《中国煤炭报》从实验室 “盆景” 到施工现场 “风景”

从实验室 “盆景” 到施工现场 “风景”

——开滦建设集团推进企校合作侧记

吴萌 赵春生

近日，在国家煤矿水害防治工程技术研究中心注浆模拟实验室里，一场科技与自然的对话正在上演。

透过实验室的玻璃幕墙可以看到，开滦建设集团地矿专业技术人员与3名中国矿业大学（北京）地质学专业的研究生，正全神贯注地操作可视化注浆模拟系统。屏幕上跳动的数据曲线记录着每一次技术突破的轨迹。

联手打造技术“孵化器”

2024年7月5日，国家煤矿水害防治工程技术研究中心注浆模拟实验室正式挂牌。这个由开滦建设集团联合中国矿业大学（北京）共同打造的科研“重器”，汇聚了10多名行业专家和30多名技术骨干，标志着企校合作进入新阶段。

走进占地600余平方米的实验区，科技感扑面而来。6个独立操作间中的30多套专业实验设备正在运转：可视化注浆模拟系统如同地质CT机，精准捕捉注浆浆液和地下水的流动轨迹；多场耦合三轴渗流仪模拟地层深处的高压环境，揭示着岩层的奥秘；电子显微镜下，新型注浆材料的微观结构纤毫毕现。

这里是技术的“孵化器”，也是破解煤矿水害防治这一行业难题的智慧“大脑”。

“我们正以实验室为平台，加快科研项目成果转化，全力突破矿山防治水与绿色开采领域的技术瓶颈。”说起从实验室中孵化出来的科研成果，开滦建设集团地矿工程处主任工程师李云飞如数家珍。

“一种短垂距浅层长距离水平钻孔注浆治水方法”将水平斜井钻井技术与定向钻进技术结合，解决了西北地区保水采煤的关键难题；“一种破碎岩体内超短半径水平钻孔施工设备的施工方法”让破碎岩层的超短半径水平钻孔一次成孔率达到 92%，创造了行业纪录，也让“指哪打哪”的精准治理成为现实；“硬岩地层堵水方法”则让“滴水不漏”成为现实。上述3项技术成果已全部获得发明专利授权。

创新“种子”落地施工现场

从实验室到施工现场，创新的“种子”生根发芽、拔节生长。

在陕煤集团曹家滩煤矿注浆工程中，新技术带来了经济效益与生态效益的双赢。地矿工程处第一项目部经理王志远盘点创新带来的红利：“我们通过钻具优化组合，使施工效率提升15%。单是通过改造钻机节省的设备投入和环保施工费用就超过了16万元。”

更关键的是，新技术的应用成功隔断了第四系含水层向采空区的渗流补给，为保护隔水层薄弱区的地表水资源提供了保障。

在开滦集团唐山矿业公司0293工作面，一项技术应用正在改写传统的采煤方式。通过应用实验室精细化改良的离层注浆减沉技术，这里的地表沉降减少了30%以上，相当于为地面建筑加装了减震器。

“现在，我们可以在采煤的同时保护地面生态环境，真正实现‘鱼和熊掌兼得’。” 曾有现场技术人员这样形容。

从实验室“走出来”的不只是科研成果，还有先进的施工工法。

在开滦集团吕家坨矿业公司，源自首钢矿业公司马城铁矿施工经验的工法——受控定向钻进技术被应用于超大口径瓦斯探测孔施工，工期因此缩短1个月，有效节省了施工成本。

墙内开花墙外香

随着一个个实验室“盆景”变为工程现场的“风景”，产学研用深度融合的新模式正在开滦建设集团悄然形成。

“墙内开花墙外香，实验室的创新成果正不断辐射行业。”注浆模拟实验室管理员王红球打开保温箱，边展示样品边介绍道。

今年，注浆模拟实验室积极拓展对外技术服务，已为业内兄弟单位提供多次专业实验支持。

在服务过程中，这些实验不仅解决了兄弟单位在注浆堵水、岩层加固等方面的难题，还通过建立联合攻关机制，积累了不同地质条件下的试验数据。

截至目前，注浆模拟实验室在水害机理研究、新型材料研发、智能装备开发、施工工艺优化4个研究方向已完成6项关键设备性能测试，从中获得的涵盖多种工况的实测数据为制定行业技术标准提供了重要依据。

“让煤矿水害防治从经验型转向科学型。”谈及目标，李云飞自信地说。

李云飞表示，未来，注浆模拟实验室将重点研发智能化注浆装备，进一步充实煤矿安全数据库，为煤炭行业高质量发展提供更有力的支撑。