煤矿井下抽水蓄能发电新技术:原理、现状及展望

谢和平¹，侯正猛^2,3，高峰^4,5，周雷^2,6，高亚楠^4,5

1. 四川大学水利水电学院2. 四川大学中德能源中心3. 克劳斯塔尔工业大学石油天然气工程学院4. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室5. 中国矿业大学力学与建筑工程学院6. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室

摘 要：煤炭开采引发矿山灾害、地表沉陷、水土流失及生态环境损害等问题,但同时在地下形成了巨大的可供利用空间。全面阐述了煤矿井下抽水蓄能发电的概念与技术,对比分析了落差型、活塞抬举型、海洋浮力型和高压风储库蓄能4种非常规蓄能发电技术,指出利用废旧煤矿的开采空间(巷道及采空区)的煤矿井下抽水蓄能发电新技术具有得天独厚的优势,对我国废旧矿井重复利用、可再生能源开发和电力调蓄、矿区生态保护等提供了新思路。估算了我国废弃煤矿和现有煤矿的蓄水储能发电总量。进一步提出了煤矿地下水库、矿井水循环利用与抽水蓄能发电一体化技术构想,充分利用煤炭开采过程中形成的巨大的地下空间,实现储水、蓄能发电、矿井水循环利用和新能源开发等多重目标,并有助于控制地表沉陷、维护生态平衡,对我国可再生能源产业发展以及水资源严重短缺的西部地区煤炭开发提供重要的技术保障,并对未来现代化、生态化矿井开拓布局、节能减排、绿色开发产生深远影响。

关键词：煤矿井下抽水蓄能发电;地下水库;矿井水循环利用;一体化技术;绿色开采;