中国煤炭地质总局水文地质局 科技创新硕果累累
发布时间:2020-11-18 栏目:行业动态

中国煤炭地质总局水文地质局(中煤水文局集团有限公司)始建于1974年,隶属于国务院国资委的中央地质勘查单位。2018年改制在天津成立注册成立了中煤水文局集团有限公司,形成了天津为决策和技术研发中心、邯郸为工程生产基地的管理格局和运行模式。

水文地质局下辖5个地质队(分公司)、1个国家工程研究中心、1个水工环勘查院、1个技术研究院、8个专业公司、1个混改公司、9个区域公司。

水文地质局现已发展成为水文地质、工程地质、环境地质、新能源开发利用四大产业板块的企业集团。拥有国家各类甲(壹)级资质30余项,获得专利160余项,承担了10多项国家及行业标准制定修订工作,先后荣获国家科技进步奖、省部级特等奖、优质地质报告奖及新发现水资源奖等各类奖项220余项。

近年来,水文地质局以科技创新促产业发展,以产业发展打造高科技企业集团,形成了一系列关键核心技术。

一是中深层地热能“取热不取水”开发利用技术。取得了地热勘查评价技术、定向钻探与对接技术、高导热材料研究与强化换热技术、地温场光纤监测技术、地热数值模拟技术、热泵与地下热储合理匹配等系列科研成果,填补了我国及国际在中深层“取热不取水”技术研究的空白。首次成功钻探了我国第一眼大口径长距离换热U型对接井,采用金属套管全封闭,利用外部水流介质循环获取地热能,成功解决了中深层水热型砂岩回灌量小、破坏地下水资源的难题。

该项技术与浅层地源热泵技术、中深层地热“取热不取水”技术、污水源热泵技术、太阳能利用技术、燃气锅炉调峰技术等多种清洁能源的耦合,在河北工程大学新校区实现了78万平米的供暖制冷,成为“大学无烟城”的示范工程,为利用地热资源供暖制冷提供了广阔的市场空间。

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河北工程大学3号能源站U型闭式对接井“取热不取水”示意图

二是干热岩开发利用技术。利用高研磨性硬地层快速钻井技术、抗高温钻井液技术、高温试验评价技术、高温固井技术等一系列深地高温钻井关键技术,在青海贵德盆地成功施工了2眼干热岩井,其中一眼井深4721m、温度216℃,是目前全国深度最大的干热岩井。

三是无土快速生态修复技术。该技术在不使用任何土壤不挂网不喷浆下实施“煤矸石污染释放原位控制与无土快速生态修复”新理论新技术新工艺后,快速实现了煤矸石山“污染控制、毒性消失;三月见绿、六月见林;生态多样、生态稳健;一次建植、终生免维”的预期生态修复效果,为全国各地渣场采石场及石漠化形成的“恶水穷山”变为“绿水青山”提供了更多北方样板。

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峰峰二矿矸石山修复前后(两个月)对比图

四是煤矿酸性废水污染治理技术。创新的将煤矿防治水技术和生态环境治理技术相结合,提出“源头+末端,一矿一策”的新型治理理念。形成以采空区充填和顶板治理、关键通道封堵的束源减排技术,“可渗透反应墙+连续碱反应系统+人工湿地系统”的地、物、化、生处理技术为核心的煤矿酸性废水治理技术。鱼洞河流域环境综合治理示范项目—龙洞泉污染治理已初见成效,并使污染严重的龙洞泉恢复了潺潺清泉水,获得当地政府和居民的高度评价和称赞。

五是建立了煤矿床水文地质勘查评价技术体系。建立了以精细探查、定量评价为目标的煤矿水文地质勘查技术体系。创新了基于地下水赋存理论的矿井涌(突)水危险性和矿井涌水量定量预测评价,勘查技术处于国际先进水平。在黑龙江鹤岗矿区、山西大同矿区、内蒙古东胜煤田开展了一批大规模综合勘查项目,奠定了水文局集团核心产业地位。

六是煤矿防治水技术取得新进展。通过对煤矿开采安全具有威胁性的“暗构造”的类型和分布规律研究,采用羽状多分支水平定向钻探技术进行对煤矿底板加固和水害防治,实现煤矿防治水“五大理念转变”,为保水采煤提供了新途径和新技术,填补了我国区域探查治理技术的空白。研究总结出薄层灰岩定向跟踪技术、“暗构造”精细探查技术、水平钻探减摩阻技术、智能注浆改造技术、安全性评价技术等 5 个关键集成技术,形成了水文局特色的煤矿防治水模式,增强了水文局在煤矿防治水领域的知名度,提升了市场竞争力和影响力,煤矿防治水产业发展取得新突破。

七是钻探技术不断创新。在羽枝状水平定向钻探技术方面,实现了“一个主孔、42 个分支水平孔、最长水平距离 1673 米”的钻探记录,创下分支钻孔数量最多、水平钻探距离最远、目标层厚度最薄等方面全国记录。在 L 型三维结构井、U 型对接井、大口径钻井、深地高温钻井等复杂钻井工艺方面取得突破性进展,为煤矿防治水产业、地热能产业、环境治理产业的发展提供了坚实的施工技术保障。

科技创新事关水文局改革发展的大计,今后将继续践行总局提出的“透明地球、美丽地球、数字地球”三个地球建设,加快科技创新,对接前沿科学技术,打造具有专业特色的科技型企业集团。