一种可固碳蓄能的露天矿排土场制造技术

本发明专利技术涉及一种可固碳蓄能的露天矿排土场，在露天矿排土场表层依次铺设基底层和垫层；垫层上方设置储气囊，储气囊通过支气管与水平气管连通，水平气管与高压软管的一端连接，高压软管的另一端延伸至露天矿排土场外界；在储气囊外周边铺设保护层，其余空间排弃露天矿剥离物料至排土场设计高度；气体压缩泵房、高压气体发电轮机均建设在露天矿排土场外，露天矿排土场表层进行表土覆盖作为种植区并种植植物，在种植区铺设输气软管，输气软管的进气端与高压气体发电轮机的排气口连接。本发明专利技术利用排土场为储气囊提供高围压提高储气量，在冬季二氧化碳浓度高时实现短时间内的固炭，在夏季植物需碳较大时将二氧化碳释放出来，促进植物光合作用。促进植物光合作用。促进植物光合作用。

【技术实现步骤摘要】
一种可固碳蓄能的露天矿排土场


[0001]本专利技术涉及一种露天矿排土场，具体涉及一种可固碳蓄能的露天矿排土场。

技术介绍

[0002]露天开采过程中形成的排土场体量大，占地面积广，利用前景广阔，但其利用方式一直是困扰学术界和工程界的难题，已经提出的各种解决方案均存在维护过程复杂，经济效益难以保证等问题。当前有效的固碳手段还不多，采用植物固碳时，冬季植物光合作用弱，需碳量少，夏季光合作用强，存在碳不足情况。同样的情况，用电也由于季节原因导致存在峰谷现象，普遍是在冬季的时候电网电能富裕大，而在夏季的时候则电能不足，造成极大的能源浪费，影响电网的整体稳定性。如果能够充分利用露天矿排土场的空间优势，实现固炭和电能的调节，则能够有效提高露天矿排土场附加值，同时降低固炭和电能调节的成本，经济效益显著。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种可固碳蓄能的露天矿排土场，冬季可固碳，夏季再用所存气体发电并促进排土场表层植物的光合作用。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可固碳蓄能的露天矿排土场，包括在露天矿排土场距离最终排弃高度40
‑
50m时，停止排弃物料，在露天矿排土场表层铺设基底层；在基底层上方铺设垫层；垫层上方设置储气囊，储气囊在露天矿工作线布置方向上并列布置，储气囊通过支气管与水平气管连通，支气管上设置储气阀，沿露天矿工作线推进方向连续布置多列储气囊，相邻的两列储气囊为一组且共用一根水平气管，水平气管与高压软管的一端连接，高压软管的另一端延伸至露天矿排土场外界；在储气囊外周边铺设保护层，其余空间排弃露天矿剥离物料至排土场设计高度；气体压缩泵房、高压气体发电轮机均建设在露天矿排土场外，露天矿排土场表层进行表土覆盖作为种植区并种植植物，在种植区铺设输气软管，输气软管的进气端与高压气体发电轮机的排气口连接。
[0005]进一步的，所述每组储气囊中每12
‑
16个储气囊为一个气囊段，同组相邻的两个气囊段之间设置间断阀，每个气囊段分别与一根高压软管连接。
[0006]进一步的，所述储气囊上表面铺设掩埋层，厚度为3
‑
5m。
[0007]进一步的，所述储气囊为椭球体形状，高度10m，同列相邻两个储气囊间距10
‑
20m。
[0008]进一步的，所述基底层采用钢筋混凝土铺设，厚度3
‑
7m。
[0009]进一步的，所述支气管与水平气管外侧铺设管道。
[0010]进一步的，所述垫层、保护层、掩埋层均采用细颗粒散体物料。
[0011]与现有技术相比，本专利技术充分利用排土场空间的同时又不耽误露天矿生产；将储气囊设置在排土场内部，利用排土场为储气囊提供高围压，能够实现储气囊内的超高压，提
高储气量的同时保证储气囊安全。各气囊段之间可实现相互独立或互通，提高整体的稳定性。储气囊中储存的高浓度二氧化碳气体，既能在冬季二氧化碳浓度高时实现短时间内的固炭，同时又能在夏季植物需碳较大时将二氧化碳释放出来，促进植物光合作用。利用冬夏季用电峰谷进行错峰储气储能，实现能量的高效利用。
附图说明
[0012]图1为本专利技术垂直结构剖视图；图2为本专利技术气囊组结构示意图；图3为本专利技术整体结构俯视图；图中：1、露天矿排土场，2、基底层，3、垫层，4、储气囊，5、露天矿工作线布置方向，6、储气阀，7、支气管，8、露天矿工作线推进方向，9、水平气管，10、气囊段，11、间断阀，12、高压软管，13、保护层，14、掩埋层。
实施方式
[0013]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0014]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。
[0015]如图1至图3所示，本专利技术提供一种可固碳蓄能的露天矿排土场，如图1所示，在露天矿排土场1距离最终排弃高度40
‑
50m时，停止排弃物料，在露天矿排土场1表层铺设基底层2，基底层2采用钢筋混凝土铺设，基底层2厚度根据建设地排土场下沉情况适当增加后减少，要能为后续工艺提供坚实基底，防止上方设备下沉，正常情况下基底层2的厚度为3
‑
7m，以5m为宜；在基底层2上方铺设垫层3以防止大块物料尖端对后续设备造成损坏，垫层3厚度1
‑
2m。
[0016]如图2和图3所示，在垫层3上方设置储气囊4，储气囊4是由橡胶构成的封闭椭球体，高度10m，储气囊4在露天矿工作线布置方向5上并列布置，间距10
‑
20m，储气囊4通过支气管7与水平气管9连通，支气管7上设置储气阀6，由储气阀6控制高压气体在储气囊4的双向进出，随着露天矿排土场1的不断建设，沿露天矿工作线推进方向8连续布置多列储气囊4，相邻的两列储气囊4为一组且共用一根水平气管9，水平气管9与高压软管12的一端连接，高压软管12的另一端延伸至露天矿排土场1外界；支气管7与水平气管9均采用可承受高压密封的橡胶软管或类似材料，为防止支气管7与水平气管9被损坏，可先预埋管道，将支气管7与水平气管9铺设在管道内。每组储气囊4中每12
‑
16个储气囊4为一个气囊段10，同组相邻的两个气囊段10之间设置间断阀11，每个气囊段10分别与一根高压软管12连接。储气阀6和间断阀11均为双向电磁气压阀，能实现远程控制。
[0017]所有储气囊4设置完成后预先充入2
‑
3个大气压，保证储气囊4不会塌陷，然后在储气囊4外周边2
‑
3m范围内铺设保护层13，其余空间排弃露天矿剥离物料至排土场设计高度，物料排弃过程中，应随时根据物料重量，在储气囊4内继续充入高压气体，防止塌陷；气体压缩泵房、高压气体发电轮机均建设在露天矿排土场1外，露天矿排土场1表层进行表土覆盖
作为种植区并种植植物，在种植区铺设输气软管，输气软管的进气端与高压气体发电轮机的排气口连接。储气时，将高压软管12延伸至露天矿排土场1外界的一端与压缩泵房连接，压缩泵房将高浓度二氧化碳气体压缩后通过高压软管12注入到储气囊4中。发电时，再将高压软管12与高压气体发电轮机进气口连接，将储气囊4内的高压二氧化碳气体通过高压软管12输送到高压气体发电轮机，带动轮机转动发电，经过高压气体发电轮机后的低压气体由输气软管输送至种植区。
[0018]在用电低谷期的冬季，需要向储气囊4中充气时，闭合各气囊段10之间的间断阀11，使得各气囊段10彼此独立，充气方法为由外向内依次充气，即由两端向中间依次充气，启动压缩泵房将高浓度二氧化碳通入高压软管12，先将气囊段10中两端的储气囊4的储气阀6打开，该气囊段10中其余的储气阀6关闭，然后开始充气，充满后关闭两端的储气囊4的储气阀6，再打本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可固碳蓄能的露天矿排土场，其特征在于：在露天矿排土场（1）距离最终排弃高度40
‑
50m时，停止排弃物料，在露天矿排土场（1）表层铺设基底层（2）；在基底层（2）上方铺设垫层（3）；垫层（3）上方设置储气囊（4），储气囊（4）在露天矿工作线布置方向（5）上并列布置，储气囊（4）通过支气管（7）与水平气管（9）连通，支气管（7）上设置储气阀（6），沿露天矿工作线推进方向（8）连续布置多列储气囊（4），相邻的两列储气囊（4）为一组且共用一根水平气管（9），水平气管（9）与高压软管（12）的一端连接，高压软管（12）的另一端延伸至露天矿排土场（1）外界；在储气囊（4）外周边铺设保护层（13），其余空间排弃露天矿剥离物料至排土场设计高度；气体压缩泵房、高压气体发电轮机均建设在露天矿排土场（1）外，露天矿排土场（1）表层进行表土覆盖作为种植区并种植植物，在种植区铺设输气软管，输气软管的进气端与高压气体发电轮机的排气口连接。2.根据权利要求1所述的一种可固碳蓄能的露天矿排土场，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：时旭阳，蔚立元，栗嘉彬，陈树召，李明，陈彦龙，邱世凯，刘福明，武懋，杨猛，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：