神華神東礦區建成35座煤礦地下水庫

　　“如果我們能想辦法把（每年損失的）約60億噸的礦井水保護和利用起來的話，可以解決我們國家60%的水資源短缺（工業和民用水資源短缺）的問題”，12月23日，在國資委優秀科技創新團隊——“煤炭開采水資源保護利用與地表生態修復”團隊的新聞媒體采訪會上，中國工程院院士、神華集團科技發展部總經理顧大釗稱。

　　所謂礦井水，指的是在煤礦生產過程中，流入或深入井筒、巷道和工作面的大氣降水、地表水、地下水和老窯積水的總稱。

　　顧大釗稱，礦井水害是影響煤礦安全生產的五大災害之一，是僅次于瓦斯的煤礦第二大災害。古往今來，最常用的辦法是通過排水系統將礦井涌水排至地表，避免發生煤礦透水等事故。但一般情況下，每開采一噸煤炭會產生兩噸左右的礦井水，如果是把煤炭開采產生的礦井水都外排至地表，在西部蒸發量比較大的地區，其實是一種資源浪費。由于中國礦井水的利用率長期低于30%，中國每年大概因此而損失的礦井水約60億噸。

　　顧大釗稱，中國年平均缺水量為500多億噸（1立方米水的重量為1噸），其中工業和民用年平均缺水量為100億噸。60億噸的礦井水如果可以全部利用起來，可解決中國工業和民用年平均缺水量的60%，所以這個意義非常大。同時，中國煤炭和水資源的逆向分布也決定了要有效利用礦井水。在中國中西部的晉、陜、蒙、寧、甘五個省區，煤炭儲量占中國探明煤炭儲量的三分之二左右，產量占全國煤炭的70%左右，但水資源量僅占3.9%。所以，水資源短缺、生態脆弱和煤炭資源開發利用之間存在巨大矛盾。

　　據了解，顧大釗和其團隊早在20年前，就已經意識到這個問題，并開始進行煤炭開采水資源保護利用項目的技術研發。顧大釗稱，其團隊曾經想過充填開采技術，即邊采煤變填充解決礦井水的問題，但以年產2億噸煤炭的神東礦區為例，工作面平均單產超過1000萬噸/年，目前最大充填能力不到100萬噸/年，現有充填開采技術難以實現高產高效。該團隊也曾希望寄托于限高開采技術，即通過降低煤層開采高度，盡量避免觸及隔水關鍵層，來降低礦井水的產生，但這會造成大量煤炭資源無法開采。比如，目前神華的大柳塔煤礦可采煤炭儲量約9.9億噸，采用限高開采，平均棄煤率將達46.7%，意味著4.6億噸煤炭資源無法開采。同時，該團隊也曾研究過在地表做一個類似于水庫的設施，來儲存礦井水，但因西部地區蒸發量過大等原因，沒辦法繼續進行。

　　最終，顧大釗的團隊采取“導儲用”為手段的礦井水井下儲存與利用方法，將含水層的地下水疏導至采空區進行儲存，達到疏導后礦井水不外排，實現地下水保護性利用。

　　2010年，神華集團在大柳塔煤礦建成了第一個分布式地下水庫，可以儲存710萬立方米礦井水。同時，經過近20年的技術攻關，該團隊相繼研發了煤礦地下水庫和煤礦分布式地下水庫水資源保護利用技術。

　　比如，為了保障煤礦地下水庫的安全，顧大釗和其團隊研發了地下水庫“三重防護”技術，一是庫間調水技術，保障每個水庫的水量都不超標；二是實時監控地下水庫壩體應力變形技術；三是應急泄水技術，保障在突發情況下的突然冒水時可以及時泄水，保障安全。