[发明专利]一种基于高地温矿井的煤-热共采方法

摘要

本发明公开了一种基于高地温矿井的煤‑热共采方法，本方法将煤炭开采后形成的采空区作为水库；同时在巷道内向热储层开挖地热井，通过地热开采井将热水抽出，通过地热回灌井将冷水回灌；同时在地表修筑水源热泵换热站及风源热泵站，回收热水及热风中的热能。通过本方法，煤炭的开采可有效改变地下岩层结构，对热储层起到一定的卸压及增透的作用，提高了地热井的热提取效率；通过本发明，也可以重新利用废弃的高地温矿井，实现再生产；开采出的地热资源节能减排；且在矿井内开挖地热井，大大缩短地热井的开采深度，降低了钻井难度，缩短了钻井周期，降低了开采成本。

主权项

1.一种基于高地温矿井的煤‑热共采方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)煤炭开采：根据煤层赋存条件，布置主井(121)、副井(122)、通风井(15)，确定开采水平，在该开采水平内开掘巷道、硐室、开采工作面，进行煤炭开采工作，相邻开采工作面开采过程中沿空留巷并预留煤柱；所述巷道包括与主井(121)连通的运输巷道(131)、与副井(122)连通的轨道巷道(132)、与通风井(15)连通的回风巷道(133)；(2)地热勘探：待一个水平的煤炭开采工作面结束后，自该水平的巷道或硐室向下打探测钻孔(5)，确定矿井的热储层(6)范围以及品位情况；(3)建立抽采模型，确定开采参数：建立井下地热水抽采模型，模拟抽水降压对井下岩层(11)活动的影响，确定合理开采规模、采灌井距；(4)修建地热采掘系统：该地热采掘系统包括本水平地热采掘系统及本水平下地热采掘系统；所述本水平地热采掘系统修建方式包括以下步骤：a、在本水平采空区四周预留的所述煤柱基础上构筑混凝土坝体，封堵顺槽使采空区形成水库(8)；b、修建连通地面(1)及水库(8)的第一冷水管(22)及第一热水管(21)；所述本水平下地热采掘系统修建方式包括以下步骤：A、在所述热储层(6)上方的巷道或硐室处选址，修建钻井硐室(7)，向下开挖地热井至热储层(6)；地热井包括用于抽采热水的地热开采井(41)、用于回灌冷水的地热回灌井(42)；B、修建连通地热开采井(41)及地面(1)的第二热水管(211)，修建连通地热回灌井(42)及地面(1)的第二冷水管(221)；(5)修建地面(1)换热站进行开采热能：在地面(1)修建水源热泵换热站(31)，以回收所述第一热水管(21)及第二热水管(211)中的热能，热水经换热后形成冷水；冷水通过第一冷水管(22)注入所述水库(8)中，在水库(8)中吸收矿井内的热能并逐渐升温形成热水，再次通过第一热水管(21)进入水源热泵换热站(31)换热，从而完成水循环；冷水通过第二冷水管(221)注入所述地热回灌井(42)中，在所述热储层(6)内吸收热能逐渐升温形成热水，再次通过第二热水管(211)进入水源热泵换热站(31)换热，从而完成水循环；在地面(1)通风井(15)处修建风源热泵站(16)，以回收所述通风井(15)出来的热风中的热能。