我国是世界上煤炭大国，煤炭作为我国重要的主体能源，在经济社会发展中发挥着重大的作用。在煤炭开采过程中，会产生大量矿井水，每开采1吨煤炭就会产生约2.1吨矿井水，这些矿井水无法得到充分利用，制约着矿山的可持续发展，是造成重大环境问题之一。对于我国这样一个水资源缺乏的国家而言，无疑是一种极大的浪费，矿井水作为一种特殊的非常规水资源，其资源化利用潜力巨大，如能合理利用，那么对于缓解西部矿区水资源短缺、促进矿山安全绿色发展具有重要意义。
在我国煤矿安全生产科研领域中，有一位如璀璨星辰般闪耀的人物，他就是中国安全生产科学研究院矿山安全技术研究所科研骨干池明波，他长期从事煤炭开采水资源保护与利用、矿山安全风险监测预警及地下空间开发利用方面的研究，主持国家自然科学基金项目2项、国家重大专项青年科学家项目1项，主持／参与国家、省部级重大项目30余项，形成了以煤炭开采水资源保护与利用为主线的研究思路。多年来，池明波取得了一系列创新性的研究成果，并且在西部矿区广泛应用，他开发的预警模型支撑了我国矿山安全生产风险研判，推进了全国煤矿及非煤矿山安全风险监测数据联网工作。
突破创新求发展 利用矿井水资源
近年来，我国煤炭开采的力度不断加大，但是，随之而来的水、火、瓦斯、顶板、冲击地压等灾害，也在一直威胁着矿井的安全。池明波的故乡是产煤大省内蒙古，他自小就对煤矿有着强烈的探索欲望。而作为一名“八零后”科研人员，他超前的思维方式也促使他在科研工作中积极创新和不断突破。
自2008年考入中国矿业大学以来，池明波就与矿山结下了不解之缘，本科期间他积极参加科学研究。在国家教学名师曾勇教授和杨兰和教授悉心指导下，他主持了第一个关于“煤层底板突水预测”的科研项目，深入肥城矿区、淮南矿业集团等典型大水矿山开展现场调研、图纸分析、井下实测等工作。他就像一位无畏的探险家一般，一次次深入煤矿那幽深昏暗的一线，最终依托科研项目成果发表了第一篇科研论文，圆满完成了科研任务。
硕士期间，池明波师从我国原位改性流体化采矿领域专家、中国科学院院士赵阳升教授，从事矿山安全方面的研究，为了破解浅埋煤层冲击地压问题，他在同煤五矿开展现场实验长达一年时间，每天都与矿工同吃住、共研讨，终于利用水力割缝解决了冲击地压难题。
后来，在研究中池明波发现，煤炭开采不可避免会对生态环境和水资源造成损害，当他看到家乡美丽的大草原出现大量沉陷坑、沙化地，他心痛不已，立志决心要改观这一现状。于是，博士期间，他师从我国煤矿保水开采研究专家张东升教授，潜心钻研保水开采技术研究，他的脚步踏遍了新疆、内蒙古、山西等西部煤炭主产区。
据池明波介绍，在煤矿开采过程中，由于地表水或地下水在井下突然涌出，对人身和财产造成危害，这就是矿井水灾。一直以来，业界都将矿井水作为矿山危害来对待，其实凡事都有两面性，众所周知，我国由于人口数量庞大，而且南北水资源分布极不均衡，实际上我国是缺水大国，比如，煤炭产量和储量占全国70－80％以上的西部（晋陕蒙宁新）水资源总量仅占6.7 ％。水资源短缺、矿井水保护与煤矿安全生产矛盾已经非常突出，这种“富煤、贫水、弱生态”的特点现已成为制约煤炭发展的“卡脖子”难题。据了解，我国每年工业和民用缺水量约100亿m³，而矿井水大约每年就产生80亿m³，利用率不足40％，损失的50亿m³占工业和民用缺水量的50％，如果将这些产生的80亿吨矿井水进行充分利用，将大大缓解我国缺水难题。
面对复杂多变、充满挑战的矿井环境，池明波就像一位英勇的战士，毫不畏惧、勇往直前。他严谨的科学态度，如同精密的罗盘，指引着他在未知的领域中稳步前行；他创新的思维，恰似灵动的火花，在黑暗中绽放出绚烂的光芒。
依托“973”国家重点项目和国家自然科学基金项目，池明波首次提出了矿区水资源承载力理念及其动态评价方法，构建了2套3层次15个指标的评价体系，攻克了神东2亿吨矿区、伊犁整装煤田水资源承载力动态评价难题。此外，池明波原创了以水资源承载力为约束的矿区“以水定产”决策模型，建立了矿区地下水原位保护技术体系，由他牵头的“矿区保水开采水资源承载力评价与安全保护关键技术”被鉴定为国际领先水平，基于此发表多篇1区高水平论文，在西部地区的煤矿和非煤矿山推广应用至今，现已累计获得经济效益近4亿元。
乘风破浪且前行 扬帆奋楫向未来
随着我国煤炭工业的快速发展，以及生态环境的恶化，绿色开采和安全生产已成为国家和社会共识，开展矿井水资源化利用风险监测预警是当前我国科技创新和国家战略发展的迫切需求，也是推动研究我国矿山绿色、安全、智能发展的重要环节。池明波深刻认识到，我国西部生态脆弱矿区的水资源保护与综合利用、矿井水资源化利用风险感知与研判预警现已成为制约煤炭工业发展亟待解决的关键科学问题。
博士毕业后，池明波加入国家能源集团的煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室，开始了煤矿地下水库的科研攻坚。“纵有狂风拔地起，我亦乘风破万里”，在顾大钊院士和李全生教授带领下，池明波依托国家重点研发计划课题和国家能源集团十大重点攻关项目，首创了基于地表荒漠、巷道、采空区等地下－地表空间的矿井水储－净－用方法，发明了多源信息融合的工程安全监测设备。不过，虽然煤矿地下水库解决了储水难题，但仍存在工程安全隐患，为此，池明波通过设备研发、工程实践等方法，揭示了循环地震及水浸作用下煤岩介质强度损伤折减特征及破坏机理，指出了矿山工程坝体全生命周期薄弱环节及失稳前兆信息，攻克了储水结构预警能力不足、前兆不明等难题，为解决我国1.5万处关闭矿井中156亿m³地下空间工程安全问题提供了依据。
除此之外，据池明波介绍，矿井水安全利用的前提和基础是风险研判与预警，“资源化利用”“零排放”已成为矿井水攻关主要方向，现有的矿井水综合利用技术多为工程试验，建立的安全预警系统存在覆盖面不全、数据挖掘与应用不足、模型精度不够等问题。“厚积薄发勤耕耘，科研再创新高峰”，2022年9月，池明波加入中国安全生产科学研究院从事科研工作，在周福宝教授指导下，他发明了集光学、温度、湿度等多源信息融合的地下工程风险预警设备及系统，首创了以水压和采厚比（P／H）为判据的含水层破坏程度辨识方法，研发了3个矿井保护利用风险预警平台，他和团队构建的100余个基于智能学习算法的安全生产短临报－中长期预警、“互联网＋监管”预警模型，支撑了我国3000余座井工煤矿、5000余座尾矿库365天不间断风险研判，得到了部领导高度肯定和表扬，吸引了联合国粮食署、法国使团和尼泊尔总理学习和推介。入职安科院后，他获批国家自然科学基金面上项目和国家重大专项青年科学家项目，进一步支撑了他在矿山安全、矿井水保护与利用方面的研究。
“丹心铸就科研路，硕果累累砥砺行”。从学校学习进入科研工作多年来，池明波形成了一套自己的研究风格，积累了丰富的研究经验和理论技术。迄今公开发表论文30余篇，获得知识产权近50项，由他牵头／参与制定行业、团体标准9项。正由于这些先进的成果和突出的贡献，池明波荣获了煤炭青年科技奖、“凤凰计划”优秀青年等学术等荣誉。对于他而言，鲜花和荣誉是对他科研工作的肯定，他将不忘初心，勇做煤炭安全开采的继承者；他将扎根一线，勇担保水开采的实践者；他将持之以恒，勇任矿井水保护利用的突破者；他将牢记使命，勇为矿山安全风险预警的破冰者。
乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海。池明波将自己的青春热血和满腔激情献给了矿井水资源化研究，他就像一盏明灯，照亮了矿井水资源化的道路；他就像一位勇士，守护着煤矿的安全。作为新时代的青年科研人员，未来任重道远，他将继续扎根领域，不忘初心砥砺前行，坚持创新突破，解决矿区煤水矛盾，推进煤矿行业绿色转型升级，开拓我国煤炭事业辉煌的未来。（文／李杰）
