本技术专注于废弃矿井的再利用和抽水蓄能技术,提出了一种针对露天矿采空区影响的抽水蓄能电站施工方法。该方法包括选择导水裂隙带上方的厚硬岩层,并在与露天矿坑边坡相交处建立辅助平台和注浆站。通过辅助平台施工辅助平洞、尾水隧洞和机电硐室,同时从上至下开挖上引水隧洞和下引水隧洞,并持续向井工矿井方向施工辅助平洞,向下施工注浆钻孔至垮落带与导水裂隙带并进行注浆。在此基础上,利用塌陷坑建设上水库,露天矿坑下部建设下水库。将上引水隧洞与下引水隧洞之间的辅助平洞作为过渡引水隧洞,连接两者,并在其中施工调压室。该技术能够实现多工序并行施工,有效缩短施工周期,降低成本,并确保上水库的稳定性。
背景技术
煤等矿层开采的方式包括露天开采和井工开采;当矿层埋深比较浅,厚度比较大或者矿层比较多时,通过把覆盖在矿层上部的土层和岩层剥去,然后再开采矿层的方式称为露天开采;而当煤层埋藏比较深时,剥离土层和岩层代价很大,一般先通过施工垂直或倾斜的井筒到达矿层,然后在矿层中布置回采用巷道,再对矿层进行开采的方式称为井工开采。根据开采方式不同,露天开采后会形成大的矿坑,矿坑尺寸自上而下逐渐减小,井工开采后上覆岩层垮落,在地表形成塌陷坑。
抽水蓄能电站是通过把低处的水抽到高处来蓄集能量,待电力系统需要时再发电的水电站,利用电力系统的富余电能从下水库向上水库抽水,转化为水的势能储存起来,当电力系统需要时将水的势能转化为电能。抽水蓄能电站实现了电能的有效存储,进而提高电力系统中火电、核电以及风电的运行效率及资源利用率,有效调节了电力系统生产、供应、使用之间的动态平衡。
利用废弃矿井的采空区、井巷、露天矿坑作为储水水库进行抽水蓄能电站的建设是现有的研究热点,但是现有的研究多局限于基于露天开采的露天矿坑或者基于井工开采的采空区和井巷进行抽水蓄能电站建设。而国内外有部分矿井采用露天与井工联合开采方式开采或者有些露天矿井和井工矿井距离很近,如新岭煤矿、阜新海州煤矿、建龙铁矿等。在这种条件下,如何综合考虑两种开采方式形成的废弃矿井情况对抽水蓄能电站各部分进行选址,以及快速并行建设抽水蓄能电站成为本领域所希望解决的技术问题。
实现思路