淮南矿区地热地质特征与地热资源评价

吴基文; 王广涛; 翟晓荣; 张文永; 彭涛; 毕尧山

摘要：为了探索淮南矿区地热地质特征和矿井深部热害防治对策,系统收集和分析了淮南矿区钻孔井温测井资料,基于近似稳态测温数据,拟合了测温孔孔底温度校正曲线,对简易井温测井钻孔孔底温度进行了校正;采用浅钻孔测温法,对井下巷道围岩温度进行了测定;计算了各井田的地温梯度,并结合110块煤系地层煤岩样品的热导率测试结果,计算得出淮南矿区的大地热流值,编制了淮南矿区现今地温场、地温梯度和大地热流分布图,在此基础上,系统论述了该区现今地温场、地温梯度和大地热流的展布趋势以及煤系岩石的热物理性质,探讨了地温场分布的构造控制作用,并对矿区地热资源进行了评价.研究结果表明:①淮南矿区测温井底温度恢复与静井时间符合指数函数关系,并据此建立了简易井温测井钻孔孔底温度变化的校正公式;②淮南矿区地热参数表现为地温梯度为1.00 ～4.00℃/hm,平均值为2.8℃/hm;大地热流值变化在31.87～92.68 mW/m2,平均值为65.50 mW/m2;-500 m水平平均地温为29.96℃,-1 000 m水平为41.84℃,-2000 m水平为69.62℃;岩石热导率在0.37 ～5.22 W/(m·K),平均值为2.93 W/(m·K);③平面上地温梯度、地温场、大地热流总体呈现为西低东高、南低北高的分布趋势;④矿区现今地温场和大地热流分布主要受控于地质构造,表现为褶皱型、逆掩断层阻热型和导水断层传热型3种构造控温模式;⑤基于地热资源评估,该区热储层地热资源量为2.32×1016 kJ,可采热能储量为2.64×1015 kJ,矿井水和矿井回风余热资源量为0.97×1013～ 1.26×1013 kJ/a,是一个可再生的低温热源,潜在效益显著.研究成果为淮南矿区深部煤炭开发热害防治和地热资源综合开发利用提供了地质依据.加强煤矿区深部地热资源和矿井余热资源的评价、利用研究,应是煤矿区可持续发展的方向之一.