Kürzlich fand in Peking die Verleihung des Nationalen Wissenschafts- und Technologiepreises 2025 statt. Die China Coal Technology & Engineering Group (im Folgenden: China Coal Technology) erhielt insgesamt fünf wissenschaftliche und technologische Ergebnisse mit dem Nationalen Wissenschafts- und Technologiepreis. Darunter wurde das von der Xi'an-Forschungsanstalt der China Coal Technology federführend abgeschlossene Projekt „Schlüsseltechnologien und -ausrüstungen zur transparenten Wahrnehmung und intelligenten Prävention von Grubenwassergefahren" mit dem Zweiten Preis des Nationalen Wissenschafts- und Technologiefortschrittspreises ausgezeichnet.

„Dieses Technologiesystem hat die Prävention von Grubenwassergefahren umfassend in eine neue Phase der ‚digital-intelligenten Steuerung' überführt, die Entwicklungssackgasse der von Wassergefahren bedrohten Bodenschätze in Höhe von zehn Milliarden Tonnen in China wirksam durchbrochen, die Sicherheit des Ressourcenabbaus unter komplexen hydrogeologischen Bedingungen deutlich verbessert und eine wichtige Unterstützung für die Sicherung der strategischen mineralischen Rohstoffe des Landes geleistet", erklärte Dong Shuning, leitender Chefwissenschaftler der China Coal Technology, stellvertretender Direktor des Nationalen Schlüssellabors für die Prävention und Bekämpfung von Grubenkatastrophen sowie Direktor der Abteilung für Wassergefahrenbekämpfung und Vorsitzender des Wissenschafts- und Technologieausschusses der Xi'an-Forschungsanstalt. Insgesamt könne dieses wissenschaftliche und technologische Ergebnis die durch Wassergefahren bedrohten Kohlevorräte in Höhe von zehn Milliarden Tonnen auf technischer Ebene „aktivieren" und damit die nationale Energieversorgungssicherheit technisch unterstützen.

Die Entwicklung dieses wissenschaftlichen und technologischen Ergebnisses geht auf die komplexen und einzigartigen hydrogeologischen Bedingungen der Bergwerke in China zurück.

„China ist das Land mit den komplexesten hydrogeologischen Bedingungen im Bergbau weltweit. Ob bei Kohlebergwerken oder Metall- und Nichtmetallbergwerken – die Einschränkung des Grubenbetriebs durch Wassergefahren ist weltweit am gravierendsten. Dies wirkt sich direkt auf die Fähigkeit zur eigenständigen Sicherung strategischer mineralischer Rohstoffe wie Kohle und Eisenerz aus und bedroht die Rohstoffsicherheit", so Dong Shuning. Nach Angaben seien landesweit mehr als 3.600 Kohlebergwerke von Wassergefahren bedroht, was etwa 86 Prozent entspreche.

Vor diesem Hintergrund hat sich das Forschungsteam der Xi'an-Forschungsanstalt der China Coal Technology auf das große, die Branchenentwicklung langfristig behindernde Problem der Grubenwassergefahren konzentriert und einen völlig neuen technischen Ansatz der „intelligenten Prävention von Wassergefahren auf der Grundlage geologischer Transparenz" vorgeschlagen, um die doppelte Einschränkung von Sicherheit und Effizienz des Grubenbetriebs durch Wassergefahren an der Wurzel zu beseitigen.

Die Schwierigkeit bei der Prävention von Grubenwassergefahren liegt darin, dass die schadensverursachenden Faktoren äußerst verborgen sind und durch die Störungen des Abbaus zeitlich veränderlich wirken, sodass Wassergefahren stets „unsichtbar, unklar erkennbar und nicht beherrschbar" sind.

„Unsere Forschungsarbeit konzentrierte sich genau auf diese beiden Schwierigkeiten", erläuterte Dong Shuning. Auf theoretischer Ebene habe das Forschungsteam eine Theorie des wasserdurchbruchs durch zeitveränderliche Sickerströmungsentwicklung in abbaubeeinflusstem Gestein entwickelt; auf technischer Ebene wurden Technologien und Ausrüstungen zur Ultrafern-Erkennung von Wassergefahren und zur Überwachung und Wahrnehmung im gesamten Raum entwickelt, die nicht nur den Zustand der schadensverursachenden Faktoren aus über tausend Metern Entfernung im Voraus ermitteln, sondern auch die dynamischen Reaktionen während des Abbauprozesses präzise erfassen können. Darauf aufbauend wurde eine Plattform zur transparenten hydrogeologischen Kartierung des Bergwerks geschaffen und umfassende Technologien wie intelligente Frühwarnung, zielgerichtete Bekämpfung und koordinierte Prävention entwickelt, wodurch die Wassergefahrenprävention von einer „passiven Reaktion" zu einer „aktiven Vorhersage" übergegangen ist.

Er erklärte, dass damit tatsächlich erreicht wurde, „genauer zu messen, klarer zu erkennen und präziser zu bekämpfen", wodurch das technische Problem einer effizienten und zuverlässigen Prävention von Grubenwassergefahren systematisch gelöst wurde.

Wie bekannt gegeben wurde, wurden mehrere Ergebnisse dieses Projekts bereits in die Verbreitungskataloge der nationalen Ministerien und Kommissionen aufgenommen, in mehr als 100 Bergwerken landesweit angewendet und in sechs Länder wie Australien und Bangladesch exportiert.

Mit Blick auf die Zukunft ist die Erschließung großer Tiefen im Kohlebergbau unvermeidlich, wobei die Probleme des gleichzeitigen Auftretens mehrerer Katastrophen wie starke Grubenwasserzuflüsse, starke Gebirgsschläge und hohe Gasausbrüche in großen Tiefen zunehmend hervortreten.

„Die Xi'an-Forschungsanstalt der China Coal Technology wird ihre Forschungsschwerpunkte auf die sichere, effiziente, intelligente und umweltfreundliche Erschließung von Kohleressourcen in großen Tiefen ausrichten", erklärte Wang Hao, stellvertretender Sekretär des Parteikomitees und Geschäftsführer der Xi'an-Forschungsanstalt und Mitglied des Forschungsteams. Die Xi'an-Forschungsanstalt werde sich auf die Bekämpfung der Ursachen von Katastrophen in großen Tiefen konzentrieren, Technologien und Ausrüstungssysteme für die vorausschauende dynamische Fein-Erkennung verborgener schadensverursachender Faktoren sowie die integrierte koordinierte Prävention mehrerer Katastrophen entwickeln, um Sicherheitsrisiken des Kohlebergbaus in großen Tiefen an der Quelle zu lösen; auf der Grundlage des selbst entwickelten ersten vertikalen geologischen Großmodells für den Bergbau in China werde ein transparentes geologisches Sicherungssystem mit umfassender intelligenter Wahrnehmung, dynamischer Analyse, automatischer Warnung und Produktionssteuerung aufgebaut, um die technische Grundlage für den unbemannten und personalreduzierten intelligenten Kohlebergbau zu festigen.