一种废弃矿井地热资源再利用系统研究
浦海1
卞正富2
张吉雄3
许军策4
1.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221116;新疆工程学院矿业工程与地质学院,新疆乌鲁木齐8300232.中国矿业大学教育部矿山生态修复工程中心,江苏徐州2211163.中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州2211164.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221116
摘要：废弃矿井的再利用对矿业产业的可持续发展起着至关重要的作用.矿井废弃后仍赋存着丰富的资源,有潜在的积极用途,尤其是大量可再生地热资源有着巨大的应用前景.分析了国外废弃矿井地热资源开采与利用现状,提出了 一种废弃矿井地热资源利用循环系统模型,该系统利用顶板垮落后采空区的储水优势,能够充分利用废弃矿井地热、水及空间资源,进行清洁能源的生产,避免了矿井废弃后资源的浪费与次生灾害的发生,同时可有效地降低温室气体排放和环境污染.研究结果表明:倾向长度350 m,走向长度4 000 m,高度6 m近水平工作面采空区的储水能力约为580 000 m3,静态储能约为5 200 MW·h;考虑不同地层采空区的温度特性,设置冷热源水库,整个系统运行时功率可达8.4 MW,年供能约24 960 MW·h,可约为250 000 m2住宅空间进行有效的供暖或制冷.与传统化石能源煤炭相比,系统运行时每年可减少约为7 812 t二氧化碳排放,碳排放系数仅为0.072 kg/(kW·h),降低了 81％以上.此外,相关部门应建立健全废弃矿井的管理机构,提前做好矿井关闭前再利用计划.同时,矿业企业要做好再利用的技术储备与措施,实现废弃矿井的再利用,推动采矿区域环境恢复和经济复苏.
关键词：废弃矿井资源再利用地热资源采空区清洁能源
分类号：X751(矿业、冶金工业污染、废物处理与综合利用)TK529(地下热能、地下热能机械)
资助基金：国家自然科学基金(51974296)国家自然科学基金(U1803118)国家自然科学基金(52061135111)
论文发表日期：2021-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 677-687 )
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