西部是我国煤炭主产区，原煤产量占全国70%以上，事关国家能源安全；西部是我国生态环境脆弱区，高强度采煤对脆弱的生态环境扰动强烈，事关国家生态安全；西部是我国采煤对地下水损伤严重区，地下水系统损伤会诱发一系列环境问题，事关国家环境保护和高质量发展！为了国家能源安全、生态安全和煤炭基地高质量发展，范立民教授及其团队通过30余年艰苦创新，研发一系列保水采煤技术，创建保水采煤科学技术体系，为西部煤炭基地环境保护和高质量发展找到有效途径！
随着神府煤田的深度开发，保水采煤问题逐渐凸显，并成为社会关注的热点。在不断探索和实践中，范立民及其团队为解决这一问题，1992年，创新性地提出了保水采煤的科学理念，为煤炭产业的可持续发展提供了新的思路。通过30多年的持续研发和推广，保水采煤技术已经得到了广泛的推广和应用，为干旱半干旱煤矿区等煤炭开发的环境保护，提供了理论基础和技术支撑。
摘取我国地质科学最高荣誉——李四光地质科学奖
2015年12月26日，人民大会堂，第14次李四光地质科学奖颁奖大会如期举行，由于在“保水采煤”领域的原创性重大贡献，范立民教授摘取了这一我国地质科学领域最高荣誉！
出生于1965年的范立民，1988年毕业于中国地质大学矿产系煤田地质与勘探专业，曾任陕西省一八五煤田地质勘探队副总工程师，陕西省煤田地质局副总工程师，陕西省地质环境监测总站正高级工程师和陕西省地质调查院副总工程师、首席科学家。长期坚守工程科技创新一线，解决了西部煤炭高强度开采与含水层结构保护的重大难题，2021年底全职引进到中国矿业大学，担任教授、博士生导师。他还是《煤炭学报》等重要期刊编委，中国岩石力学与工程学会矿山采动损害与生态修复专业委员会副主任委员，自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室等三个省部级重点实验室的学术委员。
多年来，范立民与团队成员合作，出版了《保水采煤的理论与实践》《生态脆弱区煤炭开发与生态水位保护》等专著9本。获授权国内外发明专利10件，发表论文130余篇，1篇论文入选第四届中国科协优秀学术论文，11篇论文13次入选F5000平台。2011年获国家科学技术进步二等奖。他还获得4项陕西省科学技术一等奖（两项排名第一），7项行业协会学会科学技术一等奖（含1项发明奖）。
2019年以来，组织团队成员制定了《保水采煤术语》《保水采煤技术规范》等10项“煤矿水资源保护与水害防控”领域系列标准。现主持制定国家标准《煤矿区含水层结构保护技术规范》。2002年获得孙越崎青年科技奖，2006年被授予首届陕西省优秀科技工作者，2009年被授予陕西省有突出贡献专家称号，2015年获得我国地质科学最高荣誉——李四光地质科学奖，2017年当选陕西省先进工作者。
矿区地下水位稳定 生态环境得到显著改善
“保水采煤技术的研究背景源于神府煤田开发初期的矿井突水溃沙问题。在一个中型煤矿建井过程中，矿井突水溃沙引发的潜水水位下降和植被枯萎现象频发，生态环境受到严重损害。特别是1990年4月20日发生的一起顶板冒落和突水溃沙事故，导致附近的饮马泉流量锐减，地下水水位迅速降低，沙漠地区的典型植物沙柳、沙蒿等枯萎、死亡，引发了社会对矿山生态环境问题的广泛关注。”范立民教授接受记者采访时说，面对这一严峻问题，他带领团队积极开展研究，深入探讨保水采煤技术的原理和实践。经过长期的理论研究和实地考察、工程实践，成功研发出一种新型的保水采煤技术。该技术旨在通过优选开采区域、优化采煤工艺和加强水资源管理，在保障煤炭开采的同时，减少对地下水资源和生态环境的破坏。
据了解，保水采煤技术主要包括保水采煤地质条件分区预测技术、充填保水采煤技术、限高保水采煤技术、窄条带保水采煤技术、隔水层再造保水开采技术等。针对华北型煤田底板岩溶含水层，范立民还研发了底板注浆加固保水采煤技术，这些技术已经形成了系列发明专利。
范立民说，保水采煤技术的核心理念是在采煤过程中保持含水层结构不受损伤，保持地下水位的稳定。这一目标可通过三个方面的措施实现，一是精确控制采煤工作面参数，避免因采高过大或其他因素导致地下水渗漏和水位下降；二是优化排水系统，及时排出矿井涌水，防止地下水水位上升引起的生态环境问题；三是加强水资源管理，合理利用和保护地下水资源，确保采煤与生态环境的和谐共生。为了验证保水采煤技术的实际效果，范立民团队建成了覆盖陕西全部煤矿的地下水监测预警网，实时监测监控矿区地下水动态变化。通过与传统的采煤技术进行对比，他们发现采用保水采煤技术后，矿区的地下水位得到了有效控制，植被生长状况良好。原本因矿井突水而枯萎的沙柳、沙蒿等植物重新焕发生机，沙漠矿区生态显著改善。
此外，保水采煤技术的应用还带来了经济效益的提升。由于该技术有效减少了矿井突水溃沙灾害和地下水位波动的问题，矿区的安全生产得到了保障。同时，稳定的水位使得矿区的生态环境得到改善，为当地经济发展提供了新的机遇。例如，生态旅游、绿色能源等产业逐渐兴起，为当地带来了可观的经济收益。
“保水采煤领域”第一个国家标准获准立项
据范立民介绍，保水采煤技术历经了30余年，目前已经取得八项重大进展。一是确定了生态水位的合理埋深。在大量观测、试验研究基础上，确定了榆神府矿区沙漠地貌条件下，生态水位的合理埋深，并作为矿区开采水位控制指标予以执行。二是基于大量钻孔探测数据和三维地震、瞬变电磁法探测数据，建立了导水裂隙带发育高度预测模型，较好解决了大采高、大采煤工作面的导水裂隙带高度预测难题，已写入相关规范。三是揭示了应保护含水层及其水文地质条件，为西部矿区保水采煤明确了保护对象，成为鄂尔多斯盆地区域煤矿编制“保水采煤技术方案”的主要依据。四是识别了保水采煤地质条件分区。先后在1996年、2003年、2010年、2017年编绘了四版榆神府矿区保水采煤地质条件分区图，为“合理选择开采区域和选取合适的采煤方法”实现保水采煤目标，提供了科学依据。这一成果已经成功应用于矿区规划。五是发明了系列保水采煤技术，包括保水采煤的地质条件精准评价技术、煤层上覆含水层结构保水开采技术煤层下伏含水层结构保水开采技术和保水采煤效果一体化动态监测技术。这些技术在陕北、神东、黄陇、新疆、宁东以及晋北、晋中等大型煤炭基地得到了较好的推广转化。六是建成了陕西境内三个大型煤炭基地地下水智能监测预警网。该监测网采用政府指导、企业主导的新模式建设，在没有使用一分钱财政资金的条件下，于2018年12月建成，至今已稳定运行五年，取得了大量监测数据，为陕西境内煤矿区水资源与生态环境保护提供了系列监测数据。七是研制了保水采煤领域系列标准规范，初步解决了矿区含水层结构保护的标准供应难题。值得点赞的是，2023年8月6日，“保水采煤领域”第一个国家标准获批立项。八是保水采煤理念和技术走进了法律法规、国家级能源发展战略规划等文件，“综合保水采煤技术”入选自然资源部《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录（2022年版）》，成为国家推广的新技术。国家税务总局对于推广应用充填保水采煤技术的矿井，给予一定的税收减免，促进了新技术推广应用。同时，煤矿企业也转变了发展理念，由被动推广到主动作为，无论所有制形式，都积极推广应用保水采煤技术，为煤矿区地下水系统保护发力。
范立民教授强调，保水采煤技术的发展离不开政府、企业的支持与合作。他呼吁各方继续加强合作，共同推进这一技术在更广范围内应用。同时，他表示将继续深入研究保水采煤技术，不断优化和完善这一技术体系，为西部煤炭产业的可持续发展作出更大贡献。
“保水采煤”领域第一本科普专著出版
2023年6月，范立民团队创作的《保水采煤知多少》科普图书由中国地质大学出版社公开出版发行。该科普读本的出版，也为煤炭、水利、生态环境、能源等行业从业人员和关心煤炭基地水资源与生态环境的社会公众提供了一本通俗易懂、文图并茂的普及性读物，是“保水采煤”领域第一本科普专著。
另据记者了解，2022年以来，内蒙古自治区蒙西各井工煤矿，山西、宁夏、新疆等省（区）相关煤矿都开始推广保水采煤技术，尤其是内蒙古鄂尔多斯市、乌海市，两市能源局指导全部井工煤矿编制保水采煤技术方案，落实保水采煤措施。山西部分煤矿、陕西榆神矿区二、四期开发区的煤矿也编制了保水采煤技术方案，为矿区规划环评修编和保水开采提供基础依据，为保水采煤技术实施提供技术支撑。
范立民教授说“一生只做一件事，一做就是五十年”。30多年来，范立民团队在保水采煤领域的原创性成果，成功地解决了西部煤炭开采过程中的地下水与生态环境保护“卡脖子”技术，为煤炭产业的可持续发展提供了新动力。（张松 凤凰网陕西 2023年12月27日 )