9月23日,第五届秦创原高价值专利大赛颁奖现场,当“强涌水矿井中离散型协同防-排关键技术的研究与应用”项目名在三等奖榜单中响起,正通煤业的参会代表们相视而笑,掌声里带着一份笃定的欣慰。
这是该公司第四年站上秦创原高价值专利大赛的领奖台。从2023年的初试身手,到如今的从容折桂,勾勒出该公司在科技创新和专利培育上持续深耕的清晰轨迹。

(五届秦创原高价值专利大赛现场)
“连续四年拿奖,靠的是公司层面实实在在的投入和积累,不是运气。”该公司副总经理蔺成森说,“彬长矿区强涌水、高热害叠加,能在这么多创新成果里一路突围,背后是几年如一日把论文写在井下、把专利装进设备的坚持。”
该公司地处陕西彬长矿区,特厚煤层平均厚度10.75米、埋深近千米,头顶压着巨厚强富水含水层,矿井地质与水文条件之复杂,在同类型矿井中颇具代表性。
“以前过轴底、遇向斜,工作面涌水大、煤泥多,生产组织一度压力不小。”五四采煤队维修班班长付小强回忆说。顶板淋水、煤块积聚、设备故障频发,曾是制约生产的老大难。
面对难题,该公司未雨绸缪、主动作为,科学布局多套排水系统,配套水仓、泄水巷与供电设施,先期筑牢了矿井排水安全防线。然而,井上井下管网绵延数千米、泵站点多面广,如何让这套庞大的排水体系协同联动、高效运转,成为团队亟待攻克的新课题。
治水如治病,必须找准病根。2024年1月,项目正式立项,累计投入约650万元,携手西安科技大学开启产学研联合攻关。从巨厚强富水含水层下特厚煤层开采的涌水机理研究,到隔水层渗流稳定性演化规律分析,再到覆岩导水裂隙发育特征探查,项目团队把“水从哪来、往哪走、怎么排”一步步摸透,又用有限元、数字孪生等手段给整个井下管网建起“数据底板”,让看不见的水流变成可预测、可调度的参数。

(技术研究应用图示)
“排水安全是矿井安全生产的生命线,必须让整个系统协同作战。”该公司机电副总工程师李强介绍,他们把主排水、供电、清淤、水处理四大系统“攥成一股绳”,创新构建“多点排水+清污分排+采区直排”“多电源+分区供电+排水专线”“专业队伍+四级预警”等成套技术体系,让排水从各自为战走向协同联动。
思路通了,步子也就实了。该公司首创“集中泄水巷+底部泄水巷”双巷配合泄水模式,借助TBM全断面掘进机快速贯通泄水巷,让工作面卸下排水设备的“包袱”;构建“煤流系统脱水、水流系统分煤”的煤泥水综合治理体系,从工作面源头到井底水仓层层设防、机械化清淤治淤,全年清捞煤粉约12万吨,彻底告别人工清淤的苦累;建成“超滤+反渗透”深度水处理站,让矿井水化身生产、消防和周边居民的生活用水,实现“变废为宝”。
成效,数据最有说服力。排水工区区长刘强算了一笔账:污水排水悬浮物由超过100000毫克/升降至约3000毫克/升;单台水泵平均运行时间由300小时拉长至3000小时,翻了十倍;泵房环境温度由最高40摄氏度压到28摄氏度以下;清淤效率提升1.5倍以上;综合节约费用超895万元。“更让职工受益的是,系统协同、自动调节,又安全又省力,大家伙儿都实实在在受惠。”

(水处理站)
凭借硬核实力,该项目经中国煤炭工业协会专家函审鉴定,研究成果总体达到国际领先水平,此前已荣获第八届全国设备管理与技术创新成果一等奖。截至目前,该公司累计形成受理及授权专利49项、发表学术论文17篇,先后获评陕西省知识产权优势企业、陕西省安全文化建设示范企业等多项荣誉,知识产权保护运用成效显著。
“获奖不是终点,而是新的起点。”该公司党委书记、董事、总经理崔恒表示,他们将加快高价值专利培育和成果转化,推动技术体系从矿区走向全国同类大水矿井,让更多“正通方案”为强涌水矿井安全高效开采保驾护航。