深部金属矿山热害防控与地热能协同开采技术研究进展OA

在我国金属矿产资源开发由浅部向深部全面推进、深部开采热环境日益严峻的背景下,本文围绕深部金属矿山地热环境特征、热害防控技术与矿热协同开采模式,系统梳理了相关研究进展。阐述了天然热源与人为热源共同作用下深部矿山地热环境的非均匀梯级传热特征,厘清了深部金属矿山多源驱动、多相传输、多模式耦合的梯级传热机理及其对围岩稳定与巷道热环境的综合影响;遵循“源头控制-环境调控-个体防护”的系统治理思路,总结了围岩与地下水热源控制、智能通风与多级制冷、个体降温防护等关键技术进展及适用条件,并梳理了深部矿山热环境治理的发展趋势。在此基础上,归纳了矿井水换热、采空区换热与原位岩体改造换热3类典型矿热共采模式,探讨了热-流-固-化(THMC)多场耦合对矿井地热系统长期稳定性与能效水平的影响,并提出“以固控流、以流导热、以热促化”的系统优化思路;最后,建立了兼顾热害防控效果、能源利用效率、开采安全性与经济性的矿热协同开采多约束调控和多目标优化框架,可为深部金属矿山实现由被动降温向主动控温、能源协同利用的技术转型提供参考。