废弃矿井资源开发利用战略

正废弃矿井资源开发利用的三大方向:能源化利用(主要针对煤炭、煤层气、新能源),资源化利用(主要针对矿井水),功能化利用(主要针对地下空间和地上空间)。如在煤炭气化利用上,应根据矿井开采条件和废弃煤层的地质条件选择气化炉结构形式和地下气化工艺;废弃矿井可建设煤矿地下水库、地下水污水处理中心、抽水蓄能电站等。此外,还可进行生态修复、地表复垦后建设光伏园区、发展第三产业等。     

石油（气）田设施对城市地下空间开发的影响

随着城市的不断发展,城市地下空间的开发和利用正逐渐被人们所重视。东营市作为以石油开采加工为主导的资源型城市,石油、天然气等地下自然资源的开采设施影响了城市地下空间的利用,本文通过对石油（气）田设施的分析总结,提出了对它们的引导措施和解决方案。     

中国废弃矿山地下抽水蓄能电站技术要点与可行性分析

 为应对全球气候变化、化解资源环境危机，中国需推进能源结构调整与优化，逐步提高可再生能源开发利用比例，加快解决可再生能源存储的瓶颈问题。中国废弃矿山数量巨大，利用废弃矿山遗留下来的大量地下空间建造抽水蓄能电站为中国可再生能源存储提供了新的思路。基于德国利用废弃金属矿山和煤矿地下空间建造地下抽水蓄能电站的实例，从岩石力学、矿山规划、机械构置、能源系统规划、法律、环境影响以及经济性等方面深入探讨了中国利用废弃矿山建造地下抽水蓄能电站的相关评价原则与技术要点，并进一步提出了中国废弃矿山地下抽水蓄能电站研究的基本方向和主要内容。     

封面图片说明：废弃矿井资源开发利用战略

 废存矿井资源开发利用的三大方向：能源化利用（主要针对煤炭、煤层气、新能源），资源化利川（主要针对矿井水），功能化利用（主要针对地下空间和地上空间）。如在煤炭气化利用上，应根据矿井开采条件和废弃煤层的地质条件选择气化炉结构形式和地下气化工艺；废弃矿井可建设煤矿地下水库、地下水污水处理中心、抽水蓄能电站等。此外，还可进行生态修复、地标复垦后建设光伏园区、发展第三产业等。     

东营地区地下储气库建设可行性研究

东营地区夏季天然气气量过剩使资源无法做到优化利用,而冬季气量缺乏形成市场供需缺口,随着城市的发展这种不平衡现象日益突出。针对以上现象,提出建立地下储气库储存天然气,协调天然气供求关系,提高经济效益。建立地下储气库存储天然气,可以用作季节用气调峰,改善季节供需不平衡现象;能够有效应对突发事件;降低管道投资,提高工程效益。本文介绍了东营地区天然气资源的使用概况,提出地下储气库建设的必要性、可行性及储气库可操作性、保供性和创效性,以实现良好的社会效益及经济效益。     

地下水封油库探讨

油品的储存方式分主要分为两种：陆上储存和海上漂浮式储存,对于陆上储存又主要包括：地上钢罐储存、地下水封岩洞储存、盐穴储存、废弃矿井储存、地下岩洞储存等几种主要类型。对于大型储备库在地质条件、外部条件允许的地方,选择储油方式为地下水封岩洞储存,有着安全、环保、工程造价低等优点。     

高压气地下储井在城镇供气系统中的应用

论述了高压气地下储气井的特点与技术指标,以天津开发区泰达天然气储配站为例,对高压气地下储气井在城市供气系统中的应用进行了说明,分析了地下储气井常见事故,并提出了安全运行管理措施。     

废弃矿井抽水蓄能电站基础建设装备关键问题及对策

 为了充分利用煤矿废弃矿井遗留的大量资源及地下空间,促进能源枯竭城市更好地转型与发展,引入煤矿废弃矿井抽水蓄能电站新技术。分析了电站建设的总体改造方案,指出了电站建立的必要性、可行性和战略意义;结合现有的工程机械装备,从掘扩支护、土方作业、辅助机械、智能机器人等4个方面论述了电站基础建设装备群的构成及其应用场景;针对电站的具体施工与运维过程,总结了电站在输水系统的稳定支护与密闭、多巷道间的节流与引流、地下厂房的防渗与加固、厂房周围天然地下水的抽排、人员及大型设备的高效与安全运输等技术难题,并给出了相应的解决方案。     

浅析城市地下空间的利用

本文阐述了城市地下空间的利用特征及现状,对城市地下空间发展作了详细介绍,提出我国地下空间开发和利用的方向。     

城市地下空间综合韧性防灾抗疫建设框架

土木工程在2019年底全球爆发新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情后将背负起城市综合韧性防灾抗疫建设的重大使命。该文提出了融合中国城市疫情防控的需求和城市地下空间的防灾抗疫韧性性能优势的综合发展方案,指出在城市地下空间进行疫情应急防控具有的安全稳定、与应急医疗条件相适应、可作为低能耗地下应急物资储藏仓库、可作为政府统一应急调度资源、与城市发展相适应等特点。构建了适合城市地下空间综合防灾抗疫韧性评估框架,对城市地下空间及既有抗疫设施进行韧性评估,通过对比分析获得地下空间在城市抗疫韧性的全面优势。在此基础上,分析了中国城市地下空间防灾抗疫关于"存量""增量""变量"及"统一调度"的韧性建设框架,并提出了城市地下空间综合韧性防灾抗疫建设框架,为韧性城市建设和城市地下空间开发提供参考。     

中国关闭/废弃矿井地下空间储物环境稳定性保障：现状、评价及改造

 中国存在大量关闭/废弃矿井,其中关闭/废弃矿井地下空间资源是稳定且易开发的资源。在梳理不同类型储物下（油、气、水、核废料、种子等）研究现状的基础上,研究了矿井遴选、密封性能、储物空间大小、储物时间等,提出了相应的地下空间储物评价指标和改造技术,形成了适合中国国情、自然地质条件的关闭/废弃矿井地下空间储物环境稳定性保障理论与技术。     

基于环空带压的地下储气库老井泄露量预测研究?

针对老井渗透率难以获得的难题,建立了求解老井渗透率的环空带压数学模型,并给出其解析解。在此基础上,根据渗流力学理论,建立了真实描述天然气沿老井泄露的气水两相渗流模型,并采用全隐式解法进行求解。基于该模型研究了储气库运行压力、井筒渗透率、天然气黏度和井眼尺寸等参数,对储气库天然气沿老井泄漏的影响。计算结果表明,天然气沿老井的泄漏量随着储气库运行压力、老井渗透率和井眼尺寸的增加近似线性增加,随着天然气黏度的增加而逐渐减小。     

矿山压力变化的采场瓦斯涌出特征及其管理

含瓦斯厚煤层开采后,矿山压力变化对采场瓦斯涌出规律有决定性作用。根据靖远煤业公司魏家地矿110综放面以及韩城局桑树坪矿3307综采面的矿压观测和瓦斯监测结果,得到了基于矿山压力变化的采场瓦斯涌出特征,并提出设置顶板瓦斯排放巷是周期来压时管理采场瓦斯的重要方法,为有效防治瓦斯事故以及合理抽取利用瓦斯资源提供了理论依据和技术支持。     

地下储气库天然气运移的等效渗流模型

考虑含水层型地下储气库水平尺寸远大于垂向尺寸的特点,建立含水层型地下储气库天然气运移的等效渗流模型.所建模型通过垂向积分并沿储层垂向高度平均将复杂的含水层型地下储气库三维渗流问题简化为二维平面问题.利用所建模型计算中国某拟建封闭含水层型地下储气库注气后储层含气饱和度和储层压力的变化,对比所建模型与传统三维渗流数学模型的...     

瓦斯低温等离子体转化制甲醇的可行性分析

矿井瓦斯虽然是煤矿井下开采的灾害因素,但也是一种优质的化工原料,由于它难以加工利用,所以目前放空现象严重,因而亟须开发矿井瓦斯利用的新技术。笔者提出了低温等离子体转化瓦斯直接合成甲醇的研究思路。从低温等离子体转化瓦斯的反应机理入手,围绕矿井瓦斯部分氧化制甲醇的热力学、甲烷等离子体制甲醇的转化机理、实验系统、反应条件和反应能耗特点对矿井瓦斯低温等离子体转化制甲醇的可行性进行了探讨。结果表明,矿井瓦斯低温等离子转化制甲醇在理论上是可行的。该研究可为开发瓦斯利用的新技术提供理论参考。     

瞬态热线法测定瓦斯水合物导热系数

为研究瓦斯水合物的热量传递机理,基于瞬态热线法原理,建立一套实验设备对瓦斯水合物及纯甲烷水合物的导热系数进行了测试。结果表明,实验所选瓦斯气体生成水合物的导热系数与甲烷水合物导热系数均随温度的升高而升高。该研究从瓦斯水合物的热物性因素方面论证了对煤矿抽采瓦斯进行水合固化分离后以NGH(水合物储运)形式进行储运的可行性。     

煤的微观结构对瓦斯放散特性的影响研究

近几年来,我国煤矿的安全生产形势依然严峻,其中煤与瓦斯突出是煤矿井下生产中的一种强大的自然灾害,它严重威胁着煤矿的安全生产,而且随着煤矿开采深度和强度的增加,煤与瓦斯突出问题变得越来越严重。因此为了研究瓦斯突出的影响因素,进行了煤的工业分析、元素分析、煤岩分析[1-2]、显微结构及压汞和瓦斯的放散初速度等实验,对各个影响因素与煤的瓦斯放散初速度耦合影响因素进行分析得出结论。     

废弃煤矿采空区抽水蓄能水库初步可行性研究

近年来中国的风能太阳能发电取得了巨大的进步,装机容量跃居世界第一。由于相关配套储能设施的匮乏,造成了大量的弃风、弃光、弃电等现象。目前中国的电网储能主要依靠抽水蓄能电站。采用废弃煤矿建设抽水蓄能电站可以提高中国对风能太阳能的高效利用,同时实现废弃煤矿资源化和水资源保护。从采空区的可储空间和采空区的地下布置问题初步研究了废弃煤矿采空区抽水蓄能水库的可行性。研究发现:采空区的渗透系数越大,则越多的水可以被抽出或注入,其有效库容也越大。若是满足有效库容系数(有效库容与总库容的比值)大于0.8,则采空区的渗透系数需大于8×10~(-8) m~2,采空区上下水库间距越小,上水库水量的漏失量也越大。     

煤层存在瓦斯水合物的可能性

瓦斯气体在煤储层中的赋存状态主要有游离态、吸附态和溶解态.从瓦斯原始地质赋存条件分析了瓦斯水合物形成必需的物质条件和热力学条件,提出了其赋存的一个新的状态--瓦斯水合物态.利用水合物实验设备对合成瓦斯在2组含煤溶液体系中的生成过程进行研究,得到了瓦斯水合物生成的诱导时间、生成速度及生成时的热力学参数.将瓦斯赋存条件同实验模拟结果进行比较,结果表明:在中高纬度矿区的煤层中有瓦斯水合物自然存在的可能.若瓦斯自然赋存水合物态真实存在,其赋存区煤层应力场、温度场等将发生较大变化,这有利于降低煤矿瓦斯事故的发生频率.