以美国地质调查局 1997 年数据为基础 由 Alessandro J. Donatich 编辑和数字制图 手稿于 2000 年 11 月 6 日批准出版 地图 A. 废弃煤矿工作范围以及矿井、平巷、风井和断层的位置 [由于地图比例尺绘制以及需要放大地图符号以增强可读性,因此所示的矿井、平巷和风井的位置均为近似值。有关这些特征位置的更多详细信息,读者应参阅 Myers 等人 (1975) 提供的地图] 地图 B. 废弃煤矿工作面上方的覆盖深度(覆盖层厚度)以及矿井、平巷、通风井和断层的位置 [由于绘制的地图比例和需要放大地图符号以提高可读性,因此所示的矿井、平巷和通风井的位置是近似值。有关这些特征位置的更多详细信息,读者应参阅 Myers 等人 (1975) 提供的地图]
面对日益增加的间歇性能源,地下抽水蓄能系统 (UPSP) 的使用满足了日益增长的能源储存需求。同时,采矿活动的关闭也使得广阔的地下空间有可能被用于其他用途。本文探讨了将废弃矿井(特别是煤矿)重新用作 UPSP 下部储层的可能性。将废弃矿井用作下部储层所面临的挑战是多方面的。最大的挑战来自于对矿井现状的了解有限,这是由于采矿后的过程造成的,例如风化、溶解、水化、浸出、膨胀、松弛、下沉、沿断层蠕变、气体迁移和沉淀,以及支撑元件的腐蚀和劣化。本研究记录并讨论了 UPSP 背景下与周期性抽水和排放相关的各种过程,包括水力排放过程、周期性载荷、干湿过程以及疲劳和热应力。这些过程对下部储层的安全性、生产力和稳定性有重大影响。为了应对这些挑战,本文提出了不同的数值解,以理解和缓解废弃矿井中的周期性过程。最后,本文探讨了将矿井重新用作下部储层的经济可行性,并研究了所需的条件,包括良好的岩体特性、降低的土地征用成本、永久抽水的必要性,以及在进行新挖掘的情况下,挖掘岩石作为收入来源的潜在收入。这项研究有助于理解将废弃矿井用于 UPSP,强调了将煤矿用作下部储层所面临的挑战,并提出了几个防止安全和生产力问题的主要过程。
安全性和生产力是地下采矿业公司最关心的问题。为了提高安全性和生产力,使用传感方法了解地下环境非常重要。这些传感器可以获得重要的测量因素,例如温度、湿度和气体浓度,这些因素有助于做出准确的决策。然而,开发一种能够将传感器从地下获得的数据传输到地面的通信系统仍然具有挑战性。除此之外,在不断扩大的地下矿井中维护有线通信系统的成本很高,而且断线的风险很高。因此,在地下通信系统中引入和使用无线通信网络 (WSN)。本研究提出了一种地下通信系统的数据传输系统,其中选择 Wi-Fi Direct 和电力线通信 (PLC) 作为系统的一部分。目的是进行演示实验并根据矿井条件分析系统的性能。在本研究中,开发了一种成本最低的数据传输系统,使用 PLC 和 Wi-Fi Direct 作为通信手段以及 Wi-Fi Ad hoc。 Wi-Fi Direct 系统的结果是,数据记录器与智能手机之间的直线距离为 140 米。此时,通信速度为 9.1MB/s,这意味着在数据记录器将数据传递给矿工的智能手机之前,矿工可以恢复 230MB 的数据。智能手机之间的直线距离为 130 米,它们能够以 5.7MB/s 的速度进行通信。当数据从一部智能手机共享到另一部智能手机时,可以共享 72MB 的数据。地下矿井中必要的监测数据可以作为文本和图像文件可靠地传输。此外,基于性能分析的结果,展示了地下矿井数据传输系统的设计。估算了所提出的系统的成本,并与最常见的通信系统(漏泄馈线)进行了比较。所提出的系统仅以 3% 的成本和 2% 的维护成本实现通信。所提出的数据传输系统可以低成本安装在包括矮空间的复杂地下矿井中,并且易于扩展。该数据传输系统可以通过安装设备转移到其他矿井,使其成为地下采矿公司正在寻找的数据传输系统。
1.0 摘要 ................................................................................................................................ 1-1 1.1 介绍 ................................................................................................................................ 1-1 1.2 职权范围 ........................................................................................................................ 1-1 1.3 位置、矿产保有权和地表权 ........................................................................................ 1-2 1.4 特许权使用费和合资企业 ...................................................................................................... 1-2 1.5 历史 ............................................................................................................................. 1-3 1.6 地质和矿化 ................................................................................................................ 1-6 1.7 勘探和钻探 ............................................................................................................................. 1-7 1.8 样品制备和数据验证 ............................................................................................................. 1-9 1.9 矿物加工和冶金测试 ............................................................................................................. 1-11 1.10 矿产资源估算 ............................................................................................................. 1-11 1.11 采矿........................................................................................................................................... 1 1.11.1 采矿方法 ................................................................................................................................ 1 1.11.2 矿井通道 ................................................................................................................................ 1 1.11.3 岩石力学和岩土设计标准 ...................................................................................................... 1 1.11.4 矿井设计和生产计划 ............................................................................................................. 1 1.11.5 矿井作业 ............................................................................................................................. 2 1.11.6 矿井服务 ............................................................................................................................. 3 1.12 工艺设计 ................................................................................................................................ 4 1.13 计划中的项目基础设施 ................................................................................................................ 4 1.13.1 摘要 ................................................................................................................................ 4 1.13.2 尾矿储存设施(“TSF”) .................................................................................................................. 5 1.14 市场研究与合同 ................................................................................................................ 5 1.15 环境许可、社会、社区 ........................................................................................................ 6 1.15.1 项目描述 ................................................................................................................ 6 1.15.2 环境研究、问题与许可 ................................................................................................ 6 1.15.3 社会或社区相关要求 ................................................................................................ 8 1.15.4 矿山关闭要求 ................................................................................................................ 8 1.16 资本与运营成本 ................................................................................................................ 9 1.16.1 资本支出 ................................................................................................................ 9 1.16.2 维持资本 ................................................................................................................ 9 1.16.3 运营成本 ................................................................................................................ 10 1.17 经济分析 ........................................................................................................................ 11 1.18 结论 ................................................................................................................................ 13 1.19 建议................................................................................................................................13....................9 1.16.3 运营成本................................................................................................................10 1.17 经济分析..............................................................................................................................11 1.18 结论................................................................................................................................13 1.19 建议................................................................................................................................13....................9 1.16.3 运营成本................................................................................................................10 1.17 经济分析..............................................................................................................................11 1.18 结论................................................................................................................................13 1.19 建议................................................................................................................................13
巷道隔热喷射混凝土(TIG)是矿井区域热灾害防治的有效方法,矿井TIG材料的研发是隔热技术的基础,但一些传统和先进的隔热材料并不适用于深井高地应力、高地温、潮湿的矿井。本文研发了一种粉煤灰-无机矿物TIG材料,并将其应用于高地温巷道数值模拟,分析了TIG层的隔热效果,讨论了TIG围岩温度场特征。研究结果表明:(1)TIG层对巷道放热和围岩温度场稳定性有显著影响;(2)有无TIG层,巷道初始温度扰动时间、温度扰动范围及降温速率均不同; (3) TIG巷道开始通风后,热流密度趋于一致,温度扰动结束,且无量纲温度与无量纲半径呈指数关系;(4) 温度下降特征随围岩径向位置不同而变化。研究结果对热害防治、温度预测及通风网络调整提供了一定的参考。
利用矿山作为下库的地下抽水蓄能水电站尚未投入使用,但利用露天矿作为上库。Weber 等人2024 年,一项研究发现 904 个潜在的露天矿可以与干谷结合,创造 30 TWh 的潜力。目前还没有对地下洞穴进行过类似的研究,因为没有世界上所有废弃矿井的数据,但估计数量达数百万。有一些数据库,但它们通常不完整且具有区域性。出于这些原因,如果没有合作绘制矿井特征和数量图以便形成估算,那么计算地下抽水蓄能电站的潜力很可能是不可能的。
基于我们地区的优势和传统的创新解决方案也正在脱颖而出。今年,我们看到劳斯莱斯成功试验了绿色氢燃料喷气发动机,这得益于我们在工程航空领域的专业知识;并且,鉴于我们的煤矿开采传统,我们正在探索从以前的矿井开采中提取热量的潜力。南格洛斯特郡议会已经确定了四个潜在区域,其中有超过 20,000 栋房屋和建筑物可以将其用作潜在热源。凭借英格兰西部各地的旧矿井开采和霍特威尔斯和巴斯温泉历史上使用的“地热”能源,未来的净零供热和制冷来源可能就在我们脚下。
Questa 绿色氢能项目奖将用于开发创新清洁能源项目,使新墨西哥州北部的整个 KCEC 服务区受益,同时重新利用一座关闭矿井的再生水。“对于一个有着巨大需求的小社区来说,这确实是一个伟大的想法,”KCEC 首席执行官 Luis A. Reyes Jr. 表示。“KCEC 非常感谢新墨西哥州参议员 Luján 和 Heinrich 以及美国能源部支持我们寻求创新解决方案以改善社区。”该项目以其创新方法而闻名,该方法利用了一座关闭矿井的修复资源,刺激了受灾社区的就业和新的经济影响,并利用绿色氢能的优势来创造能源。独特的新墨西哥州 Questa 项目将利用大量的再生水(不适合饮用),这些水和土壤修复是关闭矿井清理工作的一部分。来自新当地 KCEC 太阳能电池阵列的能源将为用于分离水分子中氢的电解过程提供动力,从而创建清洁能源端到端过程。最终,当太阳能和电池存储无法满足当地电力需求时,燃料电池将利用储存的氢气发电。该项目是在成功完成项目可行性研究和初步工程后授予的。