中国工业报记者  张楠

煤炭作为我国能源安全保障的“压舱石”，其安全高效开采直接关系国家能源保供大局。我国煤矿区水文地质条件总体上非常复杂，叠加现代化矿井大规模、强采掘的生产扰动，矿井水灾隐患成为制约煤炭开采的核心难题。据统计，全国近86%的煤矿在开采过程中面临水灾威胁，涉及产能约35亿吨/年，大量优质煤炭资源因水灾隐患陷入“不好采、不敢采、不能采”的困境，严重影响我国能源供应稳定性与能源安全保障能力。

长期以来，传统煤矿防治水技术装备存在数字化、智能化程度不足的短板，探测精度低、监测范围有限、治理效率不高、应急响应滞后等问题突出，难以适配现代化矿井安全高效开发的现实需求。面对行业共性技术瓶颈，中国煤科西安研究院立足国家煤炭安全高效生产保供重大战略需求，由中国煤科一级首席科学家、煤矿灾害防控全国重点实验室副主任兼水害防治分实验室主任董书宁研究员牵头组建科研团队，历经技术攻关，自主研发出矿井地质透明化与水灾数智化防控技术，以数智化技术创新彻底改写煤矿水灾防控模式，凭借突出的创新性与行业应用价值，该技术获评2024年度“中国好技术”A类项目，为行业发展提供核心技术支撑。

攻克多重瓶颈  筑牢防控根基

该项技术以数字化与智能化迭代跨越为主线，搭建智能探测、监测支撑的地质透明化底座，创建矿井水灾数智化治理与管控技术、装备及系统平台，形成四大核心创新成果，全方位突破传统技术瓶颈，精准解决行业多项痛点难题。

针对矿井水灾隐患“看不见、探不准”的行业顽疾，科研团队创新研发煤矿井下定向钻孔中多参数多分量超前探测方法、装备，打造出集瞬变电磁、地质雷达、自然伽马探测于一体的孔中精细探测模式，搭配AI（人工智能）算法智能立体成像和解释技术，让井下超前探测距离最远达到1152米。同时研发出“井-地-孔”全空间多物理场耦合监测技术与装备，形成了电法、微震、水文地质参数联合布设耦合监测新模式。解决了传统巷道内远源探测距离短、精度差，监测准确率低的问题，为地质透明化表征提供可靠支撑。

面对地质情况“不清晰、难建模”的技术短板，科研团队攻克矿井高精度多属性地质透明化技术，开发专业地质信息智能提取及编录软件，创新提出三维激光雷达扫描井巷模型精细构建技术，形成“静态地质模型－模型精细刻画－采掘系统融合”的递进式地质透明化建模方法。该技术突破传统地质模型信息承载能力弱、展示形式单一的局限，实现开采地质信息具象化表达与水灾要素多属性一体化建模，搭建起精准可靠的透明地质数据模型底座，让复杂地质水文条件一目了然。

全链条数智升级  赋能安全高效生产

针对水害治理“效率低、不精细、过度依赖人工”的痛点，科研团队研发矿井水灾隐患数智化高效治理技术与专用装备。一方面团队开发矿井透明地质防治水工程数字化辅助设计系统，创新矿井致灾水体井下区域智控疏放技术，构建疏放水流量水压自动监测与水泵联动的自适应调节系统，实现安全前提下疏放水量最小化与精准管控；另一方面团队发明导水通道多源信息融合判识与分段保压梯度注浆工艺，研制车载移动式注浆系统，大幅降低人工依赖度，全面提升水害治理的精细化、智能化水平。

为破解水灾防控“管不全、反应慢”的管理难题，科研团队构建起煤矿水灾治理与应急决策数智化支持系统。通过开发矿井水文地质信息数字化动态管理系统，建成多源异构数据融合与实时处理平台，实现防治水全流程数据动态更新与闭环管理；研发多源信息映射水灾风险预警技术，破解动态监测数据与水灾风险时空关联的行业难题；配套搭建水灾治理工程智能分析管控系统、水灾应急抢险辅助决策系统，打造煤矿水灾防控全过程“智慧大脑”，实现水灾防控、治理、应急全链条智能化管控。

该技术实现了多项国内外首创突破，1152米超前探测距离、全空间多物理场耦合监测、厘米级全矿井扫描建模等核心技术指标均处于行业领先水平，填补了国内外煤矿数智化防治水领域的技术空白，同时通过布局专利池形成完善的自有知识产权保护体系。目前，该技术成果已在国家能源集团、陕煤集团、国家矿山局等众多科研单位、煤炭企业与行业监管部门广泛应用，切实助力煤矿实现“减人、增安、提效”，取得了显著的经济与社会效益。

硬核实力亦获得权威认证，据悉，“中国好技术”是由中国生产力促进中心协会于2014年联合全国各级生产力促进中心、联盟、协会、相关机构及企业发起的新技术评选活动，旨在发掘贴近民生需求的中小企业及科研人员的技术成果，推动科技成果转化。项目按技术水平划分为A、B、C三类，其中A类代表相关领域的技术领先水平，且多具备全球首创或行业突破性特征，用于解决“卡脖子”难题。此次成功入选，进一步彰显了该技术在煤矿数智化防治水领域的标杆示范价值。

延伸阅读

深耕煤炭地质与勘探、煤矿安全高效开采地质保障领域70年，中国煤科西安研究院是我国煤炭系统该领域唯一具有突出优势的国家重点高新技术企业。多年来，企业始终扎根行业核心技术攻关，此次矿井地质透明化与水灾数智化防控技术的研发与应用，是企业践行高水平科技自立自强的生动实践，不仅为我国煤矿水害防控提供了坚实的科技支撑，更有力推动煤炭行业防治水技术迭代升级。

煤炭作为我国主体能源的定位长期不会改变，而复杂水文地质条件下的水害防控，始终是制约我国煤矿安全开采、资源高效释放的行业共性难题。传统防治水长期依赖经验研判、人工踏勘、局部治理，存在探测范围有限、地质刻画模糊、治理粗放、管控碎片化等固有短板，难以适配现代煤炭高效、安全开采的发展需求，这也意味着行业迫切需要从经验治水向科技治水、数智治水范式转型。

中国煤科西安研究院此次推出的矿井地质透明化与水灾数智化防控技术，最大价值在于重构了煤矿防治水的技术逻辑和体系框架。它跳出单一设备、单点治理的传统思路，构建起“透明地质底座—智能精准探测—数智化工程治理—全流程风险管控”的完整技术闭环，把地质探测、三维建模、控制疏放、注浆治理、风险预警、应急决策贯通一体，实现从“事后处置”向“超前预判、源头防控、全过程智能管控”的根本性转变，树立了煤矿地质保障与灾害防控数字化、智能化升级的标杆。

1152米远距离超前探测、全空间多物理场耦合监测、厘米级精细化建模等硬核突破，解决了复杂矿区地质“看不清、探不明、模不准”的底层难题，让隐蔽致灾因素可感知、可刻画、可预判、可治理，为高风险、复杂水文地质条件矿井释放呆滞煤炭产能打开了技术通道，也为行业“减人、增安、提效”提供了可落地的成套解决方案。

展望长远，随着该项技术持续优化与全面推广，将助力我国煤矿安全生产水平进一步提升，为煤炭行业高质量发展注入强劲科技动能，为国家能源安全保障与“双碳”目标下能源结构优化提供有力支撑。