陕西省榆林市废弃矿井现状及治理

多年的开采使榆林形成大量的废弃矿井,破坏生态环境,形成地表塌陷,更对当地人民生命财产安全造成威胁,针对以上现象,提出废弃矿井的治理措施.     

关闭/废弃矿井地热能开发利用研究现状与进展

探索清洁能源发展的创新途径是实现我国“双碳”目标的重要推动力。低焓地热资源(<85℃)是一种零碳清洁能源,可加快居民热能需求的脱碳进程。然而,低焓地热资源的开采面临着投资成本大、易诱发地质环境灾害等问题,限制了其大规模的开发与利用。而关闭/废弃煤炭矿井,由于具有丰富的水、热及空间资源,可创新性地开发低焓地热资源并延长矿区的经济寿命,降低对环境与经济的负面影响。为此有必要对废弃矿井开采地热能相关的技术、经济、环境和政策等因素进行全面的梳理。因此,进行了广泛的文献综述,从废弃矿井地热能开采原理的角度,概述了其系统、热源、需求及政策等方面的研究成果,特别是对矿井水体积、连通性和温度特征及其影响因素进行了详细的分析。在此基础上,讨论了以解析模型、数值计算及现场实验方法评估废弃矿井地热能利用可行性的研究进展。此外,为了直观地说明废弃矿井地热能的利用潜力,考虑围岩动态补热机制,以徐州矿区关闭张集矿为分析案例,估算了其可利用的地热资源。结果表明：张集矿静态储能约为278 000 MW·h,围岩动态补热量(0.5 a)约为4 731.4 MW·h,系统供能的碳排放系数仅为0.05 kg/(kW·...     

浙江省废弃矿井治理与生态修复规划研究

废弃矿井对自然生态环境造成的不良影响表现在地面塌陷和滑坡泥石流等地质灾害,占据大量土地资源,导致较严重的视觉环境污染.为此,调查浙江省2806个废弃矿井,划分为重点治理区、一般治理区和其他治理区3类,进行分类治理.截至目前,全省完成2806个废弃矿井治理,累计治理面积为5953 km2,形成了废弃矿井治理的矿山公园模式...     

废弃矿井资源二次利用的研究

本文分析了我国废弃矿井的分布情况,并针对我国对废弃矿井二次利用中所存在的一些问题,根据国外对废弃矿井二次利用方法、治理原则,提出了对废弃矿井地下空间二次利用的建议.     

废弃矿井蓄洪储能与取热综合利用模式研究

废弃矿井地下空间利用是煤炭行业重点支持的方向。将地下空间利用、汛期蓄洪和冬季供热相结合,提出了基于地面引水蓄洪、井下蓄水储能和热泵取热技术的废弃矿井蓄洪储能与取热综合利用模式,阐述了该模式的概念、关键技术和科学问题;分析了我国废弃矿井分布及其与降水量分布之间的关系,论证了废弃矿井地下空间的蓄洪储能潜力。研究发现,安徽、河南、山东等13个省份的废弃矿井地下空间近6 000万m³,可储存约6个西湖的水量,适宜开展废弃矿井地下蓄洪储能和取热的工程示范。其中,仅淮南矿区5个废弃矿井的地下空间资源高达30万m³,储能量达94 500 GJ,可满足21万m²的建筑供暖需求。以旗山矿为例,设计了地面引水沟渠布置、井下储水空间布置以及矿井水提取和利用等方案,初步测算旗山矿蓄洪储能方案的供热功率可达6 835 kW,可为13.67万m²的建筑供暖,减少二氧化碳排放量约5 330 t,经济效益达350.75万元,初步论证了废弃矿井地下空间蓄洪储能的可行性。废弃矿井蓄洪储能与取热综合利用模式既可有效利用废弃矿井地下空间,...     

四川省废弃矿井现状及其治理对策

四川省矿产资源丰富,长期的矿产资源开采,形成了数量众多的废弃矿井,有些存在着严重的安令和环境隐患.在对四川省废弃矿井现状进行调查的基础上,分析和总结了废弃矿井的特征、存在的安全和环境问题,最后对废弃矿井的防治提出了一些建议和对策.     

国内外废弃矿井资源化利用现状与关键技术研究

废弃矿井的处置是能源环境领域面临的一大关键问题,严重影响着全球资源开发与环境保护协调发展。为了更好地利用矿井废弃后遗留的大量资源,介绍了国内外废弃矿井现状以及废弃矿井资源化利用现状与特点,简述了废弃矿井的潜在危害,阐述了废弃矿井综合利用的内涵与关键科学问题,探讨了废弃矿井地热能开发利用、地下水资源精准利用、建设地下储气库等关键技术,指明了废弃矿井地热能资源勘察评估、地下水库煤柱坝体稳定性以及储水能力计算、地下储气库选址的技术难点,提出了废弃矿井资源化利用思路。研究表明,废弃矿井资源化综合利用在废弃矿井转型与可持续发展等方面具有广阔应用前景,可促进我国资源枯竭型城市转型发展。     

废弃矿井瓦斯资源量评估方法及其应用

瓦斯资源量的准确评估是高效开发废弃矿井瓦斯资源的关键问题。针对废弃矿井瓦斯资源量预测方法及技术尚未建立完整的理论体系,以国内某废弃矿井为例,对现有资源构成法进行补充优化,对不同状态(游离态、吸附态)的瓦斯来源进行划分。将游离态瓦斯分为来自采空区、冒落带、裂隙带3部分;将吸附态瓦斯分为来自采空区遗煤、煤柱残存、卸压范围内邻近煤层、未采动区域4部分,分别进行计算,据此得出瓦斯资源总量,并进行抽采可行性的评估。补充优化后的评估方法具有关键参数获取难度小,计算分类方法系统,计算精度更高。     

废弃矿井瓦斯资源量计算主要参数确定方法

文章分析了废弃矿井瓦斯资源构成，介绍了废弃矿井瓦斯资源量的计算方法，指出资源构成法是实用可行的计算方法。在上述基础上，重点研究了资源构成法计算废弃矿井瓦斯资源量时，采空区瓦斯浓度、废弃瓦斯含量、采空区体积等主要参数的确定方法及主要考虑问题。     

废弃矿井瓦斯抽放与利用现状及发展趋势

废弃矿井瓦斯抽放与利用旨在抽取和利用聚存于废弃矿井中的洁净能源。在简述国内外废旧矿井瓦斯资源量、预测与评价理论、抽放方法与利用的基础上,分析了我国废弃矿井瓦斯抽放与利用的可行性及发展趋势。     

废弃矿井改建能源储库的发展现状及方法研究

石油和天然气等战略资源的储备问题一直是国家能源安全的重点。随着“双碳”共识的进一步深化,大量退出煤矿产生。为更好地推进废弃矿井改建地下能源储库,在总结归纳已有工程实例和分类基础上,介绍了国内外利用矿井作为能源地下储库的相关案例;通过对比分析国内废弃矿井地下空间的不同规模,综述了改建地下能源储库的基本标准;根据我国矿井开采方式和岩性特征,总结了不同岩性围岩改建地下能源储库的支护方案,有助于促进废弃矿井空间资源的再利用。     

废弃矿井瓦斯抽放与利用坝状及发展趋势

废弃矿井瓦斯抽放与利用旨在抽取和利用聚存于废弃矿井中的洁净能源。在简述国内外废旧矿井瓦斯资源量、预测与评价理论、抽放方法与利用的基础上，分析了我国废弃矿井瓦斯抽放与利用的可行性及发展趋势。     

矿业城市废弃矿井地下工程二次利用

对矿业城市在矿井废弃后地下巷道二次利用问题的国内外利用现状、优点、应遵守的原则、主要用途等问题进行了探讨 ,最后对废弃井巷道的再利用问题提出了一些建议和对策     

废弃矿井地下空间反季节循环储能研究

随着我国“碳达峰,碳中和”目标的提出,煤炭在一次能源消费结构中的比例逐步下降,关停矿井数量逐年增多。直接关闭或废弃矿井不仅造成巨大的资源浪费,还极有可能诱发一系列的安全、环境等问题,需要因地制宜的提出符合我国废弃矿井现状的剩余资源开发利用模式。基于此,系统梳理了国内外废弃矿井开发再利用现状,着重讨论了废弃矿井地下空间储能的利用模式,针对性的提出了废弃矿井反季节循环储能工艺系统,该系统充分考虑了废弃矿井地下空间资源、地热资源、水资源和地上可再生资源,通过在沉陷区布置太阳能和风能发电设备,为周边用户和整个系统提供电能,以井下恒温岩土体中的巷道群和采空区为储能空间,以矿井水为储能介质,通过太阳能集热和地热能资源为周边用户供热/制冷,在无需供热/制冷的季节将热能储存至矿井地下,实现反季节循环储能。阐述了废弃矿井地下反季节循环储能亟需突破的3个关键技术：多尺度空间热储评估方法、废弃矿井反季节循环储能井上井下整体优化设计方法以及反季节循环储能多源耦合的运行模式。最后,以京西王平村废弃矿井为例研究了该系统的节能减排效益,结果表明：与传统化石燃料相比,应用反季节循环储能系统供热制冷,每年可减排二氧化碳...     

用水合物技术收集废弃矿井瓦斯的可行性探讨

废弃矿井瓦斯综合利用的主要目的是回收报废矿井采空区及其上下方未采煤层中吸附的瓦斯,充分利用聚存于报废矿井中的洁净能源。简要介绍了我国的废弃矿井瓦斯的资源量和利用水合物技术收集废弃矿井瓦斯的优点,针对目前水合物技术的研究进展,分析了利用该技术收集废弃矿井瓦斯的可行性。     

一种废弃矿井地热资源再利用系统研究

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...     

新常态下我国煤矿废弃矿井水污染防治与资源化综合利用

随着我国经济发展进入新常态且供给侧改革不断推进,大量煤矿因资源消耗殆尽、产能过剩进入关闭行列,为有效应对矿山闭坑后因矿井水大量排出和废弃产生资源浪费、环境污染、资源化利用效率低等一系列问题,系统分析了我国关闭矿井时空发展性质和特征。阐述了我国矿井水污染特征、污染模式及晋陕蒙宁甘区、华东区、东北区、华南区、新青区“五大区”矿井水分布性质,针对废弃矿井水引发的地质灾害、造成地表水和地下水污染、土壤重金属积聚和影响植被生长等负面效应,在矿井闭坑前、废弃采空区和串层污染等方面提出了具有针对性的预控治理措施。结合我国废弃矿井水的实际水文地球化学特征,提出了一套关于洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含毒害物矿井水的处理方法及工艺体系。根据煤矿矿井水资源化利用现状,提出了建立地下污水处理中心和抽水蓄能发电站因地制宜的资源化利用途径,同时结合当地经济发展、水资源紧缺状况和生态文明建设等因素,制定了处理后废弃矿井水供井下生产和井上生活、农业、工业和生态等方面资源化综合利用体系。最后,展望了废弃矿井水资源化利用的绿色开发战略和未来发展方向,将积极推动废弃矿井水资源化综合利用,有效缓解...     

废弃矿井瓦斯——值得关注的煤层气资源

从废弃矿井逸散到大气中的瓦斯是一种温室气体，同时也是一种煤层气资源。本文对废弃矿井瓦斯的特点、资源预测方法和开发利用现状等内容进行了介绍，从技术层面提出了废弃矿井瓦斯开发利用存在的主要问题，以及下步需要进行的主要工作。     

再论废弃矿井利用面临的科学问题与对策

在经济发展新常态和供给侧改革背景下,关闭/废弃矿井数量逐年增多,仍遗留大量可开发利用资源,开展关闭/废弃矿井资源开发利用意义重大。目前,相关研究工作仍相对滞后,难以系统解决遗留能源资源及地下空间开发利用等方面存在的科学问题和技术瓶颈。基于山西省关闭/废弃矿井资源禀赋与开发现状分析,结合关闭/废弃矿井遗留煤炭地下气化、遗留煤层气地面抽采、地下空间储能储物等重大需求,亟需研究关闭/废弃矿井能源资源协同综合利用评价方法、固-液-气及应力-位移-渗流-温度等多相多场动态演化机制、复杂遗留空间煤层气运移规律与储集成藏机理、复杂岩体多场耦合作用机理及稳定性控制等4个关键科学问题,攻克关闭/废弃矿井能源资源协同利用安全与风险评价技术、遗留煤炭地下气化炉构建及气化工艺、遗留煤层气资源地面抽采与利用、地下储库(储水、储油、储气等)库容探测与防渗等4项关键核心技术。基于矿井全生命周期绿色利用科学理念,以白家庄煤矿为例,提出了山西省关闭/废弃矿井遗留资源和空间资源"能源化、资源化、功能化"协同利用综合性解决方案,创新了"政产学研用金"协同机制为基础的关闭/废弃矿井能源资源精准开发与利用新模式。