礦井廢水的“大用處”
隨著紅柳林井田逐步向西開拓，整個礦井涌水量隨著井下巷道掘進(jìn)面積的增大和已形成的工作面數(shù)量增加而呈穩(wěn)步增長的趨勢。據(jù)統(tǒng)計，礦井年平均涌水量從2020年的559m³/h到如今年平均涌水量增加至1500m³/h，排水溫度為10.3℃-15.8℃。
如何將數(shù)量如此龐大的礦井廢水二次利用為綠色礦山助力?結(jié)合該公司“931”高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略和“雙碳”建設(shè)目標(biāo)，與中國礦業(yè)大學(xué)(北京)武強(qiáng)院士團(tuán)隊強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的煤水熱協(xié)同共采與礦井地?zé)崮芫C合利用技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。
據(jù)了解，在現(xiàn)有煤礦開采條件下根據(jù)地下熱能賦存特點，礦井中地下水與周圍巖土及煤層之間的換熱，抽取上來的礦井涌水中具有較高的熱能，結(jié)合熱泵技術(shù)，充分提取礦井水熱能，以用于建筑物供暖、生活熱水及大棚養(yǎng)殖，實現(xiàn)減排、降碳，助力于“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)。
該技術(shù)熱泵系統(tǒng)由三部分組成：能量采集系統(tǒng)、能量提升與輸送系統(tǒng)、能量釋放系統(tǒng)。能量采集系統(tǒng)由該公司綠色立體生態(tài)修復(fù)示范園區(qū)DN200主管道開口提供10.3-15.8℃礦井處理后的礦井清水，水質(zhì)按清水池水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)考慮，礦井清水經(jīng)熱泵系統(tǒng)換熱后回到示范園區(qū)800m³蓄水池和礦區(qū)DN400的排水管。能量提升系統(tǒng)是熱泵主機(jī)通過吸收礦井水中的熱量，產(chǎn)生50-60℃左右的熱水通過末端循環(huán)泵輸送至采暖房間末端設(shè)備。能量釋放系統(tǒng)是末端散熱器、風(fēng)盤等裝置，通過空氣對流、熱輻射等散熱形式將熱量釋放給室內(nèi)，實現(xiàn)供暖(冷)。
11月15日，該項目順利通過驗收并正式投入使用。該技術(shù)的成功落地一是實現(xiàn)礦井水資源的二次利用。通過對礦井涌水中余熱資源進(jìn)行深度挖掘，結(jié)合水源熱泵技術(shù)通過少量的電能驅(qū)動采集礦井水余熱產(chǎn)生高品位的熱能，協(xié)同構(gòu)建礦井煤水熱協(xié)同共采與礦井地?zé)崮芫C合利用開發(fā)技術(shù)體系，充分開發(fā)礦井水余熱利用熱泵技術(shù)，為立體生態(tài)示范園內(nèi)蔬菜大棚、配套用房、示范館等建筑群提供綠色穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)熱(冷)源，以低碳清潔能源助力立體生態(tài)園區(qū)的綠色高質(zhì)量發(fā)展。二是全面貫徹綠色礦山建設(shè)理念，做到節(jié)能減排增效。預(yù)計每年減少二氧化碳排放約95噸、減少二氧化硫排放約0.05噸、減少氮氧化物排放約0.05噸、減少煙塵排放約0.01噸，每年可以為該公司節(jié)省電費約21萬元。
