中国煤炭科工煤矿重大水害防治与快速抢险关键技术及装备有效遏制煤矿重大水害事故

随着我国大规模煤炭资源整合及煤矿采深逐步加大，煤矿开采地质条件越来越复杂，水害隐蔽致灾源探查难度增大，已有煤矿水害防治技术不能满足安全高效生产的需求。目前，我国已成为世界上煤矿水害最为严重的国家，煤层底板岩溶水害、老空水害事故占煤矿水害事故的80%以上，造成重大经济损失和人员伤亡，严重威胁煤矿安全生产。

中国煤炭科工组织攻关团队，针对现有技术存在的隐伏导水通道和老空水探查精度低、水害治理效果差、抢险堵水周期长等问题，开展技术攻关，历时8年自主创新，在重大水害致灾源精细探测、高效治理和快速抢险三个方面取得了全面突破,包括首创煤矿采区三维地震资料的地质动态解释技术，使直径大于25m导（含）水陷落柱解释的准确率由50%提高到70%；提出大定源回线与中心回线统一的瞬变电磁理论公式，消除大回线的边缘效应和地形影响，探测精度提高25%；发明煤矿井下掘进工作面前方水害隐患直流电法超前探测方法，超前探测距离达到80m；研发煤矿回采工作面顶底板富水区音频电透视技术与装备，工作面探测宽度由160m提高到280m；创新煤层底板隔水层阻水理论及注浆改造层位选择准则；创建顺硬岩含水层顶水钻进成孔工艺及定向长钻孔注浆技术体系，使有效注浆孔段占全孔段的比例由常规钻孔的15%提高到85%，单孔平均注浆量比常规钻孔提高5倍以上；发明动水条件下封堵过水通道的控制注浆组合钻具及工艺等。

该项目授权发明专利7项、软件著作权3项；制订国家标准1项、行业标准3项；出版专著4部；先后获省部级科技进步一等奖3项。专家组鉴定意见认为：“项目成果在瞬变电磁法、直流电法超前探测等领域具有理论意义和实用价值。同时，大幅度缩短了水害事故抢险时间，创造了世界采矿史上同等条件下注浆堵水用时最短纪录，提高了我国矿山抢险工程的技术水平”。国际矿井水协会也对成果给予了高度评价，认为该项目取得多项国际领先的创新性成果，引领了国际防治水技术的发展方向。

截止2014年12月，该项目成果已在神华集团、淮北矿业集团等煤炭企业的180多个煤矿得到推广应用，发现105条老窑积水巷道，预疏放老空水超过1500万m3，避免了多次水害事故；改造18个工作面，解放了4028万吨受水害威胁煤炭资源；完成10个被水淹没矿井抢险堵水工程，堵水率达100%。该项目的推广应用极大地推动了煤矿防治水技术进步，为有效遏制煤矿重大水害事故多发势头发挥了突出作用，与2010年相比，2013年全国煤矿水害事故起数、死亡人数分别下降了45%、60%。

该项目研究成果的推广应用，保障了煤矿安全高效生产，减少了人员伤亡和国家财产损失，为我国能源安全提供了技术保障。同时，该项目研制的煤矿重大水害防治与快速抢险关键技术及装备还将推动我国矿山安全领域的快速发展，并取得更大的经济和社会效益。