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 Wahrnehmung und intelligente Bekämpfung von Grubenwassergefahren“ mit dem zweiten Preis des Nationalen Wissenschafts- und Technologiefortschrittspreises ausgezeichnet.
„Dieses technische System hat die Bekämpfung von Grubenwassergefahren umfassend in eine neue Phase der ‚digital-intelligenten Steuerung‘ geführt, die Entwicklungsblockade von Ressourcen, die von Wassergefahren in Höhe von zehn Milliarden Tonnen bedroht sind, effektiv gelöst, das Niveau der sicheren Gewinnung unter komplexen hydrogeologischen Bedingungen deutlich verbessert und eine wichtige Unterstützung für die Sicherung der nationalen strategischen Mineralressourcen bereitgestellt“, sagte Dong Shuning, Chefwissenschaftler der ersten Stufe der China Coal Technology & Engineering Group, stellvertretender Direktor des Nationalen Schlüssellabors für die Bekämpfung von Grubenkatastrophen und Direktor des Unterlabors für Wasserbekämpfung sowie Direktor des Wissenschafts- und Technologieausschusses des Xi'an Research Institute. Insgesamt könne diese wissenschaftliche und technologische Errungenschaft die von Wassergefahren bedrohten Kohlereserven Chinas in Höhe von zehn Milliarden Tonnen technisch „aktivieren“ und so technische Unterstützung für die nationale Energieversorgungssicherheit bieten.
Die Entwicklung dieser wissenschaftlichen und technologischen Errungenschaft hat ihren Ursprung in den komplexen und einzigartigen hydrogeologischen Bedingungen der chinesischen Bergwerke.
„China ist das Land mit den komplexesten hydrogeologischen Bedingungen im Bergbau weltweit. Ob Kohlebergwerke oder Metall- und Nichtmetallbergwerke, die Einschränkung des Grubenabbaus durch Wassergefahren ist global am stärksten ausgeprägt und wirkt sich direkt auf die autonome Versorgungssicherheit strategischer Mineralressourcen wie Kohle und Eisenerz aus, was die Mineralsicherheit bedroht“, so Dong Shuning. Laut Statistik seien landesweit über 3.600 Kohlebergwerke von Wassergefahren bedroht, was etwa 86 % entspreche.
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 langfristig einschränkt, und schlug einen völlig neuen technischen 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 Wassergefahren immer „unsichtbar, unerkennbar und unbeherrschbar“ sind.
„Unsere Forschungsarbeit konzentriert sich genau auf diese beiden Schwierigkeiten“, erläuterte Dong Shuning. Auf theoretischer Ebene habe das Team eine Theorie des zeitlich veränderlichen Sickerströmungs- und Durchbruchverhaltens von abbaubeeinflusstem Gestein entwickelt. Auf technischer Ebene wurden Technologien und Ausrüstungen zur Ultrafern-Erkennung und raumumfassenden Überwachung von Wassergefahren entwickelt, die nicht nur den Zustand der schadensverursachenden Faktoren kilometerweit im Voraus erkennen, sondern auch die dynamischen Reaktionen während des Abbauprozesses präzise erfassen können. Darauf aufbauend wurde eine Plattformbasis für die transparente hydrogeologische Darstellung von Gruben geschaffen und komplette Technologien wie intelligente Frühwarnung, zielgerichtete Bekämpfung und kooperative Steuerung entwickelt, wodurch die Bekämpfung von Wassergefahren von einer „reaktiven“ zu einer „proaktiven Vorhersage“ überführt wurde.
Er erklärte, dass man so tatsächlich „klarer messen, deutlicher erkennen und präziser bekämpfen“ könne und das technische Problem der effizienten und zuverlässigen Bekämpfung von Grubenwassergefahren systematisch gelöst habe.
Wie berichtet, wurden mehrere Ergebnisse dieses Projekts bereits in die Förderkataloge nationaler 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 der Vorstoß des Kohlebergbaus in größere Tiefen unvermeidlich, und die Probleme des gleichzeitigen Auftretens mehrerer Gefahren 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 sowie Mitglied des Forschungsteams. Das Xi'an Research Institute werde sich auf die Bekämpfung der Ursachen von Tiefengefahren in Kohlebergwerken konzentrieren, Technologien und Ausrüstungssysteme für die vorausschauende dynamische Feinerkundung verborgener Gefahrenfaktoren und die integrierte Bekämpfung mehrerer Gefahren entwickeln, um die Sicherheitsrisiken des Tiefkohlebergbaus an der Wurzel zu beseitigen. Gestützt auf das selbst entwickelte erste vertikale geologische Großmodell für den Bergbau in China werde eine transparente geologische Sicherungsplattform aufgebaut, die eine flächendeckende intelligente Wahrnehmung, dynamische Beurteilung, automatische Frühwarnung und Produktionssteuerung ermöglicht und so die technische Grundlage für den unbemannten und personalreduzierten intelligenten Kohlebergbau festigt.