǒng)設(shè)計不合理、安全設(shè)施設(shè)計不到位，礦井投產(chǎn)后追加改造及安全費用達(dá)數(shù)十億元。

1.3 “兩院融合、三位一體”發(fā)展模式的形成機(jī)理

我國的經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展不但離不開煤炭，而且對未來煤炭的產(chǎn)率和品質(zhì)還有更高的需求，與此同時，新時代下社會對煤炭行業(yè)在礦山災(zāi)害防治、綠色礦山建設(shè)等方面也提出了新的期許，希望在滿足經(jīng)濟(jì)開采活動需要的同時又使得自然生態(tài)環(huán)境和勞動工人的人身安全得到保護(hù)，實現(xiàn)資源開發(fā)與自然和諧、與社會和諧。

針對社會發(fā)展需求和全社會的期許，煤炭行業(yè)要將礦井建設(shè)與生產(chǎn)中的很多科研工作向設(shè)計前端轉(zhuǎn)移，將安全、綠色的理念融入設(shè)計，做到礦井災(zāi)害從源頭控制，在設(shè)計階段要統(tǒng)籌考慮礦井的災(zāi)害防治和礦區(qū)環(huán)境保護(hù)等問題，隨著煤炭開采技術(shù)不斷向智能化精準(zhǔn)開采的方向邁進(jìn)，礦井設(shè)計工作也要打破常規(guī)思路，做到精細(xì)化設(shè)計，避免礦井重復(fù)性的改造，降低礦井無效的資金投入。

設(shè)計和研發(fā)工作對任何一個行業(yè)來說，都是其發(fā)展的重要力量。煤炭行業(yè)的設(shè)計和研發(fā)機(jī)構(gòu)是相互獨立的，設(shè)計工作的特點是系統(tǒng)、全面，但多依據(jù)規(guī)范執(zhí)行，創(chuàng)新、更新周期較長，研究工作的特點是新穎、先進(jìn)，但多針對具體問題，系統(tǒng)性有所欠缺。至于工程建設(shè)更是沒有很好的融入其中，常常呈現(xiàn)出得不到及時有效的指導(dǎo)。

綜合設(shè)計、研發(fā)、工程建設(shè)的現(xiàn)狀及行業(yè)的發(fā)展需求，三者協(xié)同作業(yè)的“兩院融合、三位一體”發(fā)展模式是未來的工作開展和發(fā)展的趨勢。

2 “兩院融合、三位一體”發(fā)展模式內(nèi)涵及意義

2.1 “兩院融合、三位一體”的內(nèi)涵

“兩院融合、三位一體”發(fā)展模式的內(nèi)涵分為廣義和狹義兩個層次：廣義上的內(nèi)涵是指為了打造安全、綠色、高效的現(xiàn)代化礦井，行業(yè)內(nèi)的研發(fā)、設(shè)計和工程建設(shè)三方面高度融合，協(xié)同作業(yè)，執(zhí)行融合下的精確分工，促使行業(yè)的不斷升級優(yōu)化；狹義上的內(nèi)涵是一家煤炭設(shè)計工程公司和一家研究院開展深度合作、融合發(fā)展，以工程總承包為載體，以研發(fā)為動力，以設(shè)計為主體，提高礦井建設(shè)質(zhì)量。

廣義內(nèi)涵是該發(fā)展模式的最理想的狀態(tài)，即行業(yè)內(nèi)研發(fā)、設(shè)計和工程建設(shè)的大融合；狹義內(nèi)涵是探索該發(fā)展模式的開端，在此基礎(chǔ)上通過搭建“產(chǎn)學(xué)研”平臺或者戰(zhàn)略合作的形式，不斷擴(kuò)大融合范圍，可以逐步靠近廣義的發(fā)展模式內(nèi)涵。

2.2 “兩院融合、三位一體”的實施路徑

以研究促設(shè)計，實現(xiàn)技術(shù)互補(bǔ)，將研究工作貫穿于項目的可研論證、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計等階段。將研究院的最新研發(fā)成果充分體現(xiàn)在礦井設(shè)計過程中，通過研究、預(yù)判礦井可能存在的災(zāi)害風(fēng)險，并通過數(shù)據(jù)分析、模擬試驗等科研手段進(jìn)行風(fēng)險評估，為設(shè)計方案的確定提供科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。使礦井在設(shè)計階段即主動預(yù)防可能的災(zāi)害影響，避免災(zāi)害發(fā)生后的被動治理、方案調(diào)整和改造，從源頭上為礦井安全高效連續(xù)生產(chǎn)提供技術(shù)保障。

將研究深度參與的設(shè)計成品帶到建設(shè)項目中，設(shè)計工程公司對建設(shè)項目進(jìn)行工程總承包，對各施工單位進(jìn)行工程總承包管理，并在此基礎(chǔ)上組建項目管理部，項目管理部統(tǒng)一協(xié)調(diào)工程總承包項目部，設(shè)計項目組，科研組以及相關(guān)施工單位，對整個項目的施工—設(shè)計—研發(fā)進(jìn)行統(tǒng)籌管理，提高項目的實施效率。在具體項目實施過程中，科研組與設(shè)計組分別派駐施工代表對工程施工實時指導(dǎo)，工程現(xiàn)場將存在的問題和效果實時反饋給科研和設(shè)計，保證了項目的先進(jìn)性。

2.3 “兩院融合、三位一體”的意義

設(shè)計團(tuán)隊長于系統(tǒng)上優(yōu)化和規(guī)范實施，研究團(tuán)隊長于在點上深入和重點突破，兩者優(yōu)勢的充分融合，可以促使設(shè)計不斷優(yōu)化、科技不斷創(chuàng)新。

科研因素的加入，可對設(shè)計業(yè)務(wù)形成全方位的支持和提升，拓展服務(wù)周期，向前延伸，使礦井在設(shè)計階段即可主動預(yù)防可能的災(zāi)害影響，將煤礦高效的生產(chǎn)技術(shù)和先進(jìn)的災(zāi)害防治技術(shù)融入設(shè)計中，真正做到了設(shè)計統(tǒng)籌布局、災(zāi)害源頭控制，從源頭上為礦井安全高效連續(xù)生產(chǎn)提供技術(shù)保障；向后擴(kuò)展，科研和工程技術(shù)服務(wù)的加入使設(shè)計業(yè)務(wù)從僅面向煤礦建設(shè)期拓展到涵蓋生產(chǎn)運營期的全生命周期，為煤礦提供全方位、全覆蓋、個性化的全生命周期服務(wù)。同時可帶來設(shè)計方法和手段的革新，為設(shè)計注入先進(jìn)技術(shù)和理念，不斷促進(jìn)設(shè)計優(yōu)化。主動預(yù)防措施的采取也有利于提升工程建設(shè)項目的質(zhì)量，避免了修改方案、返工、災(zāi)害治理等帶來的工期延長和造價上升，從而保障總承包項目的經(jīng)濟(jì)收益。

建設(shè)項目總承包模式下：一方面，可以準(zhǔn)確的將企業(yè)在建設(shè)中的實際需求反饋給設(shè)計和科研，使得設(shè)計方案的優(yōu)化和新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝的研發(fā)能做到立足實際、有的放矢；另一方面，新的科技成果可以直接應(yīng)用到工程中去，發(fā)現(xiàn)問題后設(shè)計及科研人員及時改正和調(diào)整并吸取經(jīng)驗，通過篩選后的科技成果在工程中的良好示范作用還有利于該成果的進(jìn)一步推廣及應(yīng)用，可極大的促進(jìn)科研成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

綜上，該發(fā)展模式存在以下幾個方面的意義：①有助于科研、設(shè)計與工程建設(shè)三個方面的促進(jìn)提升；②有助于先進(jìn)技術(shù)在煤炭行業(yè)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用；③有助于煤炭行業(yè)內(nèi)設(shè)計、研究機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展；④有助于煤炭產(chǎn)業(yè)升級，促進(jìn)能源改革。

3 應(yīng)用案例

中煤能源研究院和中煤西安設(shè)計工程有限責(zé)任公司(以下簡稱“西安設(shè)計院”)同隸屬于是中煤集團(tuán)，西安設(shè)計院是原煤炭部8所設(shè)計院之一，擁有60多年的歷史，煤炭勘察設(shè)計及工程總承包是其主要的業(yè)務(wù)板塊；中煤能源研究院于2016年在西安成立，是中煤集團(tuán)科技創(chuàng)新體系的重要組成部分。中煤能源研究院與西安設(shè)計院目前實行“一個機(jī)構(gòu)、兩塊牌子”，基于這一特點，提出了“兩院融合、三位一體”發(fā)展模式，即設(shè)計院與研究院兩院相互促進(jìn)、相互融合的“兩院融合”發(fā)展，設(shè)計、研發(fā)、工程總承包三個業(yè)務(wù)板塊互為支撐的“三位一體”模式，將“設(shè)計、研發(fā)、總包”作為整體一盤棋來考慮，堅持“以設(shè)計為主體、以研發(fā)為動力、以總包為載體”，充分利用三者之間辯證統(tǒng)一關(guān)系，全面提升兩院的綜合實力。

西安設(shè)計院與中煤能源研究院著重在戰(zhàn)略、文化、管理、人才、業(yè)務(wù)五個方面進(jìn)行了深度融合：

1)戰(zhàn)略融合。戰(zhàn)略融合是指引，兩院在未來的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃上統(tǒng)一布局，確定共同的發(fā)展方向，以共同的戰(zhàn)略規(guī)劃指導(dǎo)兩院的各自的規(guī)劃，達(dá)到上層設(shè)計的步調(diào)一致，為后續(xù)融合發(fā)展實施奠定基礎(chǔ)。

2)文化融合。文化融合是驅(qū)動，兩院同屬于中煤集團(tuán)，在中煤集團(tuán)“和”文化引領(lǐng)下，共同積極培育設(shè)計研發(fā)子文化，打造以“研發(fā)基礎(chǔ)上的設(shè)計和設(shè)計支撐下的研發(fā)”為核心的設(shè)計研發(fā)文化。

3)管理融合。管理融合是關(guān)鍵，中煤能源研究院和西安設(shè)計院共用同一套領(lǐng)導(dǎo)班子和管理機(jī)構(gòu)，在進(jìn)行管理決策時有利于將兩院工作當(dāng)做一盤棋統(tǒng)一部署考慮；中煤能源研究院在制定相關(guān)管理制度的時候是以西安設(shè)計院成熟制度為基礎(chǔ)，便于后續(xù)各項管理過程中的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

4)人才融合。人才融合是根本，對于設(shè)計及科研院所來說，人才是最重要的資本，各項融合最終都需要靠人去融合實施。中煤能源研究院和西安設(shè)計院制定了人才互通和專家共享機(jī)制，兩院的技術(shù)人才不局限在一處，具體根據(jù)兩院各部門的人才需求和項目的人員配備進(jìn)行互通調(diào)整；兩院的專家實行共享，對重大技術(shù)方案和技術(shù)問題進(jìn)行聯(lián)合研討攻關(guān)。

5)業(yè)務(wù)融合。業(yè)務(wù)融合是目標(biāo)，也是兩院融合的最終體現(xiàn)，兩院有針對性地建立了相關(guān)機(jī)制，推動業(yè)務(wù)的有效融合，讓研究院深度參與到設(shè)計工作中，優(yōu)化設(shè)計布局，提高設(shè)計成品質(zhì)量，讓設(shè)計院配合科研和技術(shù)服務(wù)，力求科研方案系統(tǒng)完善，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化。

西安設(shè)計院有近20年的工程總承包歷史，中煤能源研究院和西安設(shè)計院的“兩院融合”是“三位一體”的基礎(chǔ)和前提?；凇皟稍喝诤稀遍_展的工程總承包項目是“三位一體”的有力體現(xiàn)，兩院針對所有工程總承包項目采用“三位一體”服務(wù)模式，在原有工程總承包項目部的基礎(chǔ)上增設(shè)了項目管理部，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)施工-設(shè)計-研發(fā)的各個方面。

中煤能源研究院和西安設(shè)計院借助同屬于中煤集團(tuán)的制度優(yōu)勢，率先開展“兩院融合、三位一體”發(fā)展模式的研究，并大膽嘗試應(yīng)用。三年來，兩院在該發(fā)展模式下取得了很好的效果，對鞏固市場、拓展市場范圍、提高營業(yè)收入起到了明顯的推動作用。此外，中煤能源研究院借助“產(chǎn)學(xué)研”平臺的搭建與國內(nèi)諸多研究機(jī)構(gòu)及團(tuán)隊開展了充分的合作，逐步擴(kuò)大了該模式的應(yīng)用范圍。

4 結(jié) 語

新的經(jīng)濟(jì)常態(tài)下，國家和社會對煤炭行業(yè)提出了新的要求，既要擁有保證經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長的煤炭產(chǎn)量，也要提高煤礦安全性，減少煤炭開采對環(huán)境的影響程度?；谏鐣男乱?，結(jié)合我國煤炭工業(yè)近年發(fā)展現(xiàn)狀，提出了將安全、綠色智能、精準(zhǔn)的理念融入設(shè)計，避免礦井重復(fù)性的改造，降低礦井無效的資金投入。結(jié)合行業(yè)內(nèi)的設(shè)計、研究、工程建設(shè)的現(xiàn)狀，提出了“兩院融合、三位一體”發(fā)展模式，即研發(fā)、設(shè)計和工程建設(shè)三方面高度融合，協(xié)同作業(yè)，執(zhí)行融合下的精確分工，促使行業(yè)的不斷升級優(yōu)化；以工程總承包為載體，以研發(fā)為動力，以設(shè)計為主體，提高礦井建設(shè)質(zhì)量?！皟稍喝诤?、三位一體”發(fā)展模式有助于科研、設(shè)計與工程建設(shè)三個方面的促進(jìn)提升以及先進(jìn)技術(shù)在煤炭行業(yè)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用和煤炭產(chǎn)業(yè)升級，同時可為行業(yè)內(nèi)設(shè)計研究單位轉(zhuǎn)型發(fā)展提供參考。