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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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一种废弃矿井地热资源再利用系统研究

作者(Author):

  • 浦海
  • 卞正富
  • 张吉雄
  • 许军策

作者单位:

  • 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
  • 新疆工程学院 矿业工程与地质学院
  • 中国矿业大学 教育部矿山生态修复工程中心
  • 中国矿业大学
  • 矿业工程学院

关键词:

  • 废弃矿井
  • 采空区
  • 资源再利用
  • 地热资源
  • 清洁能源
  • 摘要
  • 论文图表
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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的产生有着巨大的应用前景。论文分析了国外废弃矿井地热资源开采与利用现状,并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 MWh;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 MWh,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二氧化碳的排放,碳排放系数仅为0.072 kgCO2/kWh,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。该研究成果有助于为地热资源丰富、矿业发达区域利用废弃矿井地热资源提供有意义的参考。


浦海,卞正富,张吉雄,等.一种废弃矿井地热资源再利用系统研究[J].煤炭学报,2021,46(2):677-687. PU Hai,BIAN Zhengfu,ZHANG Jixiong,et al.Research on a reuse mode of geothermal resources in abandoned coal mines [J].Journal of China Coal Society,2021,46(2):677-687.
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