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引入盾构技术开发利用深层地热能

时间:2022-05-20 18:40:05 浏览次数:

材料,比如铸铁管片。管片与岩壁之间的密封注浆材料也应考虑导热率情况。为保证充分换热,入水口可沿切向方向注入,同时管片上浇筑有波纹,使水在BC段流动是旋转前进的。CD段应选择大角度升出地面,一是盾构机比下坡更能适应高角度上坡,二是尽量缩短带热管道的距离,以避免不必要的由于管道长而产生热损。

(2)成井

在AB段,选择适当的温度位置(可根据供暖系统的回水温度确定计算)封井,根据取水量选择一定直径的钢管通往A段,以便与供暖系统的回水管路相连。CD段为热水取水管路,取水口位置应选择C点附近,水温最高位置,CD段的管路应选择保温隔热效果良好的双层钢管,以尽量减少取水段的热损。同时选择适当的温度位置封固井筒。

(3)工作原理

用水作为热的交换介质,A端与供热系统的回水管相连,同时高压水泵加压。D端与供热系统的供水端管路相连,同时可二次加压。在不改变现有供热管网和供热系统的条件下,如此地热水在封闭系统内往复循环,持续的将地热资源输送到千家万户和厂矿单位。夏天可利用已成熟的热制冷系统给具有中央空调的建筑和设施制冷降温。实现零污染,零排放,高效清洁的可再生能源。

3.2 “L”型井方案

如盾构设备可在深部终止掘进,并通过其后面的隧洞,分拆运出地面,可考虑“L”型采热井结构方案。其工作原理与“U”型井方案基本相同,但成本应该相对较低(图2)。

3.3 “Q”型井方案

在“L”型井方案的基础上,为增加地热资源的交换和采集效率,BC段改为深部水平圆环型巷道施工,即从B点开始施工环形巷道再回到B点,同时为增大交换面积,提高交换效率,充分利用地热资源,可考虑引入压裂或爆裂技术,串珠状爆裂方案等。

总之,根据各类基础数据,总能选出适合要求的井型结构和成井方案,满足地下资源开采利用的需求。

4 结论

深层地热能分布广泛,只要有足够的深度就可获得足够高的地温和地热资源。采用盾构技术,开拓斜井巷道开采地热,几乎不受深度限制,可突破传统地热开采竖井,成井的弊端所形成的深度瓶颈。

研究先进的矿井建设技术、提高地热等资源开发效率是我国清洁能源和资源开发技术领域的重大课题。盾构机已成为我国基础设施建设的重要设备,但相关技术设备在地热开发利用,地下空间探测等深地工程领域的应用却处于空白。随着盾构施工技术的提高和盾构设备的进一步完善,其在深地勘查和开发,特别在城市等人口聚集区开发利用深部地热方面将取得突破性和革命性的发展。

将盾构技术引入深层地温能的开发利用已是当务之急,其意义深远,目前从理论和技术上已无悬念,急需开展该领域技术研究和实验论证工作。

参考文献

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