废弃煤矿的光伏-抽水蓄能-地热联合开发利用系统

技术特征：
1.一种废弃煤矿的光伏-抽水蓄能-地热联合开发利用系统，其特征在于：包括设置在煤矿地下空间的煤矿地下空间水库、设置在地面塌陷区的地面塌陷区水库、换热设备、热源利用端和光伏发电站；煤矿地下空间水库通过抽水取热井连通换热设备，降温后的地热水从换热设备出来通过地热水尾水输水管进入地面塌陷区水库，地面塌陷区水库通过回灌发电通道连通煤矿地下空间水库，抽水取热井上设有抽水泵，回灌发电通道上设有水力发电机组；热源利用端与换热设备之间设有循环水管道；地面塌陷区水库上方架设有光伏发电站的太阳能板；光伏发电站通过输电线连接抽水泵；煤矿地下空间为废弃煤矿采空区或和井巷工程。2.根据权利要求1所述的废弃煤矿的光伏-抽水蓄能-地热联合开发利用系统，其特征在于：煤矿地下空间设置有环周的侧方隔水层、下端隔水层，环周的侧方隔水层、下端隔水层相互连接形成的侧方和底部隔水的隔水空间即煤矿地下空间水库，抽水取热井、回灌发电通道分别与煤矿地下空间水库连通；地面塌陷区水库，地面塌陷区下方设有底部隔水层，底部隔水层的渗透系数为≤10-6
m/s，侧方设有防水幕墙或地下防渗墙。3.根据权利要求2所述的废弃煤矿的光伏-抽水蓄能-地热联合开发利用系统，其特征在于：煤矿地下空间的环周的侧方隔水层为注浆加固的防水煤柱、注浆加固的防水煤柱上端的注浆封堵的侧顶板和注浆加固的防水煤柱下端的注浆封堵的侧直接底板连接形成，下端隔水层为煤矿地下空间的注浆加固的隔水底板层。4.根据权利要求2所述的废弃煤矿的光伏-抽水蓄能-地热联合开发利用系统，其特征在于：底部隔水层为厚度大于等于10m的黏土层，压实度大于等于90%；或，底部隔水层为铺设的防渗土工膜，土工膜厚度大于等于5mm，抗渗强度应能保证在1.05mpa水压下48h不渗水，土工膜的渗透系数小于10-11
cm/s。5.根据权利要求1所述的废弃煤矿的光伏-抽水蓄能-地热联合开发利用系统，其特征在于：煤矿地下空间水库通过抽水取热井连通有地面地热水输送管线ⅰ，地面地热水输送管线ⅰ与换热设备相连，经换热设备取热后的地热尾水从换热设备出来通过地热水尾水输水管进入地面塌陷区水库，地面塌陷区水库通过设置的地面地热水尾水输送管线ⅱ与回灌发电井相连。6.根据权利要求5所述的废弃煤矿的光伏-抽水蓄能-地热联合开发利用系统，其特征在于：抽水取热井为：煤矿的竖井或斜井中设置有抽水取热的管道，即为抽水取热井连接管道，形成抽水取热井；回灌发电井为：煤矿的竖井或斜井中设置有回水发电管道，即为回灌发电井连接管道，形成抽水取热井；或者用于回水发电的煤矿的竖井或斜井即为回灌发电井。7.根据权利要求6所述的废弃煤矿的光伏-抽水蓄能-地热联合开发利用系统，其特征在于：抽水取热井下端相对于回灌发电井下端处于地下水径流下游，抽水取热井连接管道、回灌发电井连接管道外部分别设有保温层。8.根据权利要求1所述的废弃煤矿的光伏-抽水蓄能-地热联合开发利用系统，其特征在于：煤矿地下空间的深度为大于等于300m；热源利用端为供热管网。9.根据权利要求1所述的废弃煤矿的光伏-抽水蓄能-地热联合开发利用系统，其特征在于：地面地热水尾水输送管线ⅱ上还设置有加压泵，抽水取热井上还设置有加压泵。

技术总结
本实用新型提供一种废弃煤矿的光伏-抽水蓄能-地热联合开发利用系统，煤矿地下空间水库通过抽水取热井连通换热设备，降温后的地热水从换热设备出来通过地热水尾水输水管进入地面塌陷区水库，地面塌陷区水库通过回灌发电通道连通煤矿地下空间水库，抽水取热井上设有抽水泵，回灌发电通道上设有水力发电机组；热源利用端与换热设备之间设有循环水管道；地面塌陷区水库上方架设有光伏发电站的太阳能板；光伏发电站通过输电线连接抽水泵；煤矿地下空间为废弃煤矿采空区或和井巷工程。以实现太阳能、地热能和地下空间储能等多能互补模式联合开发和综合利用。开发和综合利用。开发和综合利用。


技术研发人员：卢邦稳 刘长武
受保护的技术使用者：中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2022/7/4