一种深部煤层开采采空区充填地热开采方法技术

本发明专利技术公开了一种深部煤层开采采空区充填地热开采方法，由副井进入深部煤层开采区域，在第一水平位置设置集中换热站，沿副井从地面向井下布置集中换热管路；对各工作面进行煤体开采，并对采空区进行导热材料回填；分别在采空区的顶板和底板上施工纵向水平钻孔和横向水平钻孔，并铺设取热管路，取热管路靠近集中换热管路的通过软管接入集中换热管路中。在工作面开采后对采空区使用导热性良好的材料进行回填，并根据工作面长度在工作面顶底板、顶板布置钻孔和取热管路，通过向采空区充填体和底板岩层竖向钻孔并插入取热棒进行取热，大大增加了取热面积和取热效率实现开采后的长期取热。

【技术实现步骤摘要】
一种深部煤层开采采空区充填地热开采方法
本专利技术属于深部煤层开采
，具体涉及一种深部煤层开采采空区充填地热开采方法。
技术介绍
随着机械化程度日益加强，我国煤矿开采深度也在不断增加，同时也伴随着机械散热和高温地热等热害问题，随采深增加，岩层温度随之提高，矿井热害越严重。矿井热害会降低作业人员作效率，严重制约矿井经济效率。地热资源相较于煤炭资源是一种较为清洁的能源，矿井地热可供发电、冬季住宅供暖等使用，且地热资源分布范围广、可再生、可持续利用，符合持续健康发展的要求。现有深部煤层地热开采，通常是在开采前施工大量钻孔以便布置取热管路。目前存在的主要问题是：(1)需要单独布置大量钻孔并铺设取热管路，钻孔的施工周期长，且利用率较低，取热成本较大等问题；(2)煤层开采后，顶板自然垮落形成采空区后，若没有提前布置设备后期较难利用采空区的地热能。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种深部煤层开采采空区充填地热开采方法，通过注水取热，降低工作面制冷设备的冷量散失和损耗，降低制冷费用，且对工作面的开采进度影响小，同时能确保安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深部煤层开采采空区充填地热开采方法，其特征在于，包括以下步骤/n第一步，由副井(1)进入深部煤层开采区域，并在深部煤层开采区域的第一水平位置设置集中换热站(2)，沿副井(1)从地面向井下布置集中换热管路(3)，通过集中换热管路(3)连接至不同的各水平取热场所的工作面；/n第二步，对各工作面进行煤体开采，并对采空区进行导热材料(4)回填；/n第三步，分别在采空区的顶板和底板上沿掘进方向施工若干纵向水平钻孔(5)，顶板或底板上的所有纵向水平钻孔(5)远离集中换热管路(3)的一端通过横向水平钻孔(9)连通，沿着纵向水平钻孔(5)、横向水平钻孔(9)铺设有取热管路(6)，取热管路(6)远离集中...

【技术特征摘要】
1.一种深部煤层开采采空区充填地热开采方法，其特征在于，包括以下步骤
第一步，由副井(1)进入深部煤层开采区域，并在深部煤层开采区域的第一水平位置设置集中换热站(2)，沿副井(1)从地面向井下布置集中换热管路(3)，通过集中换热管路(3)连接至不同的各水平取热场所的工作面；
第二步，对各工作面进行煤体开采，并对采空区进行导热材料(4)回填；
第三步，分别在采空区的顶板和底板上沿掘进方向施工若干纵向水平钻孔(5)，顶板或底板上的所有纵向水平钻孔(5)远离集中换热管路(3)的一端通过横向水平钻孔(9)连通，沿着纵向水平钻孔(5)、横向水平钻孔(9)铺设有取热管路(6)，取热管路(6)远离集中换热管路(3)的一端相互接通，另一端通过软管(10)接入集中换热管路(3)中，其中一根取热管路(6)作为出水管，其余取热管路(6)作为进水管；
第四步，先由采空区的底板向下打若干竖向钻孔(7)，再随工作面推进，由采空区的顶板向导热材料回填区打若干竖向钻孔(7)，竖向钻孔(7)沿着每根进水管成列布置，在每个竖向钻孔(7)内插入取热棒(8)，取热棒(8)的上端接入各自对应的进水管中；
第五步，在工作面顶底板取热管路出水管处安装水温探测装置用于监测水温，通过在集中换热站控制冷水进水速度来控制取水温度保持相对稳定；
第六步，通过集中换热管路(3)和集中换热站(2)向采空区顶板、底板的取热管路(6)注水，冷水从地面输送至集中换热站(2)，由集中换热站(2)送往各水平的集中换热管路(3)，冷水从集中换热管路(3)注入顶底板取热管路后，通过取热棒(8)将采空区热量导入冷水中，冷水吸收热量后变热，热水再通过集中换热管路(3)和集中换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙路路，秦波涛，王海山，王刚，黄启铭，刘义鑫，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37