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安徽省关闭/废弃矿井地下空间储能潜力及减碳效益
1
作者
杨科
魏家乐
+1 位作者
付强
吕鑫
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第4期45-55,共11页
随着“双碳”目标的持续推进,构建以可再生能源为主体的新型电力系统已成为我国能源转型的核心任务。大规模、高灵活性的储能技术需求与日俱增,这为关闭/废弃矿井抽水蓄能电站的开发提供了重要发展机遇。对安徽省关闭/废弃矿井地下空间...
随着“双碳”目标的持续推进,构建以可再生能源为主体的新型电力系统已成为我国能源转型的核心任务。大规模、高灵活性的储能技术需求与日俱增,这为关闭/废弃矿井抽水蓄能电站的开发提供了重要发展机遇。对安徽省关闭/废弃矿井地下空间抽水蓄能建设潜力进行评估,以期解决选址等因素对传统抽水蓄能电站建设的制约,探索矿区绿色转型与新型电力系统协同发展的创新路径,推进安徽省抽水蓄能高质量发展。通过文献计量与政策分析详细总结了近年抽水蓄能电站发展规划,分析了当前关闭/废弃矿井抽水蓄能电站建设的发展趋势,并结合安徽省关闭煤矿位置、地下空间规模和水资源分布等抽水蓄能资源禀赋,将近年全省60处关闭/废弃矿井按距主要水系距离划分为3个梯度:50 km内高潜力区、50~100 km中潜力区以及100 km外低潜力区,并分别选取典型矿井开展精细化评估,探讨抽水蓄能电站建设规模。以两淮矿区朱庄煤矿为例,从地下可利用空间、地下储水库有效库容等方面详细分析了朱庄煤矿建造抽水蓄能电站的可行性并设计朱庄煤矿拟建抽水蓄能电站装机容量达17.87 MW。采用关闭/废弃矿井抽水蓄能电站碳排放量计算模型,计算其相较传统火力发电碳减排量约为1.13万t/d。结果表明:利用关闭/废弃矿井建造抽水蓄能电站可以成为安徽省新型储能建设发展的有效支撑,为安徽省能源结构调整和碳中和目标作出积极贡献。
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关键词
关闭/废弃矿井
抽水蓄能
可行性
碳排放计算
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职称材料
安徽省关闭煤矿资源调查及其综合利用研究
被引量:
3
2
作者
刘飞跃
陈澫赟
+3 位作者
杨科
段敏克
刘钦节
杨凌越
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1-11,共11页
【目的】在煤炭资源持续高强度开发与能源供给侧结构性改革的背景下,安徽省关闭了一批资源枯竭、产能落后的煤矿,而关闭煤矿仍赋存有地下空间、遗煤、瓦斯、矿井水、土地与基础设施设备等资源,开展关闭煤矿资源再利用具有现实的工程价...
【目的】在煤炭资源持续高强度开发与能源供给侧结构性改革的背景下,安徽省关闭了一批资源枯竭、产能落后的煤矿,而关闭煤矿仍赋存有地下空间、遗煤、瓦斯、矿井水、土地与基础设施设备等资源,开展关闭煤矿资源再利用具有现实的工程价值和经济效益。【方法】统计自2013年以来安徽省59座关闭煤矿基础信息和再利用现状,分析关闭煤矿分布特征、遗留资源与再利用潜力;构建安徽省关闭煤矿数据库与WebGIS云平台,实现关闭煤矿信息查询分析与可视化;以潘一矿与石台煤矿为例,分别介绍遗留瓦斯抽采与半地下抽水蓄能的关闭煤矿再利用方案。【结果和结论】结果表明:安徽省关闭煤矿主要集中分布在两淮矿区,部分关闭煤矿关闭时间较短、遗留资源丰富、产权隶属清晰,再利用潜力较大;潘一关闭煤矿综合使用封闭墙压管抽采、原抽采钻孔抽采和地面钻井抽采的立体化遗留瓦斯抽采技术,实施关闭煤矿采空区“排水-抽采-利用”的一体化工程,3年内累计抽采瓦斯量4 840万m^(3)、发电8 590万kW·h、直接经济效益5 120万元,同时保障了相邻矿井的安全生产;石台关闭煤矿拟建设半地下抽水蓄能电站,地下空间可提供有效库容30万m^(3)、装机容量35 MW。案例分析表明安徽省部分关闭煤矿资源再利用在技术经济上具有合理性,但仍需开展进一步深入研究。
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关键词
关闭煤矿
WebGIS云平台
瓦斯抽采
抽水蓄能
安徽省
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职称材料
矿山岩体质量非均匀性表征及其在巷道差异化支护中的应用
3
作者
刘飞跃
杨科
+5 位作者
杨天鸿
朱万成
解联库
邓文学
孙东东
无
《工程地质学报》
北大核心
2025年第3期1099-1107,共9页
考虑岩体质量的非均匀性进行矿山巷道分级分区差异化支护,在确保安全的前提下降低支护费用具有现实的工程意义。使用深度学习从岩体内部钻孔岩芯照片中自动计算RQD,结合摄影测量与最短路径搜索算法从岩体表面图像中识别结构面迹线,实现...
考虑岩体质量的非均匀性进行矿山巷道分级分区差异化支护,在确保安全的前提下降低支护费用具有现实的工程意义。使用深度学习从岩体内部钻孔岩芯照片中自动计算RQD,结合摄影测量与最短路径搜索算法从岩体表面图像中识别结构面迹线,实现快速准确的岩体质量评价;利用地质统计学理论挖掘实测岩体质量的空间相关性,获取各向异性实验半变异函数,空间插值建立非均匀岩体质量块体模型;以甲玛铜矿为例,根据巴顿岩体质量Q设计巷道分级分区差异化支护方案。结果表明岩体质量在同一岩性上是非均匀的也是连续的,但在岩性分界面处体现较强的变异性;根据岩体质量进行巷道的分级分区差异化支护,可以合理选择巷道位置、支护方式与支护参数。研究旨在建立一套矿山岩体质量非均匀性表征及巷道差异化支护的方法体系,实现巷道支护降本增效的目标。
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关键词
岩体质量
非均匀性
块体模型
巷道围岩
差异化支护
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职称材料
露天矿山岩体质量精细化表征及边坡稳定性分析
4
作者
孙东东
杨天鸿
+1 位作者
刘飞跃
刘洋
《东北大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期97-105,共9页
在进行边坡岩体质量评价和稳定性分析时,通常将岩体简化为均质材料,而天然岩体实际上具有非均质的特征.针对该问题,提出了一种考虑非均质性的岩体质量精细化表征及力学参数建模方法.以乌拉根铅锌矿为例,详细阐述了岩体力学参数精细化建...
在进行边坡岩体质量评价和稳定性分析时,通常将岩体简化为均质材料,而天然岩体实际上具有非均质的特征.针对该问题,提出了一种考虑非均质性的岩体质量精细化表征及力学参数建模方法.以乌拉根铅锌矿为例,详细阐述了岩体力学参数精细化建模的流程.基于所建立的精细化力学参数模型,分别采用均匀和非均匀两种岩体力学参数对南帮进行稳定性分析,结果表明,采用非均匀力学参数进行计算可以更准确地反映露天边坡稳定性的真实情况.本研究所建立的精细化块体模型能够反映露天边坡中的薄弱及不稳定区域,可为边坡岩体质量评价、稳定性分析及支护施工设计等提供科学有效的解决途径.
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关键词
露天矿
岩体质量
精细化建模
块体模型
边坡稳定性分析
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职称材料
循环加卸载下裂隙砂岩声-热响应特征及前兆规律
5
作者
刘一鸣
李振
+4 位作者
冯国瑞
杨鹏
白锦文
黄炳雄
李东
《岩土力学》
2025年第9期2773-2791,共19页
岩体损伤破坏是其内部裂隙萌生、扩展、归合的必然结果,此过程中可由声发射和红外辐射信号变化表征,因此研究裂隙岩体损伤破坏过程的声-热响应特征具有重要意义。为探究循环加卸载下裂隙砂岩破坏过程中裂纹扩展的声-热响应特征及其前兆...
岩体损伤破坏是其内部裂隙萌生、扩展、归合的必然结果,此过程中可由声发射和红外辐射信号变化表征,因此研究裂隙岩体损伤破坏过程的声-热响应特征具有重要意义。为探究循环加卸载下裂隙砂岩破坏过程中裂纹扩展的声-热响应特征及其前兆规律,开展了含不同倾角预制裂隙砂岩的循环加卸载试验,分析了裂纹扩展过程的声-热响应特征,揭示了声、热各类信号的前兆规律,提出了声-热裂纹演化变异系数指标。主要结论如下:(1)随裂隙倾角增大,剪切作用对试样的破坏效果越来越显著,红外和声发射信号在加卸载过程中皆表现出明显的阶段性特征。(2)随循环加卸载次数的增加,各类声、热信号前兆规律随之出现,具体表现为:预制裂隙周边均出现较大能量声发射定位点,红外热像则出现温度异常带;平均红外温度出现突变,声发射计数突增,声发射上升时间与振幅之比RA、振铃计数与持续时间之比AF值在卸载阶段仍有较大值及较密集分布。(3)红外温度与声发射RA、AF异常出现最早,声发射定位次之,声发射计数再次之,红外热像最晚,声发射定位和热像异常还可以从空间上预警裂纹产生。(4)提出了裂纹演化的声-热变异系数指标,该指标综合了裂纹演化特征并优化了权重比率,可反映区段时间内声、热参数波动的大小,进一步表征裂纹演化的剧烈程度,该指标避免了单一声信号的滞后性和单一红外信号的空间局限性。相关研究可为岩体灾变机制、岩层控制、地质灾害防治等提供重要参考。
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关键词
岩石力学
裂隙岩石
裂纹扩展
声发射
热红外
变异系数
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职称材料
题名
安徽省关闭/废弃矿井地下空间储能潜力及减碳效益
1
作者
杨科
魏家乐
付强
吕鑫
机构
安徽理工大学
矿业
工程
学院
安徽理工大学安徽省关闭/废弃矿井资源开发利用工程研究中心
安徽理工大学
深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室
安徽理工大学
煤炭安全精准开采国家地方联合
工程
研究
中心
出处
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第4期45-55,共11页
基金
深地国家科技重大专项资助项目(2024ZD1004100)
煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心开放基金资助项目(EC2023030)
安徽省教育厅项目安徽高校自然科学研究资助项目(2024AH050392)。
文摘
随着“双碳”目标的持续推进,构建以可再生能源为主体的新型电力系统已成为我国能源转型的核心任务。大规模、高灵活性的储能技术需求与日俱增,这为关闭/废弃矿井抽水蓄能电站的开发提供了重要发展机遇。对安徽省关闭/废弃矿井地下空间抽水蓄能建设潜力进行评估,以期解决选址等因素对传统抽水蓄能电站建设的制约,探索矿区绿色转型与新型电力系统协同发展的创新路径,推进安徽省抽水蓄能高质量发展。通过文献计量与政策分析详细总结了近年抽水蓄能电站发展规划,分析了当前关闭/废弃矿井抽水蓄能电站建设的发展趋势,并结合安徽省关闭煤矿位置、地下空间规模和水资源分布等抽水蓄能资源禀赋,将近年全省60处关闭/废弃矿井按距主要水系距离划分为3个梯度:50 km内高潜力区、50~100 km中潜力区以及100 km外低潜力区,并分别选取典型矿井开展精细化评估,探讨抽水蓄能电站建设规模。以两淮矿区朱庄煤矿为例,从地下可利用空间、地下储水库有效库容等方面详细分析了朱庄煤矿建造抽水蓄能电站的可行性并设计朱庄煤矿拟建抽水蓄能电站装机容量达17.87 MW。采用关闭/废弃矿井抽水蓄能电站碳排放量计算模型,计算其相较传统火力发电碳减排量约为1.13万t/d。结果表明:利用关闭/废弃矿井建造抽水蓄能电站可以成为安徽省新型储能建设发展的有效支撑,为安徽省能源结构调整和碳中和目标作出积极贡献。
关键词
关闭/废弃矿井
抽水蓄能
可行性
碳排放计算
Keywords
closed/abandoned mines
pumped storage
viability
calculation of carbon emissions
分类号
TD985 [矿业工程—选矿]
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职称材料
题名
安徽省关闭煤矿资源调查及其综合利用研究
被引量:
3
2
作者
刘飞跃
陈澫赟
杨科
段敏克
刘钦节
杨凌越
机构
安徽理工大学
深部煤炭
资源
智能绿色开采
安徽省
联合共建学科重点实验室
安徽理工大学安徽省关闭/废弃矿井资源开发利用工程研究中心
出处
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1-11,共11页
基金
安徽高校自然科学研究项目(KJ2021A0458)
国家自然科学基金项目(52204080)
深部煤炭资源智能绿色开采安徽省联合共建学科重点实验室开放课题(IGMDCR202401)。
文摘
【目的】在煤炭资源持续高强度开发与能源供给侧结构性改革的背景下,安徽省关闭了一批资源枯竭、产能落后的煤矿,而关闭煤矿仍赋存有地下空间、遗煤、瓦斯、矿井水、土地与基础设施设备等资源,开展关闭煤矿资源再利用具有现实的工程价值和经济效益。【方法】统计自2013年以来安徽省59座关闭煤矿基础信息和再利用现状,分析关闭煤矿分布特征、遗留资源与再利用潜力;构建安徽省关闭煤矿数据库与WebGIS云平台,实现关闭煤矿信息查询分析与可视化;以潘一矿与石台煤矿为例,分别介绍遗留瓦斯抽采与半地下抽水蓄能的关闭煤矿再利用方案。【结果和结论】结果表明:安徽省关闭煤矿主要集中分布在两淮矿区,部分关闭煤矿关闭时间较短、遗留资源丰富、产权隶属清晰,再利用潜力较大;潘一关闭煤矿综合使用封闭墙压管抽采、原抽采钻孔抽采和地面钻井抽采的立体化遗留瓦斯抽采技术,实施关闭煤矿采空区“排水-抽采-利用”的一体化工程,3年内累计抽采瓦斯量4 840万m^(3)、发电8 590万kW·h、直接经济效益5 120万元,同时保障了相邻矿井的安全生产;石台关闭煤矿拟建设半地下抽水蓄能电站,地下空间可提供有效库容30万m^(3)、装机容量35 MW。案例分析表明安徽省部分关闭煤矿资源再利用在技术经济上具有合理性,但仍需开展进一步深入研究。
关键词
关闭煤矿
WebGIS云平台
瓦斯抽采
抽水蓄能
安徽省
Keywords
closed coal mine
WebGIS cloud platform
gas drainage
pumped storage
Anhui Province
分类号
TD80 [矿业工程—矿山开采]
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职称材料
题名
矿山岩体质量非均匀性表征及其在巷道差异化支护中的应用
3
作者
刘飞跃
杨科
杨天鸿
朱万成
解联库
邓文学
孙东东
无
机构
安徽理工大学
合肥综合性国家科学
中心
能源
研究
院
东北
大学
矿冶科技集团有限公司
出处
《工程地质学报》
北大核心
2025年第3期1099-1107,共9页
基金
国家自然科学基金项目(资助号:52204080)
国家科技重大专项(资助号:2024ZD1004108)
深部煤炭资源智能绿色开采安徽省联合共建学科重点实验室项目(资助号:IGMDCR202401)。
文摘
考虑岩体质量的非均匀性进行矿山巷道分级分区差异化支护,在确保安全的前提下降低支护费用具有现实的工程意义。使用深度学习从岩体内部钻孔岩芯照片中自动计算RQD,结合摄影测量与最短路径搜索算法从岩体表面图像中识别结构面迹线,实现快速准确的岩体质量评价;利用地质统计学理论挖掘实测岩体质量的空间相关性,获取各向异性实验半变异函数,空间插值建立非均匀岩体质量块体模型;以甲玛铜矿为例,根据巴顿岩体质量Q设计巷道分级分区差异化支护方案。结果表明岩体质量在同一岩性上是非均匀的也是连续的,但在岩性分界面处体现较强的变异性;根据岩体质量进行巷道的分级分区差异化支护,可以合理选择巷道位置、支护方式与支护参数。研究旨在建立一套矿山岩体质量非均匀性表征及巷道差异化支护的方法体系,实现巷道支护降本增效的目标。
关键词
岩体质量
非均匀性
块体模型
巷道围岩
差异化支护
Keywords
Rock mass quality
Heterogeneity
Block model
Surrounding rock mass of roadway
Differential support
分类号
TD315 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
露天矿山岩体质量精细化表征及边坡稳定性分析
4
作者
孙东东
杨天鸿
刘飞跃
刘洋
机构
东北
大学
资源
与土木
工程
学院
东北
大学
深部金属矿山安全开采教育部重点实验室
安徽理工大学安徽省关闭/废弃矿井资源开发利用工程研究中心
出处
《东北大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期97-105,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFC2903902)
国家自然科学基金资助项目(U1903216).
文摘
在进行边坡岩体质量评价和稳定性分析时,通常将岩体简化为均质材料,而天然岩体实际上具有非均质的特征.针对该问题,提出了一种考虑非均质性的岩体质量精细化表征及力学参数建模方法.以乌拉根铅锌矿为例,详细阐述了岩体力学参数精细化建模的流程.基于所建立的精细化力学参数模型,分别采用均匀和非均匀两种岩体力学参数对南帮进行稳定性分析,结果表明,采用非均匀力学参数进行计算可以更准确地反映露天边坡稳定性的真实情况.本研究所建立的精细化块体模型能够反映露天边坡中的薄弱及不稳定区域,可为边坡岩体质量评价、稳定性分析及支护施工设计等提供科学有效的解决途径.
关键词
露天矿
岩体质量
精细化建模
块体模型
边坡稳定性分析
Keywords
open-pit mine
rock mass quality
detailed modeling
block model
slope stability analysis
分类号
TD854 [矿业工程—金属矿开采]
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职称材料
题名
循环加卸载下裂隙砂岩声-热响应特征及前兆规律
5
作者
刘一鸣
李振
冯国瑞
杨鹏
白锦文
黄炳雄
李东
机构
太原理
工大
学安全与应急管理
工程
学院
出处
《岩土力学》
2025年第9期2773-2791,共19页
基金
国家自然科学基金项目(No.52474141)
国家自然科学青年科学基金项目(A类延续资助)(No.52525401)
+2 种基金
山西省基础研究计划(No.202403021211069)
安徽省关闭/废弃矿井资源开发利用工程研究中心开放课题(No.EUCMR202402)
三晋英才青年拔尖人才项目。
文摘
岩体损伤破坏是其内部裂隙萌生、扩展、归合的必然结果,此过程中可由声发射和红外辐射信号变化表征,因此研究裂隙岩体损伤破坏过程的声-热响应特征具有重要意义。为探究循环加卸载下裂隙砂岩破坏过程中裂纹扩展的声-热响应特征及其前兆规律,开展了含不同倾角预制裂隙砂岩的循环加卸载试验,分析了裂纹扩展过程的声-热响应特征,揭示了声、热各类信号的前兆规律,提出了声-热裂纹演化变异系数指标。主要结论如下:(1)随裂隙倾角增大,剪切作用对试样的破坏效果越来越显著,红外和声发射信号在加卸载过程中皆表现出明显的阶段性特征。(2)随循环加卸载次数的增加,各类声、热信号前兆规律随之出现,具体表现为:预制裂隙周边均出现较大能量声发射定位点,红外热像则出现温度异常带;平均红外温度出现突变,声发射计数突增,声发射上升时间与振幅之比RA、振铃计数与持续时间之比AF值在卸载阶段仍有较大值及较密集分布。(3)红外温度与声发射RA、AF异常出现最早,声发射定位次之,声发射计数再次之,红外热像最晚,声发射定位和热像异常还可以从空间上预警裂纹产生。(4)提出了裂纹演化的声-热变异系数指标,该指标综合了裂纹演化特征并优化了权重比率,可反映区段时间内声、热参数波动的大小,进一步表征裂纹演化的剧烈程度,该指标避免了单一声信号的滞后性和单一红外信号的空间局限性。相关研究可为岩体灾变机制、岩层控制、地质灾害防治等提供重要参考。
关键词
岩石力学
裂隙岩石
裂纹扩展
声发射
热红外
变异系数
Keywords
rock mechanics
fissured rocks
crack propagation
acoustic emission
thermal infrared
coefficient of variation
分类号
TU452 [建筑科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
安徽省关闭/废弃矿井地下空间储能潜力及减碳效益
杨科
魏家乐
付强
吕鑫
《煤炭科学技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
安徽省关闭煤矿资源调查及其综合利用研究
刘飞跃
陈澫赟
杨科
段敏克
刘钦节
杨凌越
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
3
矿山岩体质量非均匀性表征及其在巷道差异化支护中的应用
刘飞跃
杨科
杨天鸿
朱万成
解联库
邓文学
孙东东
无
《工程地质学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
露天矿山岩体质量精细化表征及边坡稳定性分析
孙东东
杨天鸿
刘飞跃
刘洋
《东北大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
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职称材料
5
循环加卸载下裂隙砂岩声-热响应特征及前兆规律
刘一鸣
李振
冯国瑞
杨鹏
白锦文
黄炳雄
李东
《岩土力学》
2025
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职称材料
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