[發明專利]一種深部礦山地熱能與煤炭資源流態化協同開采方法

有效

• 申請號: 202010724561.1
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111997612B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 孫強;張吉雄;周楠;李百宜;劉恒鳳
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F15/06;F24T10/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種深部礦山地熱能與煤炭資源流態化協同開采方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟a，根據煤層實際采礦地質條件，布置長壁逐巷流態化采煤工作面（2），進行工作面相關采掘設備選型、系統布置，采用無人智能盾構機（5）進行煤炭資源無人智能化采煤作業，開采后的煤粉經螺旋輸送機（6）與管路系統流態化運輸至地表；

步驟b，采用條帶式或房柱式開采方法，利用無人智能盾構機對煤層下部鄰近軟弱地熱能儲層進行開采，構筑地熱能存儲所需的空間；

步驟c，開采后的地熱能儲層巖粉添加粉煤灰和水泥后，通過泵送管路系統(11)經運料巷(1)輸送至流態化采煤工作面(2)開采后的采空區進行充填作業，形成充填體(3)；

步驟d，地熱能儲層開采后，鋪設冷水回灌管路(7)與熱水提取管路(13)，便于水熱型地熱能的有效存取，在停采線位置構筑區域隔離擋墻(12)，形成地熱能循環開采系統；

步驟e，管路鋪設及隔離擋墻實施完成后，向地熱能存儲空間(9)內注入冷水，在該區域內布置有水位監測與溫度傳感裝置（8），實時在線監測水熱型地熱能存儲量與溫度閾值；完成本采區地熱能與煤炭資源流態化協同開采作業；

步驟f，重復步驟a~e，完成其它采區地熱能與煤炭資源流態化協同開采作業。

2.根據權利要求1所述的一種深部礦山地熱能與煤炭資源流態化協同開采方法，其特征在于，在步驟a中，煤炭資源流態化采掘作業由巷道掘進斷面與長度決定，流態化充填作業工序主要由膠結充填材料凝結時間與強度決定，兩者協調配合完成整個采區開采。

3.根據權利要求1所述的一種深部礦山地熱能與煤炭資源流態化協同開采方法，其特征在于，在步驟b中，所述煤層下部鄰近軟弱地熱能儲層選取薄煤線或軟弱易開采且儲熱性能較好的巖層，以便于地熱能儲層空間的構建與存儲。

4.根據權利要求1所述的一種深部礦山地熱能與煤炭資源流態化協同開采方法，其特征在于，在步驟b中，所述構筑地熱能存儲所需的空間，其區域內巖體留設尺寸應滿足地熱能循環開采過程的長期穩定。

5.根據權利要求1所述的一種深部礦山地熱能與煤炭資源流態化協同開采方法，其特征在于，在步驟d中，所述鋪設冷水回灌管路(7)與熱水提取管路(13)分別位于地熱能存儲空間上巷與下巷，以便于水熱型地熱能的有效輸送。