近日，河北金牛能源股份有限公司与煤炭科学研究总院西安研究院、华北科技学院合作完成的“隐伏岩溶陷落柱预测及突水快速封堵综合治理技术研究”课题，先后获得省内及行业协会多项大奖。据悉，其综合技术成果达到国际领先水平，对本区乃至全国类似条件下水害治理工程与陷落柱预测探查技术具有重要的借鉴意义，其研究成果代表了煤炭行业防治水领域的最高水平。
河北金牛能源股份有限公司是由冀中能源集团控股，以煤炭生产为主，集电力、建材、化工为一体的上市公司。多年来，金牛股份公司致力于煤炭开采技术的研究，尤其在防治水方面长期与国内有关科研院所联合开展技术攻关，积累了雄厚的技术实力，为该公司实现安全、高效生产提供了坚实保障。
也许是大自然有意要考验金牛股份在防治水方面的研究实力。2003年4月12日，金牛股份公司年产280万吨的东庞矿发生突水灾害，当2903工作面下巷掘进至750m处时，迎头突然出现来压片帮和涌水，此后突水量剧增，4个多小时后二水平泵房被淹，当时突水量约12000m3/h。虽经全力组织抢险救灾，但因突水量远远超过矿井最大排水能力，5天后矿井被淹。防治水专家经过广泛讨论与分析后认为：到本次水灾前，在太行山东麓峰峰、邯郸、邢台、井陉矿区等范围内，2#煤均从未发生过陷落柱奥灰水突水灾害。由于突水后地面奥灰水文孔的水位速降，降幅达29m。根据水量巨大、出水迅猛的特点和水质化验，确定突水源为煤系地层基底奥灰强岩溶水，突水前没有任何突水征兆。经过技术分析确定为突水点附近存在导水隐伏陷落柱。更让人头疼的是，专家组发现当前国内尚没有这方面的综合治理技术，国内大多煤矿发生类似淹水灾害，只能望水兴叹放弃救治，因此给国家和企业带来巨大的经济损失。
事物都有其两面性。也正是经历了东庞矿井的突水灾害，使隐伏岩溶陷落柱预测及突水快速封堵综合治理技术研究取得重大突破。在东庞矿治水过程中，针对矿井被淹受灾现状，通过对突水水文地质条件分析，在确认突水水源层为奥陶系石灰岩强岩溶含水层、突水通道为岩溶陷落柱的基础之上，制定了突水灾害分两期进行的总体方案，一期为封堵过水巷道工程，先堵巷封水恢复生产，同时进行陷落柱探查；二期为封堵陷落柱治理工程，以根治水患，避免陷落柱二次突水事故的发生。东庞矿突水灾害由于方案科学高效，仅用8个多月时间，通过了中国煤炭工业协会组织的全面恢复生产的安全评价，比预期工程预案快了近一年，创下了国内大型煤矿突水恢复生产的奇迹。
通过科研结合治理工程的实施，治水工作快速形成三大关键技术：一是过水巷道封堵技术。首次系统性地将旋喷注浆技术应用于煤矿井下注浆堵水工程，成功实现了大深度、动水条件下的旋喷注浆施工，为阻水墙的成功建造起到了关键作用。二是完善陷落柱堵水塞建造技术，研究出适合在以松散堆积物为主的陷落柱内进行定向分支造孔的技术与工艺，使钻孔能够定向偏斜受控钻进，在国内外煤炭行业陷落柱防治水领域是首次应用。首次提出并建立了陷落柱钻孔注浆吸水率结束标准，创造性提出了定量评价堵水塞注浆效果的方法。三是陷落柱的预测与探查技术，经对本区域的基础地质构造与水文地质条件研究，形成邢台煤田岩溶陷落柱成因的基本认识，建立岩溶陷落柱宏观预测体系。其中定向钻进与分支造孔技术是国内煤炭行业首次采用国产钻机成功应用的范例。
东庞矿成功的治水经验，为开展隐伏岩溶陷落柱预测及突水快速封堵综合治理，积累了极其宝贵的技术资料和经验。随后经过四年来的不断技术创新和大量的工程实验，使得该项技术日臻完善，其首次系统性地将旋喷注浆技术应用于煤矿井下注浆堵水工程，为快速建造阻水墙发挥了关键作用；研究出适合在以松散堆积物为主的陷落柱内进行定向分支造孔的技术与工艺，使钻孔能够定向偏斜受控钻进，在国内外煤炭行业陷落柱防治水领域属首次应用；首次提出并建立了钻孔注浆吸水率结束标准；创造性提出了定量评价堵水塞注浆效果的方法；自主研发陷落柱构造预测与评价软件，形成了一套规范化的陷落柱堵水塞建造技术等五大技术亮点填补了国内技术空白。
近年来，隐伏岩溶陷落柱预测技术被广泛应用于邢台矿区，并开展了陷落柱预测与探查，全面研究邢台矿区陷落柱发育规律，以及影响陷落柱发育的地质、构造、水文等因素，形成陷落柱多因子预测判别模型，研发出一套具有自主知识产权的预测系统软件。同时，结合矿井在预测的陷落柱发育区，进行地面三维地震精细勘探圈定异常区范围，在井下用电法手段进一步查明异常区的富水性，然后钻探验证异常区的性质、范围，通过井下放水试验查明富水性，评价对矿井安全生产的影响，提出可行的防治水治理技术方案。其关键技术达到国际领先水平，同时取得了显著的经济效益与社会效益。