保水 降服地下“水老虎”
神东矿区中心区矿井均开采的是侏罗纪煤层，很多矿井在薄基岩厚松散含水层下开采，煤层开采后会导通基岩裂隙水和第四系孔隙水。随着矿区生产规模和开采范围的不断扩大，地表水和潜水越来越多地转化为矿井水，1998年建成的第一个采空区储水设施，成功降服了地下“水老虎”，变废为宝，实现了地下水的循环再利用。
号称地下“龙宫”的储水设施的安全性取决于煤柱坝体和人工坝体。由于煤层本身硬度较大，只要煤柱的尺寸留够，煤柱坝体就是安全的；人工坝体则要按要求把强度设计足够，保证施工质量可靠。只要煤柱坝体和人工坝体都很安全了，地下水库也就安全了。
为了保证施工质量，当时身为生产办设计工程师的陈苏社连续十几个小时盯守在井下施工现场。可是严格按照设计图施工后的坝体还是出现少量渗漏水。陈苏社上网查询，请教相关专家后，在混凝土中添加了一种添加剂，它可以使混凝土在凝固过程中产生一定的膨胀性，能快速充满坝体中的缝隙，使坝体密实无缝，漏水问题迎刃而解。如何让坝体牢固不倒？近几年，陈苏社经过认真研究，又想到了“T”字形人工坝体，在人工坝体中部加固一段垂直短墙，T”字形结构具有三角形的稳定性，既能强力支撑，又能节省材料，减小了工程量。
人工坝墙内工字钢采用里竖五、中横三、外竖一的布置方式，坝墙外丁字形支撑墙内工字钢布置为横三、竖一，工字钢之间采用电气焊焊接，顶帮均采用全锚螺纹钢锚杆，并在工字钢前后铺设两层钢筋网。坝墙采用混凝土浇筑为一个整体，浇筑完成后采用喷砼的方式封顶及堵漏。经清华大学水利专家论证后，墙体安全稳定系数为3.0时，最大承载水位为60米，人工坝体结构安全可靠、稳定。
就这样边干边探索，攻克了一系列技术难题。通过持续技术创新，煤矿分布式地下水库技术应时而生、顺势而为。
从2008年到2015年的7年时间，是层间距为155米的一、二两个水平联合实施地下水库技术阶段，此时，井下生产供水直接从“龙宫”取清水，一水平1-2煤和2-2煤利用加压泵加压供水；二水平5-2煤通过垂直钻孔利用自然压差供水，除了7米大采高综采面需加压泵加压供水以外，其余掘进面和喷雾系统自然压差1.6-1.7MPa，均可满足水压要求，不需再加压。
5-2煤的污水全部泵排至2-2煤，通过回灌设施注入到地下“龙宫”自然净化。自2013年元月份开始，实现了污水近零升井，地面污水厂基本停用。地下“龙宫”还向洗选中心、橡胶坝和露天开采等通过泵排免费供水，经深度处理厂给生活管网免费供水。
几年来，在神华、神东两级公司的指导和带领下，大柳塔煤矿技术人员与中国矿业大学等单位联手，进一步深化研究地下水库技术，创建了涵盖设计、建设和运行的煤矿分布式地下水库技术体系；建成了利用采空区空间储水、采空区矸石对水体过滤净化、自然压差输水的煤矿分布式地下水库，实现了矿井水不外排，有效保护了地下水资源，形成了较为完整的、功能全面、庞大的空间网络立体水循环利用系统。
目前，大柳塔煤矿地下“龙宫”储水量约710万立方米，日回灌量约9790立方米，经地下水库矸石吸附过滤后供井下生产和地面生产生活使用，井下日均复用水量约7770立方米，地面日均使用水量约4500立方米。
凡事总是提前考虑谋划，陈苏社一直在技术工作上坚持“超前思考、系统思考、空间思考和全面思考”四个思考的工作方法和原则，这是陈苏社多年的一个工作习惯。早在5-2煤建设初期，他就根据2-2煤的位置，提前测量、设计，预留了空间和相应硐室，反复思考，认真研究，提前拿出最佳方案。在22406-7综采面回采结束后，对22406主运巷封闭时，就提前预留了3个用于水循环利用的连接5-2煤和2-2煤的垂直钻孔的位置，钻孔深度约155米，其中2个是清水抽采利用管道，主要供应5-2煤大巷的喷雾消尘用水和5-2煤采掘面的生产用水；1个是矿井水回灌管道。
“搞技术的就要超前考虑。在巷道施工前就要想到水库的联通和利用。这些超前工作得到矿领导的认可，也给了我们各方面的极大支持，所以地下‘龙宫’才得以顺利建成连通和不断完善。”潜心做好一件事，陈苏社在辛苦中获得成就感，也体味着其中的快乐。
为了确保地下水库安全运行，实现实时监测“龙宫”储水情况，神东与清华大学和中国煤炭科工集团常州研究院合作，开发了地下水库安全监测系统。在采空区上方安装了两台电容式水位计，监测“龙
宫”水位，通过GPRS信号将监测数据传输到安全监测中心；在“龙宫”工作区安装了1台防爆计算机，可以在现场随时查看“龙宫”运行状态和历史数据；两台LED显示屏，能够实时显示“龙宫”的水位、水质、流量、压力等数据。在地面建立安全监测系统，利用监测系统客户端，可以在神东信息网覆盖区域内，随时监测“龙宫”的运行情况。6座井下安全监测站可以实现对地下“龙宫”水位、水压、进出库水量及坝体应力、应变、变形和渗漏等情况的实时监测；5个地面水位观测孔可以实施传输地下水库水位数据，监控中心对监测数据进行分析，掌握地下“龙宫”的实时运行状态。
此外，神东煤炭集团公司还制定了《矿井采空区储水管理办法》，严格控制地下“龙宫”的储水高度，水位不得超过警戒水位线，通常坝体处储水高度控制在6米以下，确保“龙宫”储水的安全可靠。
在矿井生产实践中，大柳塔煤矿的技术人员经过17年的努力，不断摸索、不断研究保水开采新思路、新方法、新技术，充分发挥利用“水往低处流”的原理，首次在井下大胆建设了地下水库，创造性地设计施工了安全可靠的地下水库人工坝体，并将井下污水全部回灌到采空区自然净化储存利用，实现污水近零升井；同时，首次成功施工了155米的大垂深垂直钻孔，并利用“连通器”原理，尽可能地实现自然压差供水，合理高效循环利用，让矿井水牢牢处于人的掌控之中，不仅保护了水资源、保护了环境，而且节省了能源，并创造了巨大的经济效益，为我国煤矿保水开采创造性地开辟了一条崭新的道路。
