压气蓄能储气库及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种压气蓄能储气库及其形成方法，压气蓄能储气库包括：废弃煤矿巷道的永久性岩巷，永久性岩巷包括：运输大巷和回风大巷，其中，运输大巷和回风大巷的巷道采用第一厚度支护进行初次加固，并采用第二厚度支护进行二次加固，巷道在轴向方向使用伸缩式卯榫结构相契合，且伸缩式卯榫结构的伸缩缝用橡胶进行密封，在环向方向设置的三个伸缩式卯榫结构，将巷道的两端均进行封堵，且在巷道离储气站较近的一端作为注气端，注气端设置注气孔和注气管道，本发明专利技术采用废弃煤矿巷道改造而成，不仅可以有效应对矿井退出后的经济和社会问题，还可以削峰填谷、减少弃光弃风，为电网的稳定和风、光发电提供支撑，且整个结构稳固、密封性好。性好。性好。

【技术实现步骤摘要】
压气蓄能储气库及其形成方法


[0001]本专利技术涉及物理储能
，具体涉及一种压气蓄能储气库和一种压气蓄能储气库的形成方法。

技术介绍

[0002]在我国的能源消费结构中，化石能源尤其是煤炭占据了主导地位，在“双碳”背景下，能源结构正由煤炭为主向多元化转化，煤炭产能进入收缩期，煤矿加速退出，矿井生命周期已经或逐渐结束，导致废弃地下空间将大幅增加，进而会导致一系列的经济和社会问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种压气蓄能储气库。
[0004]本专利技术还提供了一种压气蓄能储气库的形成方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术第一方面实施例提出了一种压气蓄能储气库，压气蓄能储气库由废弃煤矿巷道的永久性岩巷改造，所述永久性岩巷包括：运输大巷和回风大巷，其中，所述运输大巷和所述回风大巷的巷道采用第一厚度支护进行初次加固，并采用第二厚度支护进行二次加固，所述第二厚度大于所述第一厚度，所述运输大巷和所述回风大巷的巷道在轴向方向使用伸缩式卯榫结构相契合，且所述伸缩式卯榫结构的伸缩缝用橡胶进行密封，所述运输大巷和所述回风大巷的巷道在环向方向设置的三个伸缩式卯榫结构，将所述巷道的两端均进行封堵，且在所述巷道离储气站较近的一端作为注气端，所述注气端设置注气孔和注气管道，所述注气孔通过所述注气管道与地面的储气站相连接。
[0007]本专利技术上述提出的压气蓄能储气库还具有如下附加技术特征：
[0008]根据本专利技术的一个实施例，所述二次加固采用三心圆衬砌，所述三心圆由三个不同圆心的弧组成。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，所述橡胶的厚度为1
‑
2mm。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，所述第一厚度为5
‑
10cm，所述第二厚度为 30
‑
35cm。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，在所述巷道在环向方向设置的三个伸缩式卯榫结构分别位于巷道的底部、与巷道的底部呈120
°
的左上端、与巷道的底部呈120
°
的右上端。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述注气端呈梯形。
[0013]本专利技术第二方面实施例提出了一种压气蓄能储气库的形成方法，包括以下步骤：将废弃煤矿巷道的永久性岩巷的运输大巷和所述回风大巷的巷道采用第一厚度支护进行初次加固；将废弃煤矿巷道的永久性岩巷的运输大巷和所述回风大巷的巷道采用采用第二厚度支护进行二次加固，所述第二厚度大于所述第一厚度；所述运输大巷和所述回风大巷的巷道在轴向方向使用伸缩式卯榫结构相契合，且所述伸缩式卯榫结构的伸缩缝用橡胶进行密封；所述运输大巷和所述回风大巷的巷道在环向方向设置的三个伸缩式卯榫结构；将
所述巷道的两端均进行封堵，且在所述巷道离储气站较近的一端作为注气端，在所述注气端设置注气孔和注气管道，所述注气孔通过所述注气管道与地面的储气站相连接。
[0014]本专利技术上述的压气蓄能储气库的形成方法还具有如下附加技术特征：
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述二次加固采用三心圆衬砌，所述三心圆由三个不同圆心的弧组成。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，在所述巷道在环向方向设置的三个伸缩式卯榫结构分别位于巷道的底部、与巷道的底部呈120
°
的左上端、与巷道的底部呈120
°
的右上端。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述注气端呈梯形
[0018]本专利技术具有如下有益效果：
[0019]本专利技术采用废弃煤矿巷道改造而成，不仅可以有效应对矿井退出后的经济和社会问题，还可以削峰填谷、减少弃光弃风，为电网的稳定和风、光发电提供支撑；
[0020]衬砌采用两次加固，载力较为均匀，提高了衬砌整体的力学承载性能，使得整体更加稳固，增加了使用周期；
[0021]衬砌之间采用卯榫结构进行拼接，安装简单，现场施工难度小，可以大大节约施工时间；
[0022]整个结构的在所有的缝隙处均使用了密封材料，且压力越大，卯榫契合程度越高，密闭性越好。
附图说明
[0023]图1是根据本专利技术一个实施例的巷道的剖面结构示意图；
[0024]图2是根据本专利技术一个实施例的巷道的轴向和换向示意图；
[0025]图3是根据本专利技术一个实施例的伸缩式卯榫结构的放大图；
[0026]图4是根据本专利技术一个实施例的巷道的俯视图；
[0027]图5是根据本专利技术一个实施例的压气蓄能储气库的形成方法的流程图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术是专利技术人基于对以下问题的研究和认知做出的：
[0030]随着煤矿加速退出，矿井生命周期已经或逐渐结束，导致废弃地下空间将大幅增加，从而会导致一系列的经济问题和社会问题，如能将废弃地下空间进行气体存储，不仅能够缓解气体调峰保供压力，而且对我国资源枯竭型城市转型具有重要意义。利用废弃矿井进行压气蓄能不仅可以有效应对矿井退出后的经济和社会问题，还可以削峰填谷、减少弃光弃风，为电网的稳定和风、光发电提供支撑，此外，废弃矿井的巨大地下空间可实现长时间、大功率的电力存储和释放，并且可节约投资和运营成本。
[0031]由于气体分子间间距很大，流动性较强，因此要利用废弃矿井的地下空间进行压缩空气储能，需保证储存空间内密闭性良好。废弃矿井由于未进行定期维护，巷道衬砌会随
着时间而出现开裂现象，使得巷道的密闭性变差。如果采用套拱加固和整体换拱加固，不仅施工程序较为繁琐，且随着使用时间的增加密闭性难以保证。
[0032]下面是结合附图来描述本专利技术实施例提出的压气蓄能储气库及其形成方法。
[0033]压气蓄能储气库由废弃煤矿巷道的永久性岩巷改造，永久性岩巷包括：运输大巷和回风大巷，其中，运输大巷和回风大巷的巷道采用第一厚度支护进行初次加固，并采用第二厚度支护进行二次加固(二衬)，第二厚度大于第一厚度。如图1
‑
2所示，运输大巷和回风大巷的巷道在轴向方向使用伸缩式卯榫结构1相契合，且伸缩式卯榫结构1的伸缩缝用橡胶进行密封，运输大巷和回风大巷的巷道在环向方向设置的三个伸缩式卯榫结构1，将巷道的两端均进行封堵，且在巷道离储气站较近的一端作为注气端，注气端设置注气孔和注气管道，注气孔通过注气管道与地面的储气站相连接。
[0034]伸缩式卯榫结构1的结构可参照图3所示。
[0035]在本专利技术的一个具体实施例中，橡胶的厚度可以为1
‑
2mm。，第一厚度可以为5
‑
10cm，第二厚度可以为30<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压气蓄能储气库，其特征在于，压气蓄能储气库由废弃煤矿巷道的永久性岩巷改造，所述永久性岩巷包括：运输大巷和回风大巷，其中，所述运输大巷和所述回风大巷的巷道采用第一厚度支护进行初次加固，并采用第二厚度支护进行二次加固，所述第二厚度大于所述第一厚度，所述运输大巷和所述回风大巷的巷道在轴向方向使用伸缩式卯榫结构相契合，且所述伸缩式卯榫结构的伸缩缝用橡胶进行密封，所述运输大巷和所述回风大巷的巷道在环向方向设置的三个伸缩式卯榫结构，将所述巷道的两端均进行封堵，且在所述巷道离储气站较近的一端作为注气端，所述注气端设置注气孔和注气管道，所述注气孔通过所述注气管道与地面的储气站相连接。2.根据权利要求1所述的压气蓄能储气库，其特征在于，所述二次加固采用三心圆衬砌，所述三心圆由三个不同圆心的弧组成。3.根据权利要求1所述的压气蓄能储气库，其特征在于，所述橡胶的厚度为1
‑
2mm。4.根据权利要求1所述的压气蓄能储气库，其特征在于，所述第一厚度为5
‑
10cm，所述第二厚度为30
‑
35cm。5.根据权利要求1所述的压气蓄能储气库，其特征在于，在所述巷道在环向方向设置的三个伸缩式卯榫结构分别位于巷道的底部、与巷道的底部呈120
°
的左上端、与巷道的底部呈120

【专利技术属性】
技术研发人员：李志国，范金洋，吴建勋，杨帆，林旗力，黄彪，陈昌斌，余小奎，邓立立，郭朋煜，姜德义，陈盛威，陈亮，黄勇，万鹏，王正波，
申请(专利权)人：河南思牧达新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：