废弃矿井抽水蓄能地下水库构建的基础问题探索
2021-11-10卞正富周跃进曾春林AXELPreusse张保生HABILChristophBruecker白海波孟庆彬
卞正富,周跃进,曾春林,黄 赳,浦 海,AXEL Preusse,张保生, HABIL Christoph Bruecker,白海波,孟庆彬,陈 宁
(1.中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏 徐州 221116;2.中国矿业大学 环境与测绘学院,江苏 徐州 221116;3.RWTH Aachen University, Institute for Mine Surveying, Aachen 52062;4.中国矿业大学 电气与动力工程学院,江苏 徐州 221116;5.City University of London, Dept. Mechanical Engineering and Aeronautics, London EC1V0HB)
我国关闭矿井数量庞大,根据中国工程院重点咨询项目“我国煤炭资源高效回收及节能战略研究”预测:2020年,我国关闭矿井数量达到12 000处,2030年将到达15 000处[1]。关闭矿井造成地下空间体量巨大,初步统计现有可利用地下空间长约100万km,体积可达156亿m3左右[2]。针对巨大的煤矿地下空间,谢和平、钱鸣高、洪伯潜、袁亮、蔡美峰、武强等院士和专家提出了废弃矿井转型升级与地下空间综合利用战略构想,包括:建立压缩空气蓄能电站、抽水蓄能电站、井筒式小型智能化地下停车库、地下生态景观体验区等。谢和平等[3]对我国煤矿井下储水蓄能发电能力进行了预测,研究表明,利用废旧煤矿和矿井水库的蓄能发电量约为2014年我国全年发电总量的1.5倍。废弃矿井储水蓄能利用,不仅可以解决废弃矿井地下空间高效利用、生态环境修复、工人就地安置等问题,而且可以突破常规抽水蓄能电站的选址限制。从地理位置上看,横向废弃矿井区、纵向废弃矿井区分别与北部风/光能源带、东部沿海风/核能源带地理分布相一致,因此建立废弃矿井抽水蓄能电站可为我国能源结构调整特别是新能源、智能电网的发展提供巨大的战略空间,与传统的化学蓄能相比能很好的解决部分地区弃风弃光的现象。……
