小庄煤矿水源地热资源开发及利用研究

根据小庄煤矿地质资料和井下水资料,对井下水源地热资源状况进行调查,提出了一种矿井涌水资源综合利用方案。该方案将抽采的地热水经管道运输至井上,经地面矿井水处理站处理后,再利用高效的原生态涌水热泵技术提取原水温度并提高至40℃～50℃,在地面换热站实现集中换热,可满足工业厂区的热水供应;矿区矿井水目前涌水热资源总量为21. 98 MW,可实现日功率为15 MW的热量供应。矿井涌水热资源的开发利用,为我国矿山地热发展和绿色矿山建设提供了新思路。     

煤-热共采模式下矿井地热水开采及智能调度技术研究

为响应我国“碳达峰、碳中和”战略目标,实现能源绿色清洁转型,开发深部矿井地热资源具有重要意义。以平煤十矿为背景,利用热储体积法,评价了矿区地热水开发潜力,结果显示矿区地热水蕴藏热能7.63×10¹⁷ J,折合标煤26.1 Mt,动态地热流体可采量折合标煤1.01 Mt/a,具有较高开发潜力。基于此,在煤-热共采理论及框架的基础上,提出了矿井地热水开采方法,并提出了一种基于地面热负荷的地热水开采智能调度技术。通过计算矿区热负荷,设计了矿井地热水开采方案,并进行了现场工业性实验。实验结果表明,开发利用矿井地热水可满足平煤十矿矿区17万m²的冬季供暖及7 000余名职工日常洗浴,同时可减少燃煤约10 327 t/a,折合CO₂排放量2.69×10⁴ t/a,为企业带来693.8万元的经济效益。因此,深部矿井地热水开采具有良好的安全效益、经济效益、社会效益与环境效益,可为我国“双碳”目标的实现贡献力量。     

煤-热共采模式下地热水非常规开采数值模拟研究

在我国“碳达峰、碳中和”时代背景下，开展矿井地热水资源开发利用实现煤-热共采的研究具有重要战略意义。然而，目前煤-热共采技术尚不成熟，针对矿井地热水抽采的研究还需进一步补充。因此，基于煤-热共采理论及技术框架，提出了一种地热水井下非常规开采方法。分析了矿区热储形成机制，采用热储体积法对矿区地热水资源量进行了估算，评价了矿井地热水开发潜力。同时，数值模拟了地热水非常规开采模式下的热储温度场及生产井水温变化。分析了生产井群参数对热储层温度场及生产井水温的影响，并与常规地热水生产方法进行了对比。最后，讨论了矿井地热水开采利用所产生的社会、经济效益。结果显示：(1)矿区地热水静态可采量为1.14×10¹⁷ J,折合标煤3.9 Mt。动态可采量为2.95×10¹⁶ J/a,折合标煤1.01 Mt/a。(2)生产井水温受回灌水温的影响较大，与回灌方式的关系不大，且回灌水温对生产井水温的影响主要体现在生产后期。(3)随着生产速率的增加，生产井群热突破时间提前，且在热突破点之后的温降速率加快。(4)均衡生产对生产井的服务年限具有有益作用。(5)通过调整非常规...     

焦作—商丘断裂永城段地热资源评价

焦作—商丘断裂是长期活动壳断裂，垂直落差1 000～2 000 m，具有良好的地热地质条件及热储层。焦作—商丘断裂永城段区域为了使用地热这种优质的可再生资源，对该区域的地质背景、地热地质条件、热储赋存条件进行了分析与研究，分析了该区具有经济价值的下古生界寒武—奥陶系岩溶裂隙热储层的赋存特征。结合水文地质资料，对发育良好、水量丰富、埋深适中、具有开发利用价值的寒武—奥陶系热储层的地热资源量进行了计算，并对区域地热资源的开发利用及节能减排进行了评价。     

韩城地区中深层岩溶地热资源热储特征及潜力评价

韩城地区地热资源丰富,具有得天独厚的地热地质优势,特别是在中深层岩溶地热水方面,呈面状分布,属中低温热矿水,具备"水量大、水位浅、水温高、易回灌"等优势。为合理开发利用地热资源,通过介绍韩城地区地热资源分布状况及开发利用现状,总结了地热地质条件,分析韩城地区岩溶地热水热储特征,估算了岩溶地热资源储量,对该区地热资源开发利用发展趋势作了预测。分析认为,后期开发利用阶段应加强物探勘查和地质评价工作,且地热水水温受奥陶系灰岩热储层埋藏深度控制,地热井水矿化度符合医疗用热矿水资源的要求。通过对研究区域中深层岩溶地热资源进行评价分析,可以为该区综合利用开发研究区地热资源提供地质依据。     

天津市津南区采58区地块地热资源分析及开发对策

地热资源作为一种绿色资源,越来越受人们的重视和利用。近年来,天津市津南区发展迅猛,为打造绿色新区,减少城市污染,对绿色能源地需求逐年增加。对津南区采58区地块地热地质构造条件进行了论证分析,分析计算区内蓟县系雾迷山组热储层地热水水温、水量,并提出了地热资源开发利用对策,为研究区地热资源的合理开发利用提供依据。     

华北型煤田奥陶系岩溶水水文地球化学特征及其对地热的指示意义

华北型煤田奥陶系岩溶水是集水、热于一体的绿色能源,明确受煤层开采影响其补给来源、热储赋存环境、径流与循环等形成演化特征对于地热资源的勘探与开发具有重要意义。在充分了解典型华北型煤田-淮北煤田地质、水文地质及地热地质条件的基础上,采集区内岩溶地热水样品进行水化学及同位素测试并收集相关成果进行数据补充,揭示了岩溶地热水水化学成分特征及水-岩作用类型,明确了地热水补给来源,评估了岩溶热储温度及地热水循环深度,提出了研究区地热水形成演化模式。结果表明：淮北煤田岩溶地热水主要来源于大气降水补给,北部闸河矿区以直接入渗补给为主,水化学表现为HCO₃-Ca型,水-岩作用以溶滤溶解为主,指示该区地热水更新速率较快、循环路径短;南部宿县和临涣矿区仅在部分区域接受大气降水蒸发入渗补给并与古地下水混合明显,水化学类型多样,包括SO₄-Ca、SO₄-Ca·Mg、HCO₃·SO₄-Ca·Mg、SO₄-Ca·Na、Cl·SO₄-Na、Cl-Na等,水-岩作用类型...     

周口凹陷区（周口段）地热资源评价

地热能是集热、矿、水为一体的可再生绿色能源。为保障周口凹陷区地热资源的可持续利用，实现节能、减排，保护环境，通过对周口凹陷区的地质背景、地热地质条件、热储赋存条件的分析，阐述了该区具有经济价值的新近系热储层的赋存特征，建立热储地质模型，对周口凹陷区（周口段）2 000 m以浅的地热资源储量进行评价。评价结果表明，该区主采热储层地热流体温度40～70 ℃，2 000 m以浅地热流体资源储存量为24 560.08×10⁸ m³、热能储存量为104 123.24×10¹⁶ J，地热流体可开采量为4 234.58×10⁴ m³/a，按照100年保证开采年限，可采热能为161.30 MW，属低温大型地热田；分析了该区地热水资源利用现状及存在的问题，并对合理开发利用与保护地热水资源提出了合理化建议。     

龙南县汶龙镇煤矿地热资源应用前景分析

汶龙镇煤矿含煤地层为二叠系龙潭组,上覆侏罗系火山沉积岩,深部隐伏有燕山期高生热率花岗岩体。矿区构造复杂,主干断裂规模较大,活动剧烈,次生断层发育。矿井生产时井下温度较高,矿井突水温度高达37℃,说明存在地热异常。综合研究分析认为矿区具有较好地热资源前景,建议进一步开展工作。通过对已关闭矿山汶龙镇煤矿的地质资料综合分析,并进行采样测试,阐述了矿区的地质概况及地热地质特征。     

煤-热共采的理论与技术框架

煤炭与地热资源共采是煤及煤系共伴生资源共采的积极探索,是煤炭安全开采和地热能利用的有机结合,开发和利用矿山地热,可为绿色矿山建设和地热能发展做贡献。总结了我国高地温矿井的类型及其成因,统计了我国高地温矿井的分布情况,论述了开发和利用矿山地热资源的必要性和可行性。提出了煤-热共采的概念,从工程背景、科学问题、关键技术和工程实践等方面阐述了煤-热共采的基本理论与技术框架。探讨了煤-热共采的科学问题,包括煤系储层的地质力学问题,高地温矿井热源分析及深部地温分布规律,矿山地热资源的技术经济评价方法,煤-热共采的多场耦合及其演化规律等问题。在此基础上,分析了煤-热共采的关键技术,包括共采工艺,井下钻井与成井工艺,井下抽采与回灌技术,高效能热泵技术,高效能集输与间接换热技术,动态监测和智能调峰技术等。     

荥巩煤田西部地热开发前景浅析

随着煤矿开采深度和勘探深度的增加,荥巩煤田西部表现出了明显地热异常,利用煤田地质勘探资料和煤矿开采资料,采用物探手段选择有利的地热开采区段,对地热资源进行了探采试验,通过探采试验进一步确定了该区地热资源的成因、热储结构,并初步确定了可采资源量,不仅为该区地热资源的合理开采提供了重要依据,同时也为煤矿热害防治提供了重要参考。通过分析,也表明了本区地热资源丰富,水质良好,埋藏较浅易于开发利用,具有较好的开发前景。     

豫北平原地热资源分区及其开发利用研究

豫北平原地处华北盆地边缘,具有较高的地热流和地温梯度,巨厚的新生界沉积及其覆盖下的下古生界奥陶系、寒武系形成良好的地下水热储层。分析了研究区地温梯度、地温分布、地温异常以及不同深度地温分布,基于此,将研究区划分为8个地热分区：太行拱断束地热分区、汤阴断陷地热分区、内黄凸起地热分区、东明断陷地热分区、济源凹陷地热分区、武陟凸起地热分区、中牟凹陷地热分区、菏泽凸起(河南部分)地热分区。将研究区地热资源开采适宜性划分为最适宜、适宜、差的、不适宜四个等级,针对地热水不同梯级,根据温度、水质确定其不同的开发利用方向,进行综合开发利用。研究为合理开发利用地热资源提供依据。     

广东省湛江市地热田特征及开发利用建议

湛江市地热田为水热型地热田,其热储呈水平层状分布,共有3个热储层。通过对广东省湛江市地热田的地质背景、地热地质条件、热储赋存条件的分析研究,阐述了该区的热储赋存特征,对热储层的地热资源量进行了计算,并对本区地热资源的开发利用提出建议。     

淮南矿区地热地质特征与地热资源评价

为了探索淮南矿区地热地质特征和矿井深部热害防治对策,系统收集和分析了淮南矿区钻孔井温测井资料,基于近似稳态测温数据,拟合了测温孔孔底温度校正曲线,对简易井温测井钻孔孔底温度进行了校正;采用浅钻孔测温法,对井下巷道围岩温度进行了测定;计算了各井田的地温梯度,并结合110块煤系地层煤岩样品的热导率测试结果,计算得出淮南矿区的大地热流值,编制了淮南矿区现今地温场、地温梯度和大地热流分布图,在此基础上,系统论述了该区现今地温场、地温梯度和大地热流的展布趋势以及煤系岩石的热物理性质,探讨了地温场分布的构造控制作用,并对矿区地热资源进行了评价。研究结果表明:①淮南矿区测温井底温度恢复与静井时间符合指数函数关系,并据此建立了简易井温测井钻孔孔底温度变化的校正公式;②淮南矿区地热参数表现为地温梯度为1.00～4.00℃/hm,平均值为2.8℃/hm;大地热流值变化在31.87～92.68 mW/m~2,平均值为65.50 mW/m~2;-500 m水平平均地温为29.96℃,-1 000 m水平为41.84℃,-2 000 m水平为69.62℃;岩石热导率在0.37～5.22 W/(m·K),平均值为2.93 W/(m·K);③平面上地温梯度、地温场、大地热流总体呈现为西低东高、南低北高的分布趋势;④矿区现今地温场和大地热流分布主要受控于地质构造,表现为褶皱型、逆掩断层阻热型和导水断层传热型3种构造控温模式;⑤基于地热资源评估,该区热储层地热资源量为2.32×10~(16) kJ,可采热能储量为2.64×10~(15) kJ,矿井水和矿井回风余热资源量为0.97×10~(13)～1.26×10~(13) kJ/a,是一个可再生的低温热源,潜在效益显著。研究成果为淮南矿区深部煤炭开发热害防治和地热资源综合开发利用提供了地质依据。加强煤矿区深部地热资源和矿井余热资源的评价、利用研究,应是煤矿区可持续发展的方向之一。     

高阳县地热资源评价

通过对高阳地热田的地层与地质构造背景、地热地质条件以及热储层埋藏条件的研究和分析,阐述了研究区热储层主要为新近系明化镇组孔隙热储层、馆陶组孔隙热储层和基岩裂隙岩溶热储层。通过热储法将3个热储层的地热资源量和可开采量进行了计算,高阳县地热资源总量3.400×10~(19)J,可采地热资源量1.933×10~(19)J。初步摸清了高阳县地热资源量,为今后高阳地热田地热资源合理开发利用提供了重要的依据。     

王行庄煤矿地温特征及地热资源的利用

王行庄煤矿位于河南省郑州市南45 km,设计生产能力120万t/a,为一大型新建矿井。该区因煤层埋藏较深、地温较高,地热成为影响该区煤炭开采的重要因素之一。通过对测温资料的整理,确定了恒温带、孔底温度、地温梯度和煤层底板温度等重要地温参数,并总结出矿区二₁煤层地温变化规律、地温热害分区、地温梯度及地温异常分区、地温梯度变化规律、矿山地温类型等地温地质特征及其影响因素,并对矿区地热资源的利用进行分析。该研究对指导矿山建设与资源开发具有重要意义。     

胶东半岛矿山地热资源利用方法

随着矿产资源的大量消耗,矿山向纵深开采成为必然趋势,随之而来的地热问题也越来越多地显现出来;矿山地热水既是淡水资源又蕴含热能,极具利用价值。矿山地热虽是绿色能源,如不能合理转化利用,会造成井下高温,严重影响生产效率。以矿山地热资源循环利用为研究目的,从地温效应调控入风流温度、热泵技术在金属矿山中的应用以及地下水回灌系统的角度,分析了矿山地热的利用原理及方法,建立了浅层井筒与风流热交换模型、压力回灌三维非稳定流数学模型等相关理论模型,并对地热利用方法进行试验研究和分析,研究结果应用于胶东半岛典型金属矿山中。结果表明,对矿山地热资源的合理利用在理论上和实际操作上具有可行性,可为我国矿业绿色能源开发探索一条可能的途径。     

晋城矿区奥陶系灰岩水赋存特征及其对3号煤层承压开采的影响

华北众多矿区,奥陶系灰岩承压水是构成矿井安全生产的主要灾害之一,常因突水造成采面或采区,甚至矿井被淹。但由于地理、地质背景的差异影响,不同矿区奥陶系灰岩赋存特征、岩溶裂隙发育程度及导、富水性,存在显著的差异性,承压开采危险性及危害程度也不尽一致。针对晋城矿区3号煤层开采受煤层底板奥陶系灰岩承压水威胁的实际,在对奥陶系峰峰组与马家沟组灰岩含水层岩性、裂隙发育程度与富水性、地下水赋存特征等分析研究的基础上,采用定量与定性相结合的方法评价了矿区3号煤层承压开采可行性,为矿井安全生产及承压水的防治提供了科学依据。     

基于灰色数列方法的潘集矿区深部地热资源评价

潘集矿区深部是淮南煤田新的煤炭资源地,该区高温异常明显,从矿井建设、安全综合生产和新能源的综合开发利用等方面考虑,进行地热资源的评价研究具有非常深远的意义。依据研究区最新的地温资料,利用灰色数列方法预测深部地温,并以"热储法"计算研究区地热资源储量。该区开展地热资源利用不仅能够带来巨大的经济和社会效益,而且将对煤矿能源结构的调整和绿色生态矿山的建设具有重要的推动作用。     

豫东下古生界地热资源潜力评价

该文系统介绍了豫东下古生界岩溶裂隙热储层区域地质概况,对该区域的地热地质条件、地热成因、地热水化学特征、尤其是地温场特征进行分析及地热资源评价,为资源区段优选提供了更加准确的参考资料。