济宁煤田地热资源潜力评价及开发利用

摘要

双碳”目标驱动下，我国将逐渐减少对煤炭、石油等化石能源的依赖，向发展清洁、绿色、低碳能源转型.为合理开发利用矿区地热资源，本文以济宁煤田为研究对象，在查明煤田区地热地质条件的基础上，将煤矿开采以及排水后腾出来的空间作为“热储层”，采用热储法和回收率法计算了各矿山的地热资源量、可采储量，评价地热资源开发利用潜力.研究结果表明：济宁煤田地热资源储量为1.05×10¹⁵ kJ，折合标煤3.60×10～7 t，可采地热资源量为1.05×10¹⁴ kJ，折合标煤3.60×10～6 t，可减少CO₂排放量8.59×10～6 t；煤田内各矿山平均可采资源量潜力为6.82×10¹⁰～3.13×10¹¹ kJ?km^-2，地热开发利用程度低，开发利用潜力较大.针对生产矿山总结提出了矿井回风热能利用和矿井排水余热利用2种技术方案，针对闭坑矿山提出了“取热不取水”和“取热不耗水”2种地热利用技术模式.以典型煤矿为例，根据矿山井下巷道开拓空间分布特征，副井、充填孔、巷道井、直排井、地面排水管道及工业广场建筑物的供暖改造条件，阐明了煤田地热开发利用技术，初步建成地热供暖示范工程，可供暖面积5.0×10～4 m²，年利用地热资源量节约标准煤118.04 t，减排二氧化碳281.64 t，实现“取热不耗水”可持续开发利用地热资源的新模式.为矿山地热能综合利用、矿山绿色转型和助力实现“双碳”目标，提供了技术支撑.

关键词

双碳 / 煤田地热 / 热储层 / 导水裂隙带 / 地热资源评价 / 开发利用 / 储能

基金资助

山东省重点研发计划项目（2023CXGC010904）; 山东省地矿局科技攻关项目（KY202221）; 山东能源集团科技计划重点项目（SNKJ2022BJ02-R03）