在新中國成立75周年之際，中國礦業(yè)大學(xué)范立民教授團(tuán)隊(duì)在特厚煤層保水開采技術(shù)領(lǐng)域獲得重要突破，為國慶節(jié)獻(xiàn)上了一份厚禮。

我國西部鄂爾多斯盆地以陜北、神東、黃隴煤炭基地為主的24個開采侏羅紀(jì)煤層的礦區(qū)，存在大面積單層厚度大于8米的特厚煤層，針對特厚煤層開采的頂板含水層結(jié)構(gòu)保護(hù)和地下水水位管控，一直是一個亟待解決的難題。

2021年以來，中國礦業(yè)大學(xué)范立民教授團(tuán)隊(duì)與陜西榆林能源集團(tuán)榆神煤電有限公司合作，利用地質(zhì)、水文地質(zhì)工程地質(zhì)、采礦及大數(shù)據(jù)等多學(xué)科的理論和方法，提出了在保水、控水、減水、用水條件下提高特厚煤層采出率的目標(biāo)。

經(jīng)過3年多持續(xù)攻關(guān)和工程實(shí)踐，項(xiàng)目組完成的《巨厚土層覆蓋區(qū)特厚煤層保水開采關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用》，日前，通過了中關(guān)村綠色礦山產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織的科技成果鑒定。以中國工程院彭蘇萍院士為主任委員組成的鑒定委員會，對此項(xiàng)成果給予高度評價，認(rèn)為總體上達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

據(jù)悉，該成果以榆神煤電有限公司所屬榆樹灣、銀河煤礦為保水開采工程驗(yàn)證區(qū)，在多期次含水層下礦井水來源的判別技術(shù)、巨厚土層采動間-直接釋水機(jī)理及涌水量預(yù)測技術(shù)和方法、新型保水采煤技術(shù)等方面取得了重要進(jìn)展。利用微生物、同位素及全離子測試等技術(shù)，準(zhǔn)確判斷了礦井水來源，利用采動間-直接釋水機(jī)理等技術(shù)方法預(yù)測了礦井涌水量。在準(zhǔn)確確定礦井水來源和水量條件下，以管控薩拉烏蘇組潛水地下水水位為目標(biāo)，以頂板減損開采技術(shù)為手段，以采空區(qū)巨厚土層隔水性能自修復(fù)為監(jiān)測對象，提高工作面的一次開采高度，將榆樹灣煤礦20116、20118工作面開采高度從原計劃的5.10米提高到5.80米。銀河煤礦30305、30306工作面采高從5.50米提高到6.50米。煤炭采出率分別提高13.7%和18.2%。通過開采過后15個月的實(shí)時監(jiān)測，薩拉烏蘇組潛水水位年變幅未超過0.50米，兩個煤礦均實(shí)現(xiàn)了生態(tài)潛水地下水水位的有效管控，不僅保護(hù)了含水層結(jié)構(gòu)，達(dá)到了最初提出的保水，即保護(hù)薩拉烏蘇組潛水水位和含水層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，控水，即控制地下水流場穩(wěn)定，減水，即減少礦井涌水量和用水，即利用礦井水資源的多個目標(biāo)。還大幅度提高了單個工作面的原煤產(chǎn)量，取得顯著經(jīng)濟(jì)、社會效益。

項(xiàng)目還取得一批知識產(chǎn)權(quán)，包括申請國內(nèi)外發(fā)明專利28項(xiàng)（已授權(quán)18項(xiàng)），登記軟件著作權(quán)4項(xiàng)，制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，發(fā)表論文18篇（SCI/EI 收錄 13篇）。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)入選陜西省秦創(chuàng)原特厚煤層保水開采“科學(xué)家+工程師”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

特厚煤層開采條件下含水層結(jié)構(gòu)保護(hù)、地下水水位管控難題的破解，不僅為陜西榆林能源集團(tuán)公司所屬煤礦提供了新技術(shù)，也為黃河流域煤炭基地地下水水位管控奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。