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晋蒙陕接壤处，坐落着神华集团有限责任公司(下称神华集团)全世界最大的煤炭生产基地——神东矿区，这一区域矿产品质量上乘且探明储量丰富，因此又被形象地称为能源“金三角”。

作为较早进入“金三角”参与投资建设的能源央企，神华感叹于这方土地天然资源优势的同时，也为这里干旱缺水的自然气候环境所困扰。

煤炭生产，离不开水资源作为支撑。从开采、洗选、发电到煤制油化工，煤炭开发利用全产业链环节中对水资源均有高度需求。

需求旺盛，但水资源供给缺乏。“西部水资源比煤炭资源更重要。”作为煤炭开采水资源保护技术创新带头人，中国工程院院士、神华集团科技发展部总经理顾大钊强调。

面对供需失衡的外部生产环境，神华人寄望于打破煤炭生产与水资源利用的传统关系，另辟蹊径重构二者关系。

20年磨一剑，如今的神东矿区地下已深藏两个西湖容量的地下水库，矿井水在此转移循环，自然净化，为民所用。“水患”变“水利”，神华集团通过科技创新书写一段“治”水传奇。

水一停，生产停

业内，能源产业一直被视作“耗水大户”，其中尤以煤炭产业最为突出。

水资源消耗究竟达到何种程度，顾大钊向《国资报告》记者展示了一组来自国际能源机构(IEA)的统计数据：煤炭全产业链水资源消耗占能源产业水耗的一半以上，按照全球煤炭开发利用的水资源消耗量超过360亿吨计算，中国煤炭开发利用全产业链的水资源消耗每年超过180亿吨。

像是上天的一个玩笑，水资源严重缺乏的西部地区，恰恰是我国煤炭的主要生产区域。神华集团80%以上的煤炭产量集中在西部，这里显然已经成为水资源保护的主战场。

1995年，有着矿山工程与水文地质专业背景的顾大钊，受组织调配到神华集团，担任技术负责人。告别三尺讲台走进一线实践，顾大钊初衷明确：“希望学到的知识，到企业能够用上。”

初到神东矿区的顾大钊，已经察觉到水资源短缺的苗头。随着神东矿区生产规模和开采范围的不断扩大，地表水和潜水越来越多地转化为矿井水，矿区开发建设初期的哈拉沟、考考赖沟、石圪台沟、公涅尔盖沟供水水源地的水源，日渐缺水，甚至枯竭。

物以稀为贵。短缺的资源短缺，直接带来生产经营成本的高企。尤其当生产面临无水可用时，矿区更是难以为继。对此，大柳塔煤矿总工程师陈苏社体会颇深：“在上个世纪，水厂给矿上供水时有时无，水一停，整个井下生产就停了。”

事实上，矿区生产持续开展，必须化解煤炭-水资源协调开发难题。

在此后长达20年的时间里，顾大钊和他的“煤炭开采水资源保护利用与地表生态修复”科技创新团队，扎根于西部开始了一场旷日持久的科研攻坚战。

想法设法保住水

在煤炭生产中，一大问题值得关注：煤炭开采，必然产生大量矿井水。长期以来，煤炭开采过程中一直延续着矿井水外排的传统方法，矿井水利用率长期低于30%，资源浪费严重。

看着白白排放掉的矿井水，顾大钊开始带领团队围绕这一切入口做文章。“一方面缺少水，一方面水还要外排。以问题为导向，我们就琢磨怎么能把水保住，这是一个非常重要的转变。”顾大钊告诉记者。

从1996年起，顾大钊带领团队开始着手进行技术研发。当时，沿着三条技术路线平行向前推进：一是想办法让煤炭开采过程中不产生矿井水;二是如果有水，井下不敢存，能否将其存在地面?三是万不得已，把水存在井下。

不断地探索中，大量的试验证明前两种较为安全的创新路线，可行性上存在问题。首先，就第一种想法而言，西部大规模、高效率煤炭开采中，矿井上覆岩层里面的水必然要渗流至井下，必然产生矿井水，这是无法回避的客观规律。其次，就第二种方法来说，如果对外排的井水进行存储，由于西部干旱的气候环境造成矿井水大量蒸发，且污染地表。

一番比较过后，顾大钊最终选择了第三种方案——想方设法将矿井水留在地下。而这在煤炭产业的技术演变史上，还是一次毫无前例的尝试。

观念的颠覆式创新，意味着顾大钊带领着团队走上了一条完全自主的创新研发之路。以神东矿区为主要依托，这支团队在大胆假设之后，进入了小心求证的关键性阶段。

1996—1998年，通过测量、选址、库容确定、管路布置等基础数据的收集和计算，顾大钊带领团队始终在重复着一件事情，即探索能否在地下留住水的问题。

“实际上煤炭开采形成的采空区是由充满大量空隙的岩体组成，采空区周边有煤柱，把水存在采空区里面不就行了吗!”经过一系列的攻关，顾大钊发现了矿井储水的理论依据。

历时三年，沿着这一理论构想，1998年，大柳塔煤矿井下一水平2-2煤第一个采空区储水“龙宫”建成。虽然每一个工作面储水量仅有5万方，但至少已经完成由零到一的突破。

有了第一次成功的探索，大柳塔矿在持续开采的过程中，延续之前工艺增加工作面，然后再将每一个工作面进行连接，地下储水空间开始以倍数增长。直到2006年，神东矿区成功建成首个储水量达60万方的地下水库。

技术攻坚至此，至少已经证明矿井水地下存储已经成为可行方案。但是井下的水并没有完全存住，还需要向地面排出一部分，水资源污染和浪费的问题并未根本解决。

“之后我们设想，能否在不同煤层，不同区域做很多水库，将水库之间进行连接。”顾大钊提出了新阶段的设想。延续此思路，2010年，神东煤炭集团大柳塔煤矿成为最先建成的地下水库示范工程。产量在3500万吨左右的大柳塔矿，由四个水库组成，大总储水量约710万立方米，相当于一座中型水库规模。目前已成功实现大柳塔矿的矿井水不外排。

凭借强烈的专利成果保护意识，顾大钊及其团队的发明专利“一种矿井地下水的分布式利用方法”获第十七届中国专利奖金奖，而自奖项1989成立以来，煤炭行业仅有三项发明专利获得金奖。

不安全谁也不敢干

从地质构造来看，散布于神东矿区中心区的很多矿井，均是在薄基岩厚松散含水层下开采，煤层开采后会导通基岩裂隙水和第四系孔隙水。随着矿区生产规模和开采范围的不断扩大，地表水和潜水越来越多地转化为矿井水，对于生产安全的考量显得至关紧要。

传统意义上，矿井水大量外排的生产技艺，是基于安全生产的考虑。在顾大钊看来，将矿井水存于地下，其最大的难题也就是安全问题。围绕安全问题展开攻关，这是科技创新团队持续发展的着力点。二十年的攻关基础上，顾大钊信心十足：“我们已经实现安全条件下进行储水。”

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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