2017 年，煤炭科学研究总院迎来了60 周年华诞。60年来，煤科总院累计承担了行业70%的国家重点科技计划项目，获得了行业60%的国家级科技奖励，攻克了一系列行业共性、基础性的重大课题。为纪念60年的发展历程，煤科总院的前辈和专家撰写了一批纪念文章，真实记录了几代煤炭科技人员怀着对祖国和煤炭事业的热爱，以无私奉献精神勇攀煤炭科技高峰的典型事迹，用一项项辉煌的科技成果书写了煤炭科技事业的不朽篇章，引领了煤炭工业的数次技术革命。

铭记历史，不忘初心，中国煤炭学会党委遴选出部分纪念文章以飨读者。这些生动的文字记载了重大科研攻关事件、科技创新历程和科技领军人物，定会鼓舞后来者在新时代煤炭科技征程中敢于担当，再创辉煌。

事故背景

1984年6月2日，开滦范各庄矿突然发生了一场举世罕见的特大突水，突水点位于该矿二水平南一采区2171综采工作面，突水构造是隐伏于该采面煤体中央直径为47～67米的椭圆形奥灰岩溶陷落柱，柱的上部有8.72～32.12米垂高不等的空洞，容积约为3.9万立方米，往下直到奥灰顶界面，为松散且大小不等的岩块充填物，总量约为86.1万立方米。奥灰水是通过陷落柱进入煤系地层，由风道突出的，导水性极强，突水高峰期675分钟内的平均突水量为每分钟2053立方米。水的突出是溃入式的，突水后奥灰水位急剧下降，东矿区绝大部分奥灰供水井都失去了供水能力。在上方的地表，也相继出现了17个直径3～23.5米、深0.5～12米的岩溶坍陷坑。突水灾害严重影响了东矿区几十万人民的生产和生活。

6月4日，煤炭科学研究总院北京建井研究所领导接到煤炭部的通知后，指示注浆室立即组织人员赶赴开滦。相关人员当晚赶到开滦吕家坨矿，在治水复矿指挥部的统一领导下，立即与开滦职工一起投入到治水复矿的战斗中。

6月6日，当范各庄矿淹井水位上升到-156米时，由于水压升高，突破了范各庄矿与吕家坨矿的边界煤柱，水涌入吕家坨矿，最大过水量为每分钟388.8立方米。很快，吕家坨矿也被淹了。6月12日，在吕家坨矿淹井水位上升到-334米时，在吕家坨矿和林西矿边界煤柱也发现了渗水，其渗水量为每分钟4立方米。当吕家坨矿水位上升到-207.47米时，其渗水量增加到每分钟17立方米，林西矿也被迫停产。由于与林西矿相毗邻的赵各庄矿和唐家庄矿之间没有完整的隔水煤柱，致使年产煤炭1315万吨的整个东矿区处于危急之中，灾情十分严重。

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1984年6月，时任国务院副总理的李鹏听取原注浆分公司经理、注浆专家马振亚关于范各庄矿大突水治理方案的汇报

初步的治水方案，是根据浆液固结体的强度和水的压力确定了需要封堵加固的巷道长度，根据水的流速、骨料粒度和沉降速度等设计布置了三条巷道的钻孔，并明确了材料规格、数量等。在施工过程中，虽然采用了多种骨料，但未能封顶，因此不具备注浆条件，于是又把原方案改为按过水巷道的具体条件划分为阻力段、堵水段和加固段的“三段式”注浆堵水法。“三段式”注浆堵水法的技术组成有：堵水段、加固段长度的设计，建立阻水必备条件分析和依据，钻孔的合理布设，打钻透巷的技术要求，骨料的选择及其大规模快速灌注的工艺流程和设备。为使巷道封顶，治水复矿指挥部采用了小径下大水泥包、深孔爆破、速凝早强水泥浆的配制和大规模多孔联合注浆的工艺设备技术措施、新型止浆塞等多项具有独创性的补充措施。范各庄矿、吕家坨矿边界三条巷道的堵水工程于1984年6月6日晚提出初步治水方案，6月11日第一台钻机开始钻进，到12月7日最后一个注浆孔结束，历时183天，共施工钻孔40个，总进尺9729.75米，注入细砂5.83万立方米、石碴2.12万立方米、水泥0.911万吨，水玻璃90.15立方米，还有体积为2～7立方米的水泥包29个，深孔爆破12次。经实测，范各庄矿、吕家坨矿边界过水量已减少到每分钟0.8立方米，堵水率达99.6%。

要治理突水，首先要搞清突水点的水文地质条件，必须边勘探、边治理，不断修改治水方案，使之符合客观实际。其次是在如此特大涌水量的动水条件下如何注浆堵水？由于在国内外均无经验可循，必须在治水中不断进行研究、分析和试验，不断总结提高。经过一段时间的实践，治水复矿指挥部在治水过程中逐渐形成了一套较完整的治水方法。

治水方案

针对范各庄矿这次突水量大、水压高、影响面大的特点，治水复矿指挥部决定采取“排、截、堵”综合治水方案。排，就是为延缓迅猛上涨的水势，在范各庄矿、吕家坨矿的井筒内，安装了20台大型潜水泵，总排水能力达到每分钟17130立方米，控制两矿的水位，为保住林西矿和进行注浆堵水赢得时间。截，就是为保住林西矿，在吕家坨矿和林西矿边界煤柱一侧打孔注浆，加固煤柱和封堵受采煤影响的导水裂隙带，并在林西矿抢建必要的水闸墙。堵，就是对范各庄矿2171工作面突水点和范各庄矿、吕家坨矿边界三条过水巷道进行打钻注浆封堵。全体抗灾治水人员在治水复矿指挥部的统一领导下，积极投人到紧张有序的治水复矿工作中，建井所注浆室参加治水的人员便在范各庄矿2171工作面出水点和范各庄矿、吕家坨矿边界工地进行堵水战斗。

突水灾害发生后，国务院、煤炭部领导都非常重视，多次亲临现场视察，并作了重要指示：必须确保林西矿，根治水患，早日恢复生产。

范各庄矿的水是通过三条巷道（主运输道、12煤层导洞和总回风巷）经过轨道上山和二中石门涌入吕家坨矿的，最大过水量为每分钟388.8立方米。当时，为保住林西矿，尽快恢复吕家坨矿，主要任务是为范各庄矿2171工作面突水点的封堵施工创造条件。治水复矿指挥部把封堵范各庄矿、吕家坨矿边界三条巷道列为整个治水工程的重中之重，经过对三条巷道的认真分析，确定了注浆封堵巷道的技术难点：一是打注浆钻孔透巷的命中率要高，因为巷道距地表较深（主运输道埋深334.2米，12煤层导洞埋深315米），要求测量准确，钻孔垂直度高；二是对巷道灌注骨料截流封顶板极为困难；三是巷道中水的流速快，对如何控制浆液流失不好掌握；四是如何把12煤层导洞加固好。针对上述技术关键，治水复矿指挥部的主导思想是先注骨料，后注浆加固。但是，由于水量大、水压高，堵这样大的涌水没有现成的经验，因而治水方案需要逐步修改补充、不断完善。

三条关键巷道的注浆施工

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为加快治水进度，治水复矿指挥部请来全国大水矿井的治水专家进行座谈，并在7月、8月两次请来匈牙利矿山开发中心的治水专家。匈牙利治水专家指出：这是世界上最大的矿山突水，在动水条件下注浆堵水难度极大，只有30%的成功希望。他们建议引进匈方的技术专利和大型造浆、注浆治水设备，预计要用6～8个月才能基本堵住突水，堵水效果为60%～70%。由于多种原因，治水复矿指挥部没有采用匈方建议，而是立足于自己的技术力量和设备，在施工中不断研究改进注浆工艺，创造新的动水注浆方法，不断补充和完善治水方案，最终取得了成功。

2171工作面突水点的治理

仙往径独地(“地”，《全宋诗》作“在”)，亭高山若堆。知非凡木比，识得洞宾来。骨蜕笺(“笺”，《全宋诗》作“栈”)沉水，坛缘薜荔栽。于何稚松子，有记弗详该。

三是最严格水资源管理进一步推进。以省政府名义印发了《吉林省实行最严格水资源管理制度考核办法》。初步建立起省、市、县三级“三条红线”控制指标体系。加强了取水许可和水资源论证，强化了水资源费征收使用管理，加强了水资源保护和水功能区监测，完成了《地下水超采区评价报告》。

经过勘探，治水复矿指挥部了解了导水陷落柱的形态和水流通道的情况，制定了陷落柱上部空洞灌注骨料充填压实、中部注浆堵截通道、下部充填灌注拦截水源的“三段式”综合治水方案——自陷落柱顶部空洞进行骨料充填、压实，以增加水的流动阻力；在中部注入速凝浆液，使之在陷落柱中形成一个强度较高的“堵水塞”，阻止上涌的水流；下部进行充填灌注拦截水源，降低流速，为中段堵水创造条件，并对中段“堵水塞”起到支撑作用，以防止其松动掉落。上述治水方案的实施，加快了治水进度，成功堵住了世界上罕见的特大矿井涌水。

开滦特大突水治理的成功，表明“三段式”综合治水方案符合堵水规律，与匈牙利专家组提出的专利方案相比，从时间上、经济上、效果上都有明显的优越性。同时，通过堵水方案的实施，形成了一套较完整的特大突水治理的技术方法：一是钻探工艺方面的防斜、导斜及在陷落柱破碎陷落的岩块中的造孔技术取得了突破；二是在注浆材料、工艺方面的大流量水力灌砂系统和砂、碴水力自重灌注法，水泥、水玻璃加稠浆，水泥、粉煤灰、水玻璃加稠浆及其大浆量注浆系统，多孔大流量联合注浆系统，引流诱导法注浆工艺，散装水泥、粉煤灰射流造浆系统，水泥砂浆自重灌注系统等取得了重大成果；三是在水文地质与治水效果分析计算方面，在地下水动态和钻孔跑浆的监测方面，都取得了可喜的进展。上述技术成果不仅对开滦特大突水的治理发挥了作用，也为今后矿山治理水害提供了宝贵的技术经验，丰富了矿山治水技术。

开滦范各庄矿2171工作面陷落柱突水的综合治理，不仅取得了世界矿山治水史上前所未有的技术成果，而且获得直接经济效益20.9亿元。该项目还荣获了1985年国家科技进步一等奖。