一种地下气化废弃矿井抽水蓄能发电方法技术

本发明专利技术具体公开了一种地下气化废弃矿井抽水蓄能发电方法，包括煤层气化、巷道改造、送水发电、泵送抽水：选定水平，在煤层内外建立支护隔离墙，打垂直孔安装送气管及输气管，并连接注气管及集气管，利用电子打火器点燃煤层及气体，集气管收集气体经输气管输出，待气化工作面燃烧充分后，熄灭气化工作面并清理燃余残渣；对支护隔离墙进行防水加固，将原送气管扩充为水管通道，连接地面水塘，开挖发电泵室、送水巷及输水巷，连接发电泵室及水平；将地面水源储存在高位水平，用电高峰时，开启送水巷，利用水体势能带动发电泵室内的水轮发电机发电；用电峰谷时将储存在底位水平内的水源利用发电泵室内的压力泵经输水巷送至高位水平内。

【技术实现步骤摘要】
一种地下气化废弃矿井抽水蓄能发电方法
：本专利技术涉及废弃矿井蓄能发电领域，具体涉及一种地下气化废弃矿井抽水蓄能发电方法。
技术介绍
：电能已越来越成为工作生活中不可或缺的能源,但目前电力使用存在严重的失衡,白天用电量大而晚上的用电量大大下降,造成日常限电及夜晚电量的浪费，因此采用抽水蓄能方式利用闲散电源是一种很好的储能发电方式，这对于解决峰谷用电起到了很大的作用。所谓抽水蓄能发电就是在电网电能富裕时,将富裕的电力用来提水,即通过水泵把水抽到一个特意建造的位于山顶上的山顶水库之中,耗费电网中的剩余电力来驱动可逆水泵水轮机进行提水,将水提高到山顶水库中,增加了这部分水体的势能,在用电高峰时期利用水体势能推动水轮发电机增加发电量。但选址问题一直困扰抽水蓄能电站建设，因此结合废弃矿井建设蓄能电站是一种很有前景的储能方式，不仅有利于拓宽蓄能选点范围，使发电站址向负荷中心、新能源基地、特高压线路交集处等靠近，促进电网安全稳定运行，并可根据矿区能源开发情况，构成新能源微电网系统，使矿区从工业耗水耗电大户转变为新能源电源输出地；同时利用矿洞建设蓄能可以减少筑坝工程量和征地费用，缓解水源蒸发问题，有效节约项目投资；此外还可促进矿区自然生态环境的恢复，带动周边相关产业发展，实现变废为宝，且不需要山谷条件、耕地、移民问题较小。然而，多数矿井目前使用充填开采方式，采后的巷道进行抽水蓄能需进行大量的巷道改造工作，为此，本专利技术提出一种地下气化废弃矿井抽水蓄能发电方法，利用气化方式完成煤层开采，同时采后的废弃矿井可以保留较为完整的蓄水空间，稍微加以设计即可进行抽水蓄能发电，既保证了矿井生产经济利益，又利用废弃矿井进行再利用发电。
技术实现思路
：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种地下气化废弃矿井抽水蓄能发电方法。本专利技术一种地下气化废弃矿井抽水蓄能发电方法，包括煤层气化、巷道改造、送水发电、泵送抽水，其特征在于：步骤一，选定高程差大于400m的两个水平，在设计煤层内外建立支护隔离墙，打设垂直钻孔安装送气管及输气管，并分别通入支护隔离墙内，连接注气管及集气管，注气管安装在支护隔离墙两侧，集气管安装在预留出的集气巷中，利用电子打火器点燃煤层及气体，控制送气管内气体调节气化工作面温度，集气管收集气体经输气管输出，待气化工作面燃烧充分后，熄灭气化工作面，待内部安全后开启防护隔离门清理燃余残渣，完成煤层气化；步骤二，将集气管及输气管拆除，对支护隔离墙进行防水加固，将原送气管扩充为水管通道，连接地面水塘，并在两个水平间开挖发电泵室，并开挖送水巷及输水巷，连接发电泵室及两个水平，完成巷道改造；步骤三，用电峰谷时将地面水源储存在高位水平内，待用电高峰期到来时，开启送水巷，利用水体势能带动发电泵室内的水轮发电机进行发电，并储存在低位水平中，完成送水发电；步骤四，储存在底位水平内的水源在用电峰谷时，利用发电泵室内的压力泵将水源经输水巷送至高位水平内，以待下一次发电操作，完成泵送抽水。进一步，气化废弃矿井水平可为两个或多个，针对井下掘进深度可进行多梯次发电。进一步，支护隔离墙满足气化工作面支护需求，避免气化后顶板垮塌。进一步，送气管内气体可进行调节，添加气化剂、水蒸气、惰性气体等。进一步，送水巷及输水巷可挖掘巷道，或预埋管道。附图说明图1是实现本专利技术一种地下气化废弃矿井抽水蓄能发电方法的结构示意图。图2是图1的俯视示意图。图中：1为地面；2为地面水塘；3为送气管；4为支护隔离墙；5为气化工作面；6为注气管；7为输气管；8为送水巷；9为发电泵室；10为输水巷；11为防护隔离门；12为集气管。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细的描述。步骤一，选定高程差大于400m的两个水平，在设计煤层内外建立支护隔离墙4，打设垂直钻孔安装送气管3及输气管7，并分别通入支护隔离墙4内，连接注气管6及集气管12，注气管6安装在支护隔离墙4两侧，集气管12安装在预留出的集气巷中，利用电子打火器点燃煤层及气体，控制送气管3内气体调节气化工作面5温度，集气管12收集气体经输气管7输出，待气化工作面5燃烧充分后，熄灭气化工作面5，待内部安全后开启防护隔离门11清理燃余残渣，完成煤层气化；步骤二，将集气管12及输气管7拆除，对支护隔离墙4进行防水加固，将原送气管3扩充为水管通道，连接地面水塘2，并在两个水平间开挖发电泵室9，并开挖送水巷8及输水巷10，连接发电泵室9及两个水平，完成巷道改造；步骤三，用电峰谷时将地面1水源储存在高位水平内，待用电高峰期到来时，开启送水巷8，利用水体势能带动发电泵室9内的水轮发电机进行发电，并储存在低位水平中，完成送水发电；步骤四，储存在底位水平内的水源在用电峰谷时，利用发电泵室9内的压力泵将水源经输水巷10送至高位水平内，以待下一次发电操作，完成泵送抽水。进一步，气化废弃矿井水平可为两个或多个，针对井下掘进深度可进行多梯次发电。进一步，支护隔离墙4满足气化工作面5支护需求，避免气化后顶板垮塌。进一步，送气管3内气体可进行调节，添加气化剂、水蒸气、惰性气体等。进一步，送水巷8及输水巷10可挖掘巷道，或预埋管道。当然，上述说明仅仅为本专利技术的较佳实施例，本专利技术并不限于上述的实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替换、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本专利技术的保护。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下气化废弃矿井抽水蓄能发电方法，包括煤层气化、巷道改造、送水发电、泵送抽水，其特征在于：/n步骤一，选定高程差大于400m的两个水平，在设计煤层内外建立支护隔离墙，打设垂直钻孔安装送气管及输气管，并分别通入支护隔离墙内，连接注气管及集气管，注气管安装在支护隔离墙两侧，集气管安装在预留出的集气巷中，利用电子打火器点燃煤层及气体，控制送气管内气体调节气化工作面温度，集气管收集气体经输气管输出，待气化工作面燃烧充分后，熄灭气化工作面，待内部安全后开启防护隔离门清理燃余残渣，完成煤层气化；/n步骤二，将集气管及输气管拆除，对支护隔离墙进行防水加固，将原送气管扩充为水管通道，连接地面水塘，并在两个水平间开挖发电泵室，并开挖送水巷及输水巷，连接发电泵室及两个水平，完成巷道改造；/n步骤三，用电峰谷时将地面水源储存在高位水平内，待用电高峰期到来时，开启送水巷，利用水体势能带动发电泵室内的水轮发电机进行发电，并储存在低位水平中，完成送水发电；/n步骤四，储存在底位水平内的水源在用电峰谷时，利用发电泵室内的压力泵将水源经输水巷送至高位水平内，以待下一次发电操作，完成泵送抽水。/n

【技术特征摘要】
1.一种地下气化废弃矿井抽水蓄能发电方法，包括煤层气化、巷道改造、送水发电、泵送抽水，其特征在于：
步骤一，选定高程差大于400m的两个水平，在设计煤层内外建立支护隔离墙，打设垂直钻孔安装送气管及输气管，并分别通入支护隔离墙内，连接注气管及集气管，注气管安装在支护隔离墙两侧，集气管安装在预留出的集气巷中，利用电子打火器点燃煤层及气体，控制送气管内气体调节气化工作面温度，集气管收集气体经输气管输出，待气化工作面燃烧充分后，熄灭气化工作面，待内部安全后开启防护隔离门清理燃余残渣，完成煤层气化；
步骤二，将集气管及输气管拆除，对支护隔离墙进行防水加固，将原送气管扩充为水管通道，连接地面水塘，并在两个水平间开挖发电泵室，并开挖送水巷及输水巷，连接发电泵室及两个水平，完成巷道改造；
步骤三，用电峰谷时将地面水源储存在高位水平内，待用电高峰期到来时，开启送水巷，利用水体势能带动发电泵室内的水轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕鑫，杨科，付强，王于，赵新元，张继强，刘文杰，池小楼，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34