煤矿废弃井巷抽水储能理论与技术框架
2021-07-27葛帅帅冯国瑞姚西龙栗继祖畅一帆
煤炭工程 2021年7期
葛帅帅,冯国瑞,姚西龙,栗继祖,畅一帆
(太原理工大学,山西 太原 030027)
2020年,我国煤炭总产量为39亿t,生产矿井约4700座,累计关停矿井约5500座[1],这些关停的矿井如不能实现合理的再利用,将会产生地下水污染、人员安置等一系列经济、社会与环境问题[2]。如何实现废弃矿井资源化利用是世界性难题,废弃矿井抽水储能将废弃矿井资源化利用及可再生能源电力的消纳结合起来,是科学合理的废弃矿井资源开发利用模式之一。
废弃矿井抽水储能技术设想起源于20世纪70年代[3],国外学者对废弃矿井抽水储能技术潜力及可行性进行了研究,但多数集中在非煤矿山,特别是露天矿井[4-6]。我国学者也尝试结合煤矿废弃井巷的实际,开展了深入的研究,付贵祥提出了废弃矿井储气和抽水储能概念模型[7];谢和平院士团队总结国内外废弃矿井抽水储能技术研究进展,论证了中国煤炭资源型地区利用废弃矿井发展抽水储能的潜在社会价值及可行性,提出抽水储能发电一体化构想[8,9];郑晓亮教授团队借鉴地表抽水储能电站设计思路对废弃矿井抽水储能系统设计和设备选型进行了研究[10,11]。
然而,关于废弃矿井抽水储能研究仍停留在概念和可行性论证阶段,缺乏系统的理论和技术研究框架梳理。本文借鉴神东矿区地下水库项目“规划先行、边回采、边治理、边利用”的地下水库建设经验[12],提出废弃井巷抽水储能技术概念,从工程背景、科学问题、关键技术和工程实践四个层面构建了废弃井巷抽水储能的理论与技术研究框架,为废弃井巷抽水储能技术理论研究和推广应用提供参考。……
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