深部矿产与地热资源协同开采模式

宋健^1,2,3，唐春安^1,2,3，亢方超^1,2,3

1. 大连理工大学土木工程学院2. 大连理工大学海洋和近海工程国家重点实验室3. 大连理工大学深地工程研究中心

摘 要：为了解决深部矿产资源开采所面临的高温问题,降低深部地热开采成本,以基于开挖的增强型地热系统（Enhanced Geothermal Systems Based on Excavation Technology,EGS-E）为基础,提出了一种矿产与地热资源协同开采模式。该模式以围岩温度为标尺,将地质资源类型分为低温资源（50℃以下）、中温资源（50～100℃）和高温资源（100℃以上）,对应的开采模式分别为低温矿产开采模式,中温"热矿共采"模式和高温地热开采模式。低温资源采用传统的矿产开采模式,以矿产资源开采为主。中温资源采用先采热后采矿的热矿共采模式,在对中温型地热资源进行利用的同时,可增加可采矿产资源储量。高温资源采用基于开挖的增强型地热系统（EGS-E）,采用独特的热储致裂和热能交换技术实现地热资源大规模开采。研究表明:热矿协同开采模式将传统采矿技术与增强型地热系统相结合,既能消除中高温区域的热害影响,保证矿产资源安全开采,又能实现中温区域地热资源利用以及高温区域地热资源大规模开采;该模式以中高温地热资源的开采弥补矿产资源开采因温度升高引起的成本激增,同时以低温区域矿产资源开采缓解深部地热资源开发的巨额投资压力,为深部矿产和地热资源安全高效开发提供了一种新的方案。

关键词：协同开采;深部矿产资源;地热资源;热矿共采;EGS-E;