内蒙古呼伦贝尔草原深处，国家能源集团宝日希勒露天矿的地表之下，一座储水面积相当于210个标准足球场、储水容量接近500个标准游泳池的地下储水库正在静静运转；雁宝能源下属的另一座特大型露天煤矿——扎尼河露天矿外围，一道全长近6000米、深逾20层楼高的截水帷幕互联网实盘杠杆平台，将矿坑与外部水源有效阻断，帷幕外侧地下水位埋深从16米回升到了5~6米；在锡林浩特市外，应用重构隔水层和水资源优化调配技术的胜利露天矿，内排土场地下水位在短短7年内便恢复到了开采前的水平。
这些变化，源于“露天煤矿开采地下水资源保护关键技术及应用”这一科研成果。日前，该成果荣获2025年度国家技术发明奖二等奖，是2025年度煤炭开采领域唯一的国家技术发明奖。
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我国是世界第一露天采煤大国，年产量超12亿吨。大型露天煤矿开采就像剥洋葱一样，要把上面的土石煤一层层挖开，剥采过程挖断地下含水层，造成地下水流失、水位下降。“过去，露天矿的地下水来了就抽、就排。”该科研项目第一完成人李全生说，地下水资源变成地表径流外排，矿区水资源缺乏有效补给，地下水位降了就很难恢复。抽排出来的矿坑水想存到地面上也不行——占地面积大、蒸发强度大。宝贵的地下水资源白白蒸发，得不到有效利用。
既然地上存不住，能不能把水再存回地下去？李全生团队把目光投向了矿区的排土场。那里堆满了露天矿挖出来的碎石和岩土，岩石颗粒之间有大大小小的空隙，是天然的储水空间。团队研发了一整套排土场地下储水库建设技术：利用采煤留下的空间做库盆，在底部以露天矿剥离物为主要材料构造一层隔水层防止漏水，用排弃的碎石空隙来存水，周围筑起坝体挡水形成独立的地下储水空间，上面再建一层防渗层阻断储水蒸发，最后通过抽水井和注水井实现水的调配使用。这一技术将渗漏出的水又存回地下空间，形成了天然地下储水场和天然水处理场。
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地下水存起来了，水位也回升了，但新的风险随之而来——水会让边坡变得不稳定、难控制。团队发明了“微芯桩”的智能传感器，能像听诊器一样，连续不断地监测边坡内部微小的振动变化。一旦出现异常，系统能在几秒内发出预警。
历经十余年攻关，李全生团队探索出“矿内水位恢复、矿坑水储用、周边水位保护、边坡安全保障”一体化的露天煤矿开采地下水资源保护成套技术。目前互联网实盘杠杆平台，该成果已应用于国家能源集团宝日希勒、胜利能源和中煤平朔等27个大型露天煤矿。减损开采、微芯桩等技术成果列入自然资源部、工业和信息化部、科技部等中央部委的先进技术推广目录、应用试点示范工程，并推广到澳大利亚、印度尼西亚等国家。（光明日报全媒体记者姚亚奇）
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