我国西部特厚煤层保水开采取得重要进展

　　中国矿业大学范立民教授团队在特厚煤层保水开采技术领域获得重要突破。我国西部鄂尔多斯盆地以陕北、神东、黄陇煤炭基地为主的24个开采侏罗纪煤层的矿区，存在大面积单层厚度大于8米的特厚煤层，针对特厚煤层开采的顶板含水层结构保护和地下水水位管控，一直是一个亟待解决的难题。2021年以来，中国矿业大学范立民教授团队与陕西榆林能源集团榆神煤电有限公司合作，利用地质、水文地质工程地质、采矿及大数据等多学科的理论和方法，提出了在保水、控水、减水、用水条件下提高特厚煤层采出率的目标。经过3年多持续攻关和工程实践，项目组完成的《巨厚土层覆盖区特厚煤层保水开采关键技术及工程应用》，日前，通过了中关村绿色矿山产业联盟组织的科技成果鉴定。以中国工程院彭苏萍院士为主任委员组成的鉴定委员会，对此项成果给予高度评价，认为总体上达到国际领先水平。

　　据悉，该成果以榆神煤电有限公司所属榆树湾、银河煤矿为保水开采工程验证区，在多期次含水层下矿井水来源的判别技术、巨厚土层采动间-直接释水机理及涌水量预测技术和方法、新型保水采煤技术等方面取得了重要进展。利用微生物、同位素及全离子测试等技术，准确判断了矿井水来源，利用采动间-直接释水机理等技术方法预测了矿井涌水量。在准确确定矿井水来源和水量条件下，以管控萨拉乌苏组潜水地下水水位为目标，以顶板减损开采技术为手段，以采空区巨厚土层隔水性能自修复为监测对象，提高工作面的一次开采高度，将榆树湾煤矿20116、20118工作面开采高度从原计划的5.10米提高到5.80米。银河煤矿30305、30306工作面采高从5.50米提高到6.50米。煤炭采出率分别提高13.7%和18.2%。通过开采过后15个月的实时监测，萨拉乌苏组潜水水位年变幅未超过0.50米，两个煤矿均实现了生态潜水地下水水位的有效管控，不仅保护了含水层结构，达到了最初提出的保水，即保护萨拉乌苏组潜水水位和含水层结构稳定，控水，即控制地下水流场稳定，减水，即减少矿井涌水量和用水，即利用矿井水资源的多个目标。还大幅度提高了单个工作面的原煤产量，取得显著经济、社会效益。

　　项目还取得一批知识产权，包括申请国内外发明专利28项（已授权18项），登记软件著作权4项，制定团体标准3项，发表论文18篇（SCI/EI 收录 13篇）。项目团队入选陕西省秦创原特厚煤层保水开采“科学家+工程师”创新团队。

　　特厚煤层开采条件下含水层结构保护、地下水水位管控难题的破解，不仅为陕西榆林能源集团公司所属煤矿提供了新技术，也为黄河流域煤炭基地地下水水位管控奠定了理论和技术基础。（李平）