在煙波浩渺、蔚藍深邃的大海里,不僅有各種水產類資源,在水體下面還蘊藏著豐富的石油、煤炭、金屬等資源。迄今為止,世界上已發現海底煤田約有200個,許多近岸海底都有煤可采。位于渤海之濱的龍礦集團北皂煤礦是目前我國唯一實施海下采煤的礦井。從2005年6月北皂煤礦海域2101首采工作面試采成功以來,已安全回采近10個工作面,生產原煤800多萬噸。北皂人以敢為人先的勇氣和矢志不渝的探索精神,開創了我國海下采煤的先河,使中國成為繼英國、日本、加拿大、澳大利亞之后第五個進入海底下采煤的國家,也是第一個在海下采用綜合機械化放頂煤開采技術的國家,為中國煤炭工業發展歷史譜寫了海下采煤的新篇章。
1983年12月投產的北皂煤礦,是一座集煤炭和油頁巖生產于一體的現代化海濱礦井。該礦井田的煤炭資源分為陸地和海域兩部分。隨著開采年限的延長,以及城區建筑物下壓煤,陸地可采煤炭儲量逐年減少。因此,開發海域下煤炭資源的迫切性日益突顯。經局部勘探和估算,海域下煤炭資源儲量約有10億噸,如能順利實施海下開采,無疑將大大延長礦井壽命。另外,海下采煤不涉及農田塌陷和工業、民用建筑物搬遷與賠償等問題,可以大幅度降低噸煤成本,獲得良好的經濟效益和社會效益。
龍口礦區最早進行海下采煤探索研究的歷史,可以追溯到上世紀八十年代。早在1984年北皂煤礦投產不久,龍口礦務局就先后多次組織采礦技術人員到英國、加拿大、日本考察海下采煤,并對國內微山湖、淮河等水體下采煤企業進行多次調研,收集了大量國內外水體下采煤的技術資料。為了掌握北皂海域煤田的地質資料,從1989年開始,先后在海域含煤區進行了單道地震勘探、二維和三維地震勘探,施工了多個海上鉆孔,探明海域含煤區的地質儲量達11667萬噸,為海下采煤的順利實施提供了翔實的基礎數據。在海域下采煤的前期準備工作中,龍口礦務局于1998年10月向省政府遞交了對北皂煤礦海域含煤區進行試采技術研究與開發的立項申請,并與國家煤炭科學研究總院北京開采研究所合作完成了立項申請報告及項目可行性研究報告,獲得了各級政府部門以及社會各界的大力幫助和支持。
2004年2月,龍礦集團在總結過去海下采煤研究成果的基礎上,專門舉辦了“北皂煤礦海域下煤層首采面試采重大安全技術定向暨專家論壇”,邀請中國科學院院士宋振騏、中國勞動保護科學技術協會副會長蔚茂河,以及煤炭科學研究總院、煤炭科學研究總院西安分院、中國礦業大學、中國地質總公司等單位的30多名專家、學者進行了分析論證。通過充分研究論證,確定了海域下煤層開采的可行性,并提出了安全開采的周密措施,為海域下采煤提供了穩妥、安全、可靠的科學技術保障。
同一般露天開采和井工開采相比,海下采煤有其特殊性。為了保證海域下采煤工程的順利實施,北皂礦在龍礦集團領導和支持下開展了大量的科技攻關工作。先后完成了海域首采面試采綜采放頂煤可行性論證、防止海水潰入防治水技術、海域下煤層開采覆巖運動規律及其控制技術、建立海域開采災害預警系統和應急預案等四大關鍵技術課題研究。依托技術改造,著力構建了“安全監控數字化、生產過程自動化、企業管理信息化、信息管理集約化”四大綜合管理平臺,使海下采煤達到了全方位、全過程動態監控。
海域采煤工程自2001年1月開工掘進以來,面對海下采煤施工條件復雜、斷層多、安全壓力大的不利因素,北皂煤礦始終堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產方針,組織精干力量著力攻克海下“三軟”地層強力支護等技術難題。突出海域頂板、防治水、瓦斯治理,注重預測預報、防治結合,實現了海底采煤安全穩步推進。為使海域開采管理更加科學、規范,專門成立了海域開采辦公室,并建立海域開采工程檔案,逐步總結積累海下安全采煤經驗。經過多個海域綜采放頂煤工作面的生產實踐,北皂礦的海下采煤技術日臻成熟,并擁有了海下采煤的成套技術和完全自主知識產權,為我國今后制定和完善海下采煤的規程、法規,建立中國特色的海下安全采煤技術和安全體系,積累了不可或缺的寶貴資料,具有重要的借鑒意義。