關閉礦井采空區破碎巖體再斷裂機制及空隙結構演化特性

孟凡非 ，浦 海 ，倪宏陽 ，卞正富

（1.中國礦業大學 力學與土木工程學院, 江蘇 徐州 221116；2.中國礦業大學 深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室, 江蘇 徐州 221116；3.中國礦業大學 教育部礦山生態修復工程中心, 江蘇 徐州 221116；4.中國礦業大學 環境與測繪學院, 江蘇 徐州 221116）

0 引 言

近年來，我國淘汰關閉了大量產能落后資源枯竭礦井。關閉礦井地下空間資源約60 萬m3/礦，體量大，密閉性好，賦存豐富的礦井水資源，具有巨大的開發利用潛力[1]。關閉礦井采空區空間大，具有儲水量大，溫度穩定，焓值較高等優點，經過封閉改造后，尤其適合熱資源的儲存[2]。對于富水型礦井，可以充分利用井下豐富的水、熱和空間資源，以采空區為儲能空間，以礦井水為儲能介質，實現關閉礦井反季節循環儲能技術，可提供周邊建筑物零碳/低碳供熱制冷[3-5]。1989 年，加拿大Springhill 利用當地廢棄礦井開采的地熱能為建筑和工業生產供暖，開啟了關閉礦井地熱利用之路[6-7]。目前世界范圍內已有16 個廢棄礦井地熱開采項目[8]，如荷蘭的Heerlen 礦和西班牙的Barredo 礦井的地熱開采項目為周圍建筑進行供暖，二氧化碳排放量同比減少了65%以上[9-10]。BAILEY 等[11]對包括英格蘭、威爾士和蘇格蘭地區的61 個廢棄礦井進行地熱資源評估，僅僅利用4 ℃的溫差就可以獲取47.5 MW 的熱量。ANDRéN 等[12]提出了利用FEFLOW 軟件準確預測儲層不同采注場景下長期水溫變化的方法。HALL等[13]歸納了地熱生產裝置的基礎參數和熱提取技術，對不同國家廢棄礦井地熱能提取項目的投資能效進行了分析。……