探索煤礦水害根治之路

礦井水災，是煤礦常見的主要災害之一。一旦發生透水，不但影響礦井正常生產，而且有時還會造成人員傷亡，淹沒采區甚至是整個礦井，危害十分嚴重。做好礦井防治水工作，是保證礦井安全生產的重要內容之一。

中國煤炭科工集團開采研究院安全與生態環境研究分院（簡稱“安環分院”）副院長樊振麗長期扎根于煤炭科研的一線，致力于煤礦水害防治、近水體采煤理論及巖層控制技術等方面的研究及應用工作，秉持“勇于突破、實干巧干、追求卓越”的工作理念，他已成長為對行業科技進步有突出貢獻的青年科學家。從全流程控水角度發展實踐近水體采煤理論技術，將采動響應理論與水害防治技術有機結合，深入煤礦現場實踐、驗證科研成果，在承壓水體上采煤、厚煤層覆巖破壞規律、礦井突水水源定量化判別、頂板控水采煤技術研究等方面取得了諸多創新性成果，并成功應用于峰峰、兩淮、平朔、烏海、義馬、鄂榆等礦區30余座礦井，解決了大量現場難題，取得了良好的經濟、社會效益。

新時代、新形勢，面對煤炭行業新發展要求，為更好地服務國家戰略，在做好原有研究的基礎上，圍繞綠色、低碳發展方向，樊振麗及所在團隊的事業也邁入新征程。追求卓越、持續奮斗，以現場需求為導向，以技術為引領，他將持續推動綠色開采、生態保護理論與技術發展，為煤炭工業的高質量綠色發展繼續貢獻力量。

科研要貼近實際

奮斗在煤炭科研道路上，樊振麗曾獲得16項中國煤炭工業科學技術獎及3項中國煤炭科工集團科技進步獎，2023年獲得中國煤炭學會煤炭青年科技獎是業內對他所做工作的再度認可。對于獲獎，他都以平常心對待。從2013年博士畢業來到安環分院工作，從一名新入職的員工到獲得同行的認可，他認為一路走來重在積累，但心中十分感激業界對自己所做工作的肯定。

與許多人陰差陽錯被動接受不同，投身煤炭行業是樊振麗主動選擇的結果，甚至還帶著某種向往。在河南新密長大，他的童年記憶中煤礦似乎在家鄉隨處可見，而他的父親就是一座煤礦的礦長。受環境浸染，尤其是受父親影響，他曾一度有個“礦長夢”。

懷揣樸素夢想，高考第一志愿樊振麗報考了我國煤炭行業最高學府中國礦業大學（北京），并如愿進入這一學校地質系學習地質工程專業。經過幾年學習，他對所學專業產生了濃厚興趣，專業課成績在班里名列前茅。

地質保障工作是煤礦開采的基礎。礦井災害的防治更要以翔實的地質資料為依據和指導。根據自己所學和興趣，臨近大學畢業，樊振麗選擇報考著名礦床水文地質學家武強教授的研究生并被順利錄取。武強是中國礦山水防治領域學科帶頭人之一，在礦井水防治與利用理論和技術研發等領域作出了重要貢獻，2015年他當選為中國工程院院士。跟隨武老師求學，樊振麗步入科研的大門，也在碩士階段把水防治理論基礎打得很扎實。“武老師承擔的項目多，這給了我鍛煉的機會，通過攻關我系統地完善了煤礦水害防治的相關知識，這對于我在科研上的成長是最關鍵的一個階段。”樊振麗說。

做項目培養了樊振麗對科研的感覺，雖然當時的碩士畢業生在就業市場很搶手，但他想繼續深造，并想嘗試新的專業。他認為，學科交叉對科研總有好處。入讀博士那年，恰逢國內高校與科研院所聯合進行博士培養的第一年。中國礦業大學（北京）和煤炭科學研究總院聯合培養博士，樊振麗就是其中一位學生。導師申寶宏研究員是開采研究院近水體采煤研究的領軍人物，跟隨申老師到煤炭科學研究總院開采研究院，樊振麗開啟了博士階段的學習，所學專業也從地質工程轉向采礦工程，這也是他從事地質學原理與采動響應理論交叉融合的開始。

博士期間樊振麗主攻頂板水相關研究，研究厚煤層開采后頂板如何破裂、裂隙如何演化。“原來主要針對東部礦區做研究，采高只有兩三米，到了西部裝備水平提升了，一次采高達到了七八米，有的甚至達到了10米，這樣頂板的破壞規律就和之前完全不一樣了。”樊振麗介紹。在此背景下，他將博士論文定為厚煤層開采覆巖破壞特征研究及水體下的安全開采研究，在陜北、內蒙古等地的礦區完成課題研究的同時，他也參與了其他課題的研究。

2010年到2013年，3年博士求學，除第一學期在礦大上基礎課，其余時間，樊振麗基本都在煤礦一線，這樣的學習模式讓他有機會將學校所學拿到現場去驗證。“在開采研究院學習的主要特點就是和現場結合很緊，鉆探、物探、注漿這些手段都會用到，做的科研更‘硬’。在學校時，雖然我們也會做實驗，但大多是將地質隊的資料收集來，用所學理論對資料進行分析，最后形成研究報告。到研究院后，我們要親自獲取數據并接受現場檢驗，科研更貼近實際，更能解決實際問題。”樊振麗說。

不管做什么樣的科研，都要把實際問題解決好，在博士求學過程中，樊振麗對科研的認知發生了轉變。所以博士畢業，面臨諸多就業選擇時，他毫不猶豫地留在了開采研究院。因為他喜歡開采研究院的科研氛圍和工作平臺；更喜歡深入礦山一線，鉆機隆隆的轟鳴聲，令他踏實，也帶給他力量。用所學解決采礦實際問題，樊振麗堅定了自己未來的方向。

一輩子做好一件事

茂密的森林、遼闊的草原、干旱的沙漠……開采研究院不斷承接新項目，隨著項目的結束、開始，以樊振麗為代表的這幫年輕人也不斷跟著項目組轉場，去到新的地方。在長白山上扎帳篷露營，帳篷外常有蛇出沒；在沙漠里作業，大風卷起沙子，吹得鼻子、嘴里都是……但他們不覺得艱苦，反而把這當成了旅行，覺得一切都是那么新奇。

海下能采礦嗎？大江大河下能采嗎？這些疑問需要樊振麗他們拿到一手數據，所以必須到采礦一線去，于是出差成了家常便飯。開始的新鮮勁頭到現在已經養成了習慣，樊振麗算了算，2022年他在外出差有260多天。

在一次次轉場中、一項項課題攻關中，一個個問題解決中，樊振麗也由毫無積累的科研新手進階為能解決煤礦水害防治問題的行家里手。

讀博士期間，樊振麗對淮北、淮南、兗州、東北、蒙陜等礦區厚煤層開采“兩帶”實測數據進行了分析，研究得出了厚煤層開采覆巖破壞特征及規律，提出了厚及特厚煤層覆巖破壞的回歸公式，為缺少實測數據的煤礦水體下采煤提供了新的途徑。

入職開采研究院后的2014—2016年間，樊振麗承擔了陜西黑龍溝煤礦3-1煤層開采采空區疏放水項目。3-1號煤層首采工作面開采需要對頂板2-2號煤層采空區積水進行疏放，兩層煤平均間距33米，導水裂縫帶直接導通2-2煤采空區。工作面切眼位置物探探測受支架影響較大，在前期鉆孔出水量較小的情況下，樊振麗堅持對物探異常區展開更大范圍的驗證，結果發現了3-1煤層首采工作面切眼上方采空區大面積積水的情況，疏放水量達16萬立方米，避免了一次采空區突水事故。

承壓動水斷層導水、突水具有較大的危險性。在承壓動水斷層突水機理與巷道突水區截圍探注支一體化治理技術研究項目中，針對內蒙古烏海市某礦巷道掘進過程中鉆遇斷層帶，需要對承壓動水斷層突水機理進行研究并進行有效的治理的問題，樊振麗帶領團隊提出了“截-圍-探-注-支”一體化的治理技術，最終突水點涌水量減小了95%，斷層影響的突水區巷道通過加強支護的方式順利穿過斷層破碎區段。

“我國煤礦向深部開采，煤層與底板巖溶承壓含水層間距越來越小，薄隔水層區段為底板突水的‘完整型弱面區’，當煤層底板賦存斷層、陷落柱時，也極易造成突水事故，這一類型被稱為‘構造型弱面區’。”樊振麗介紹。2016—2021年間，樊振麗開展了超薄煤層底板周期遞進式破裂特征與承壓水弱面突破機理研究，成果在具體采礦實踐中發揮了作用。山西晉中某礦六采區首采面10號煤層距離底板奧陶系灰巖平均間距25米，最小間距17米，底板采動破壞帶極易導通底板奧陶系灰巖含水層進而發生突水事故。樊振麗采用“立體探查-弱面圈定-精準評價-弱面增厚”技術手段，對工作面開采范圍內的弱面進行了確認，制訂了針對性的注漿治理方案，通過對突水弱面的注漿增厚、封堵、加固處理后，工作面實現了安全回采。通過研究團隊的系統性研究，2022年由科學出版社出版了《承壓水弱面突破與控水采煤》專著。

對承壓水體上采煤而言，導水通道的封堵和煤層底板隔水層厚度的注漿增厚是水害防治的關鍵，繼續對底板水害的地面區域治理技術與工程應用開展研究，樊振麗采用地面定向鉆孔的區域治理技術很好地解決了這個問題，通過對技術的吸收和再創新，他在烏海、義馬等礦區成功開展工程實踐。

參加工作10年，樊振麗愈發感覺到隨著開采走向深部，遇到的情況也越來越復雜，之前局部治理的思路和方法已無法應對當今煤礦開采遇到的新問題。《煤礦安全規程》《煤礦防治水細則》已經提出體系化治理水害的要求，在此背景下，樊振麗帶領團隊攻關，遵循采礦流程，抓住薄弱點，考慮礦區整體情況，構建了“立體探查-透明地質-弱面圈定-精準評價-避害設計-弱面增厚-動壓控制-智能監測”的科學采礦體系。通過井上下聯合立體化探查，采前、采中、采后的全流程監測，全方位保障采礦人員、單位的生命財產安全，為安全構筑最堅實的防線。

展望未來，通過機理創新、治理工藝的優化、治理裝備的革新，樊振麗希望探索出一條行之有效的水害根治之路。“我始終認為，每個人都有自己要做的事情，堅持一輩子，總能把它做好。”

加快綠色轉型步伐

“勇于奉獻，深入現場，求真務實”作為安環分院這個團隊的精神內核被一代一代傳承。老前輩們的寶貴精神財富激勵著大家在創新的路上接續奮斗。

人心齊，泰山移。團隊成員團結互助，領導層身體力行帶頭干，團隊朝氣蓬勃跨過了一個個難關。“青春、活力、有干勁、有闖勁，是我們這個團隊的特點。”樊振麗自豪地說。

樊振麗介紹，安環分院前身是特殊采煤研究所，專注于“三下”開采（即建筑物下、水體下、鐵路下），研究院已取得了一系列輝煌成就。作為我國開采工作面災害防治的頭部團隊之一，以國家能源安全新戰略的重大需求為導向，面對煤礦綠色安全發展的新要求，團隊近年來逐步走上轉型之路。

圍繞安全與綠色兩個方向發力，團隊在完善部署上下足了功夫。

目前團隊有30余名核心成員，專業覆蓋采礦、地質、測量、地球物理、遙感、材料學、結構學等諸多方向，業務模式從以前的技術咨詢為主向技術工程化轉變，團隊年產值從2018年以前的五千萬元增長到2023年的兩億元。

“實踐證明換個思路發展得更快，但同時我們也面臨著一些挑戰。”樊振麗坦言，“人才是最重要的資源，年輕人的成長需要時間，如何讓新鮮血液快速成長為業務骨干，是我們面對的一個大課題。除此，如何保持持續創新，而且把持續創新與我們的業務融合起來，這也是非常大的挑戰。”

“博學之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之。”治學之理，古今通用。對于年輕人如何成長，樊振麗想將《禮記·中庸》中的這句話與他們分享。對于創新，樊振麗認為有平臺、環境加持只要去做就會有收獲。

以“雙碳”目標為導向，以低損害開采為核心，安環分院團隊在國內率先提出了“粉煤灰固碳+防滅火”綜合利用新方法，初步開發了粉煤灰固碳及充填利用技術與裝備，2022年在現場進行了中試和工業性示范，有望助力煤電聯營企業在碳減排和構建循環發展新模式方面邁出實質性一步。樊振麗認為這是團隊轉型發展、矢志創新走出的重要一步。

綠色已逐漸成為煤炭產業發展的底色和使命。步履不停，躬耕不輟，帶領團隊攻堅克難，緊抓“雙碳”機遇加快綠色轉型步伐，樊振麗期待著一幅幅和諧雋美的煤礦生態文明畫卷在他們腳下徐徐展開。