双碳背景下"煤-水-热"正效协同共采理论与技术构想

摘要：

双碳目标下,煤炭企业绿色低碳化发展已成为我国能源革命的迫切需求.煤炭生产在大力发展节能提效技术的基础上,消除水害与热害隐患的负面影响,主动激励伴生资源的潜在正面效应发挥能源替代功能是实现矿山可持续性绿色开采的有效举措.基于我国煤矿资源特点,首先提出了一种集约型煤水热多资源正效协同开采模式,剖析了该模式的内涵与基本协同模式,对全生命周期煤炭开采伴生资源控制-利用-储存形成矿区资源产供储一体产业链.通过阐述顶板水高效精准疏放、季节性含水层储能、低焓热能高效提取与梯级利用、深部地热原位开采和矿井水深部地质封存等关键技术及科学问题,提出了以煤炭开采低碳零碳融合为核心的全生命周期煤水热共采技术体系.针对系统运行优化管理,考虑以碳排放与经济性为双重目标配置优化开采工艺与运行策略的协同度.最后以陕西榆林小纪汗煤矿为分析案例,初步基于遗传算法构建煤水热共采模式下矿区资源多目标配置优化模型,评估了系统运行节能减排效益,结果表明:利用小纪汗矿伴生风/水资源年节能率可达50.2％,减少矿区生产用能总二氧化碳排放量24.2％,节能减排效果显著.通过实现矿业负效应资源的正向转换,拓展伴生资源对矿区综合能源体系的增环补链作用以实现煤水热正效协同共采,对煤炭行业助力实现双碳目标具有参考意义.

关键词：正效应资源、煤-水-热共采、双碳、多能互补、资源配置优化

所属期刊栏目：48

分类号：TD82(矿山开采)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费资助项目

在线出版日期：2023-05-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：538-550