一种废弃矿井地热资源再利用系统研究

【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350m,走向长度4000m,高度6m近水平工作面采空区的储水能力约为580000m3,静态储能约为5200Mw·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8.4Mw,年供能约24960Mw·h,可约为250000m2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7812t二氧化碳排放,碳排放系数仅为0.072kg/(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,提前做好矿井关闲前再利用计划。同时,矿业企业要做好再