废弃矿井抽水蓄能地下水库构建的基础问题探索
卞正富1
周跃进2
曾春林2
黄赳3
浦海2
AXEL Preusse4
张保生5
HABIL Christoph Bruecker6
白海波2
孟庆彬2
陈宁5
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;中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州2211162.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2211163.中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州2211164.RWTH Aachen University,Institute for Mine Surveying,Aachen 520625.中国矿业大学电气与动力工程学院,江苏徐州 2211166.City University of Lon-don,Dept.Mechanical Engineering and Aeronautics,London EC1VOHB
摘要：废弃矿井抽水蓄能地下水库的构建既可有效利用废弃煤矿地下空间,又可实现风能、光能等可再生能源的大规模利用,还可防止废弃矿井地质灾害的发生.全面阐述了废弃矿井抽水蓄能地下水库的概念与构建技术,根据地下水库所处的工程与应力环境,指出了构建废弃矿井抽水蓄能地下水库至少有2个科学问题需要解决:一是水文地质、水化学特征与地下水循环过程对选址的影响;二是围岩体-支护结构的稳定性和密闭性对建设和运行的影响,并全面综述了废弃矿井抽水蓄能地下水库技术框架及研究现状.针对上述问题,结合废弃矿井抽水蓄能地下水库建设的矿井地下空间利用途径、岩体稳定性及地下水库库容、巷道围岩长期变形及支护的时效性与水循环对水源及水质的保障等方面的研究现状,分别从地下水库库容、地下水循环、围岩稳定性与水质因素等4个方面进行研究,揭示了废弃矿井抽水蓄能地下水库构建的关键因素,即准确计算地下水库特征库容,掌握地下空间有效库容的变化规律;良好的水循环既可保证地下水库合理的库容,又能保证水动力过程不影响工程的安全;明确矿井水文地质特征及水库密闭性、地下空间围岩稳定性及应对措施,保证地下水库合理库容及工程安全;实时全空间矿井水品监测、水污染预测与防治,保障地下水水质安全及抽水蓄能设备安全使用的需要.最后以江苏权台煤矿为例,指出在原有矿井基础上改建为矿井抽水蓄能电站需要采取的措施,论证了废弃矿井地下空间作为抽水蓄能的地下水库利用的可行性,为废弃矿井地下水库构建基础问题进行了有益的探索.
关键词：废弃矿井抽水蓄能地下水库水库库容围岩稳定性水质因素
分类号：TD74(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52061135111)国家自然科学基金(51874289)中国工程院咨询研究资助项目(2020-XZ-13)
论文发表日期：2021-10-28
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( 3308-3318 )
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