矿山地热防控与利用研究进展

作     者：郭平业 卜墨华 张鹏 何满潮 GUO Ping-ye;BU Mo-hua;ZHANG Peng;HE Man-chao

作者机构：中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 

出 版 物：《工程科学学报》 (Chinese Journal of Engineering)

年 卷 期：2022年第44卷第10期

页      面：1632-1651页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0837[工学-安全科学与工程] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金重大资助项目(41941018) 北京市自然科学基金面上资助项目(8212033) 重点领域交叉创新资助项目(2021JCCXLJ05)。 

主　　题：矿山地热 矿井热害 降温系统 热能利用 高温高湿 

摘      要：从矿山地热致灾形式、热害控制技术、热能利用方法3个方面,对相关文献进行归纳,总结已有研究成果.结果表明,矿山地热的致灾形式有加剧煤岩体性质劣化、诱发支护结构失效和导致高温高湿环境三类,具体包括加剧围岩变形破坏、诱发吸附瓦斯溢出、降低锚杆锚固强度、加剧锚护材料腐蚀、损害工人身心健康、降低工人工作效率和增加机械设备故障率七方面.热害控制技术有非人工降温技术和人工降温技术两种,其中非人工降温技术分为热源控制技术、热湿环境调控技术和个体防护技术3类;根据制冷工质不同,可以将人工制冷降温系统分成气冷式、冰冷式和水冷式3大类,包括压缩空气制冷降温、冰制冷降温、地面集中制冷降温、地面排热井下集中降温、回风排热井下集中降温、地面热电联产制冷降温和热害资源化利用等制冷系统.通过提取矿井水和矿井回风中的余热用于矿区井口防冻、洗浴供暖和建筑物供暖,是目前矿山地热利用的主要方法.而直接提取巷道围岩热能的同时实现矿井降温是近年来的研究热点,也是矿山地热直接利用的关键;将地埋管换热器布置在采空区充填材料或巷道围岩内提取围岩热能、实现矿区多种清洁能源协同利用是未来矿山地热利用的发展方向之一.