陕工网—陕西工人报讯(通讯员 杨晶)近日，在陕西省人民政府公布的2024年度科学技术进步奖获奖名单中，由陕煤集团所属陕西省煤层气开发利用有限公司和曹家滩矿业公司联合高校共同完成的“动水砂化区斜井溃涌灾变机理与协同控制关键技术”榜上有名，因成功解决西北矿区“地下涌水溃砂”这一重大安全难题而获得省科学技术进步奖二等奖。

　　西北地区煤炭资源丰富，一些矿区地表覆盖着厚厚的风积沙和砂土层，地质结构脆弱，长期受地下水冲刷，形成孔隙大、渗透性强的“砂化层”。当煤矿井巷穿越该地层时，地下水冲刷砂粒移动，不断侵蚀井壁，长期涌水溃砂极易导致井壁失稳，严重威胁矿井安全。“在这样的地层中掘进井筒，就像在沙子里挖通道，一旦处理不当，水和沙就会大量涌入。”科研项目组成员、高级工程师华照来介绍。

　　面对这一行业难题，陕西省煤层气公司联合曹家滩矿业公司、中国矿业大学等单位开展产学研攻关，从灾变机理、功能材料和技术工艺三方面突破，成功研发协同控制关键技术。科研项目组首次建立了揭示水砂迁移规律的变质量渗流力学模型，摸清了地下水砂运移规律。但理论还需转化为实用技术，其中最关键的是让注浆材料能够在动水砂层中有效滞留和固化。针对传统浆液在流动的水砂层中容易被冲散、无法达到固结效果的难题，科研项目组提出“‘井壁-水-砂’一体化协同控制”思路，为井筒构建起一套多层防护系统。首创高风压旋喷分区分段冲洗技术，单孔可强力冲出5至8立方米的流沙，彻底打通砂层注浆“经脉”，实现100%全地层固结。封堵涌水通道，使用水性环氧基固沙材料与粘度时变抗分散材料，通过循环泥浆携石注浆帷幕技术，浆液滞留率达90%，结实率可达95%至100%，工期节约30%至40%。通过井壁二次补强和壁后注浆改性技术，形成“井筒强化+砂层冲洗+地面帷幕+壁后改性”四重防护体系。

　　该技术体系在曹家滩、小保当等多个矿井中“表现出色”。井筒最大变形控制在140毫米以内，涌水量减少近90%，彻底解决了返砂问题。随着该技术在西北地区广泛应用，斜井不再“畏惧”流沙威胁。

　　据悉，近年来，陕西省煤层气公司持续加大科研投入，实施项目50余项，投入超9000万元，获授权发明专利2项、实用新型专利78项，鉴定成果10项，形成多点突破的技术格局。