深部礦井煤炭-地?zé)釁f(xié)同開采系統(tǒng)研究

劉 琪 ，蘇 偉 ，張瑞瑛 ，李延朋 ，馮 緒 ，楊 亮

（中煤西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司, 陜西 西安 710054）

0 引 言

經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的開采，我國淺部煤炭資源大幅減少甚至面臨枯竭，截止到2015 年我國已經(jīng)有47 對 礦 井 開 采 深 度 超 過1 000 m，并 且 每 年以10～25 m 的開采深度向深部發(fā)展[1]，煤炭資源深部開采成為必然趨勢[2-3]。伴隨著深部開采的進(jìn)行，在地溫梯度作用下深部礦井所處水平的地溫逐漸升高，從而引起礦井熱害問題[4]。高地溫實(shí)質(zhì)是可持續(xù)利用的地?zé)崮埽咝С掷m(xù)地將深部礦井井下地?zé)崮苓M(jìn)行提取利用，不僅能夠解決煤礦熱害問題、為煤礦安全生產(chǎn)提供保障，而且能夠?qū)崿F(xiàn)地?zé)崮芮鍧嵗谩⒔档吞寂欧藕椭γ旱V能源消費(fèi)低碳化發(fā)展[5-6]。

深部礦產(chǎn)和地?zé)崮芄膊桑梢灾苯訌木聡鷰r或礦物中持續(xù)取熱，阻斷地?zé)嵯蚓鹿ぷ骺臻g的傳遞，不僅能夠降低工作面降溫成本，而且能夠提升礦產(chǎn)開采效益，是自然資源綜合開發(fā)利用的重要發(fā)展趨勢[7]。GHOREISHI-MADISEH 等[8]驗(yàn)證了從地下采礦場收集地?zé)崮艿目尚行裕砻髟诓傻V期間和礦山枯竭后較長時(shí)間內(nèi)，都可以獲得廉價(jià)、清潔的可再生能源。張?jiān)吹萚9]提出在汛期利用廢棄礦井地下空間存儲(chǔ)洪水并吸收地?zé)崮埽诙境槿「邷氐V井水至地面并提取熱能的井下空間和地?zé)崮芾媚Ｊ健Ｈf志軍等[10]提出了基于井下熱儲(chǔ)層地?zé)崴椴傻拿?熱共采技術(shù)基本框架，并探討了相關(guān)科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)。畢世科等[11]根據(jù)唐口煤礦地?zé)豳Y源狀況，提出在井下鉆取地?zé)衢_采井和回灌井的模型，將地?zé)崴_采并輸送至地面進(jìn)行熱能提取和利用后，再送回井下進(jìn)行回灌。……