Kürzlich fand in Peking die Verleihung des Nationalen Wissenschafts- und Technologiepreises 2025 statt. Die China Coal Technology & Engineering Group (im Folgenden als China Coal Technology & Engineering Group bezeichnet) erhielt insgesamt fünf wissenschaftliche und technologische Errungenschaften den Nationalen Wissenschafts- und Technologiepreis. Darunter wurde das von der Xi'an Research Institute der China Coal Technology & Engineering Group geleitete Projekt „Schlüsseltechnologien und -ausrüstung für die transparente Erfassung und intelligente Bekämpfung von Grubenwassergefahren“ mit dem zweiten Preis des Nationalen Wissenschafts- und Technologiefortschrittspreises ausgezeichnet.

„Dieses Technologiesystem hat die Bekämpfung von Grubenwassergefahren umfassend in eine neue Phase der ‚digital-intelligenten Steuerung‘ geführt, das Erschließungsdilemma der von Wassergefahren bedrohten Mineralressourcen in Höhe von zig Milliarden Tonnen in China effektiv gelöst, das Niveau der sicheren Gewinnung unter komplexen hydrogeologischen Bedingungen deutlich verbessert und eine wichtige Unterstützung für die Sicherung der nationalen strategischen Mineralressourcenversorgung geleistet“, sagte Dong Shuning, Chefwissenschaftler der China Coal Technology & Engineering Group, stellvertretender Direktor des Nationalen Schlüssellabors für die Bekämpfung von Grubenkatastrophen und Direktor des Unterlabors für Wasserbekämpfung sowie Vorsitzender des Wissenschafts- und Technologieausschusses des Xi'an Research Institute. Insgesamt könne diese wissenschaftliche und technologische Errungenschaft die von Wassergefahren bedrohten Kohlereserven in Höhe von zig Milliarden Tonnen in China technisch „aktivieren“ und eine technische Unterstützung für die nationale Energieversorgungssicherheit bieten.

Die Entwicklung dieser wissenschaftlichen und technologischen Errungenschaft ist auf die komplexen und einzigartigen hydrogeologischen Bedingungen der chinesischen Bergwerke zurückzuführen.

„China ist das Land mit den komplexesten hydrogeologischen Bedingungen im Bergbau weltweit. Sowohl bei Kohlebergwerken als auch bei Metall- und Nichtmetallbergwerken ist die Einschränkung des Grubenabbaus durch Wassergefahren global am stärksten ausgeprägt, was sich direkt auf die Fähigkeit zur eigenständigen Versorgung mit strategischen Mineralressourcen wie Kohle und Eisenerz auswirkt und die Mineralsicherheit gefährdet“, so Dong Shuning. Laut Statistik seien landesweit über 3.600 Kohlebergwerke von Wassergefahren bedroht, was etwa 86 % ausmache.

Vor diesem Hintergrund konzentrierte sich das Forschungsteam des Xi'an Research Institute der China Coal Technology & Engineering Group auf das große Problem der Grubenwassergefahren, das die Branche seit langem einschränkt, und schlug einen völlig neuen technologischen Weg der „intelligenten Bekämpfung von Wassergefahren auf der Grundlage geologischer Transparenz“ vor, um die doppelte Einschränkung der Sicherheit und Effizienz des Grubenabbaus durch Wassergefahren grundlegend zu beseitigen.

Die Schwierigkeit bei der Bekämpfung von Grubenwassergefahren liegt darin, dass die schadensverursachenden Faktoren äußerst verborgen sind und durch die Störungen des Abbaus zeitlich veränderlich sind, sodass die Wassergefahren immer „unsichtbar, unerkennbar und unbeherrschbar“ sind.

„Unsere Forschungsarbeit konzentrierte sich genau auf diese beiden Schwierigkeiten“, erläuterte Dong Shuning. Auf theoretischer Ebene habe das Forschungsteam eine Theorie des zeitlich veränderlichen Sickerungsströmungs-Wassereinbruchs in abbaubeeinflusstem Gestein entwickelt; auf technischer Ebene habe es Technologien und Ausrüstungen zur Ultrafern-Erkennung und raumumfassenden Überwachung von Wassergefahren entwickelt, die nicht nur den Zustand der schadensverursachenden Faktoren aus Kilometern Entfernung im Voraus ermitteln, sondern auch die dynamischen Reaktionen während des Abbauprozesses präzise erfassen können; darauf aufbauend wurde eine Plattform für transparente hydrogeologische Grundlagen von Bergwerken geschaffen und eine Reihe von Technologien wie intelligente Frühwarnung, gezielte Bekämpfung und kooperative Steuerung entwickelt, wodurch die Bekämpfung von Wassergefahren von einer „reaktiven“ zu einer „proaktiven Vorhersage“ überführt wurde.

Er erklärte, dass damit tatsächlich „klarer gemessen, deutlicher erkannt und präziser bekämpft“ werde, wodurch das technische Problem einer effizienten und zuverlässigen Bekämpfung von Grubenwassergefahren systematisch gelöst werde.

Wie berichtet, wurden mehrere Ergebnisse dieses Projekts bereits in die Verzeichnisse zur Förderung durch nationale Ministerien und Kommissionen aufgenommen, in über 100 Bergwerken im ganzen Land angewendet und in sechs Länder, darunter Australien und Bangladesch, exportiert.

Mit Blick auf die Zukunft ist das Vordringen des Kohleabbaus in größere Tiefen unvermeidlich, und die Probleme des gleichzeitigen Auftretens mehrerer Katastrophen wie starker Grubenwasserzuflüsse, starker Gebirgsschläge und hoher Gasausbrüche werden immer deutlicher.

„Das Xi'an Research Institute der China Coal Technology & Engineering Group wird seine Forschungsschwerpunkte auf die sichere, effiziente, intelligente und umweltfreundliche Gewinnung tiefer Kohleressourcen ausrichten“, sagte Wang Hao, stellvertretender Sekretär des Parteikomitees und Geschäftsführer des Xi'an Research Institute und Mitglied des Forschungsteams. Das Xi'an Research Institute werde sich auf die Bekämpfung der Ursachen von Katastrophen im tiefen Kohlebergbau konzentrieren, Technologie- und Ausrüstungssysteme für die vorausschauende dynamische Feinerkundung verborgener schadensverursachender Faktoren sowie für die integrierte kooperative Bekämpfung mehrerer Katastrophen entwickeln, um die Sicherheitsrisiken des tiefen Kohleabbaus an der Quelle zu entschärfen; auf der Grundlage des selbst entwickelten ersten vertikalen geologischen Großmodells für den Bergbau in China werde ein transparentes geologisches Sicherungssystem aufgebaut, das eine raumumfassende intelligente Wahrnehmung, dynamische Beurteilung, automatische Frühwarnung und Produktionssteuerung ermöglicht, um die technische Grundlage für den unbemannten und personalreduzierten intelligenten Kohleabbau zu festigen.