工作面过废弃巷顶板微震时空演化机制及危险性分区

研究过废弃巷期间顶板微震响应的时空演化,对于掌握顶板岩层的损伤程度与运移特征具有重要意义。以东庞煤矿9212工作面过废弃巷为例,首先通过理论分析和微震监测对研究阶段进行划分,然后对不同阶段微震事件的平面、剖面分布以及空间位置关系进行分析,并通过能量离散系数(A_(E))和空间双因子(S,α)研究了顶板微震事件的能量差异与聚集特征;之后应用主成分分析与熵权法确定综合权重,并基于脆弱性指数法建立了危险性评价模型;最后使用GIS技术绘制3个阶段的危险性等级分区图。研究表明:①工作面过废弃巷期间共划分为3个研究阶段,分别为正常开采阶段、废弃巷超前影响阶段和过废弃巷阶段,各阶段分别以“低频次、低能量”、“低频次、高能量”、“高频次、高能量”为主要微震响应特征;②顶板关键层破断前,存在前后2个A_(E)异常区,前异常区以应力异常作为主要诱发因素,导致A_(E)突增到7以上,后异常区以周期来压作为直接诱因,引发连续性的大规模强震,其重要征兆为前异常区结束并出现A_(E)骤降的突变;③角度因子α一般集中在30°~60°,但在周期来压时α<30°,且关键层破断前的α会以>60°的高角度向上孕育,然后以<30°的小角度发生破断;面积因子S在高位关键层破断以及周期来压时会出现瞬时突增,而低位关键层超前断裂所导致的S较小,但煤岩体破碎程度较大;④3个研究阶段共划分为6个危险性等级,其中红色“Ⅰ级”危险区域发生顶板整体垮落以及大面积来压的可能性最大,其主要集中在过废弃巷阶段煤层上方0~60 m以及废弃巷超前影响阶段的顶板0~30 m内,并呈现上小、下大的分布形态。

煤矿废弃井巷可作为废物处置的安全场地

随着人口的增加和经济的高速发展，我国城市和乡村生活垃圾和工业废物产生量迅速增长，造成越来越严重的环境污染问题．根据国外的经验，将废物转运到地下处置可以成为解决环境问题的新出路．我国是采矿大国，特别是煤矿开采量很大，分布面积广泛，能否将煤矿开采形成的工作面、废弃井巷和其它地下空间利用起来，作为废物的永久处置场地，本文就此问题进行了较深入的探讨，提出了煤矿地下可利用的空间能力，可处置废物的种类，废物地下处置的技术要求，井上、下的安全技术措施和经济效益分析等一系列的技术问题．

废弃煤炭井巷抽水储能的全生命周期成本研究

废弃煤炭井巷抽水储能不仅有利于废弃煤炭井巷资源的再利用,而且有利于促进可再生能源电力的消纳,能够推动煤炭资源型地区能源供给系统的转型发展。废弃煤炭井巷抽水储能的全生命周期成本核算是该项技术推广的前提,具有必要性和现实意义。本文参照大柳塔煤矿地下水库的相关数据,建立了废弃煤炭井巷抽水储能的技术参数体系;通过与传统抽水储能电站进行对比,分析废弃煤炭井巷抽水储能的全生命周期经济成本和环境成本;利用敏感性分析,得出各影响因素对平准化发电成本的影响程度。结果显示:①在不考虑施工难度的情况下,同等装机规模的废弃煤炭井巷抽水储能的平准化储能成本低于传统抽水储能电站的平准化储能成本;在考虑施工难度的情况下,若废弃煤炭井巷抽水储能的施工难度系数小于传统抽水储能的1.26倍,则废弃煤炭井巷抽水储能的成本要小于传统抽水储能;②废弃煤炭井巷抽水储能的装机规模小于传统抽水储能时,其平准化储能成本虽然高于传统抽水储能,但低于当地峰谷差价,具有经济可行性;③施工难度是影响废弃煤炭井巷抽水储能成本的关键因素,环境成本对废弃煤炭井巷抽水储能平准化发电成本影响程度最小;④废弃煤炭井巷抽水储能的环境成本较低,在全生命周期发电成本中所占比重较小,废弃煤炭井巷抽水储能具有良好的环境效益。

废弃井巷抽水储能技术构想及关键技术参数研究

结合煤矿井巷和采空区废弃过程及废弃矿井抽水储能研究现状,提出了废弃井巷抽水储能技术构想、技术方案及实现方法,对系统关键技术参数及其计算方法进行了介绍和推导,研究结果表明:完全地下的废弃井巷抽水蓄能系统、井上下联合的废弃井巷抽水蓄能系统、利用虹吸效应的废弃井巷抽水蓄能系统是三种可行的废弃井巷抽水储能技术方案;采空区涌水量、废弃井巷水库库容、系统电能储备量是废弃井巷抽水储能的三项重要技术参数;结合废弃井巷及采空区的空间资源特性,在废弃井巷水库库容计算中提出了阶梯式死水位的概念,提高了水库库容的计算精度。进一步厘清了废弃井巷抽水储能技术实现方式及关键技术参数,为废弃井巷抽水储能系统设计及技术推广应用提供了参考。

煤矿废弃井巷抽水储能理论与技术框架

废弃井巷抽水储能能够实现废弃矿井资源化利用及可再生能源电力的消纳,但煤矿废弃井巷抽水储能的理论及技术体系仍需进一步完善。通过分析我国主要产煤省份煤炭开采空间分布情况,揭示了我国煤矿废弃井巷抽水储能发展的巨大潜力;从工程背景、科学问题、关键技术和工程实践等方面阐述了废弃井巷抽水储能的理论与技术框架。研究结果表明:采空水赋存规律及资源化利用方法、人工坝体及煤柱多场耦合变形机理、废弃井巷抽水储能技术经济原理及煤矿回采与废弃井巷抽水储能过渡机制是废弃井巷抽水储能开发的亟需解决的科学问题;采空水资源评估及生态利用技术、煤柱防渗改造技术、人工坝体设计建设技术及底板防渗改造技术等技术是废弃井巷抽水储能需要攻关的关键技术。进一步厘清了废弃井巷抽水储能开发的理论研究体系,并为废弃井巷抽水储能技术研发及推广应用提供了参考。

山西省多能互补系统发展问题及对策研究

基于煤炭、可再生能源、储能及氢能相融合的多能互补系统是实现山西省能源革命排头兵的重要措施。分析山西省多能互补系统的发展现状及问题、开发模式及发展对策,结果表明:山西省以煤为主的能源供给结构是多能互补系统发展的障碍,构建"可再生能源+废弃井巷抽水储能"和"可再生能源制氢"是实现山西省多能互补系统的一个重要措施;通过电力辅助服务及补贴政策,为山西省多能互补系统的快速发展提供政策支持,该研究能够为山西省能源综合改革提供一些有益的借鉴。