一种煤矿地下空间地热利用系统的制作方法

本发明涉及煤矿地热，特别是涉及一种煤矿地下空间地热利用系统。

背景技术：

1、随着全球能源需求的不断增长，传统能源的开发与利用面临严峻挑战，尤其是煤矿资源的开采及其后续处理问题。煤矿的地下空间常常具有丰富的地热资源，然而目前对这些地热资源的开发利用仍显不足。现有技术中，地热资源的开发一般集中在地表或浅层，而对于深层煤矿地下空间的利用较少，导致资源浪费与环境影响。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种煤矿地下空间地热利用系统，本发明解决了现有技术中煤矿低下空间地热资源利用率不足的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种煤矿地下空间地热利用系统，包括：

4、地质监测模块、可视化模块、抽水模块、热交换模块和优化模块；

5、所述地质监测模块与所述可视化模块连接，所述抽水模块、热交换模块均与可视化模块和优化模块连接；

6、所述地质监测模块用于监测当前矿井的地质数据；所述可视化模块用于根据所述地质数据生成可视化矿井图；所述抽水模块用于根据所述可视化矿井图将矿井下的富热涌水提升、回灌及发电，所述热交换模块用于根据所述可视化矿井图对矿井下的热量进行热交换，所述优化模块用于对所述抽水模块、热交换模块进行评估，得到评估结果并根据所述评估结果对所述抽水模块、热交换模块进行优化。

7、优选地，所述地质数据包括：

8、矿井深度、地层压力大小和含水层数量。

9、优选地，所述地质监测模块包括：

10、依次连接的传感单元、数据采集单元、通信单元、处理单元和历史数据管理单元；

11、所述传感单元用于获取矿井下的各类传感数据，所述数据采集单元用于采集各类传感数据并通过通信单元传输到所述处理单元中，所述处理单元用于根据所述各类传感数据进行数据清洗和分类得到地质数据，所述历史数据管理单元用于对当前生成的地质数据进行实时存储。

12、优选地，所述可视化模块包括：

13、报警单元和均与报警单元连接的深度展示单元、压力展示单元和含水层数量展示单元；

14、所述报警单元和所述历史数据管理单元连接；

15、所述深度展示单元用于展示矿井深度数据、所述压力展示单元用于展示底层压力数据，所述含水层数量展示单元用于展示所述含水层数量数据，所述报警单元用于根据所述历史数据管理单元内的数据进行异常判断，得到判断结果，并根据所述判断结果联动所述深度展示单元、压力展示单元和含水层数量展示单元进行警报。

16、优选地，所述抽水模块包括：

17、涌水水仓、涌水排水机组、地表水库、回灌通道和水力发电机组；

18、井下排水槽通过可变速抽水蓄能机组与涌水水仓连接，涌水水仓通过涌水排水机组与抽取通道连接，地表水库的补水输入端与热交换模块连接，地表水库的排水端与回灌通道的输入端连接，水力发电机组的水轮机设置在回灌通道内。

19、优选地，所述热交换模块包括：

20、水源热泵机组，水源热泵机组的换热进水端口与抽取通道的输出端连接；

21、所述水源热泵机组用于与涌水中的地热资源进行热交换。

22、优选地，所述优化模块包括：

23、效率评估单元和调整单元；

24、所述效率评估单元用于评估所述抽水模块和所述换热模块的效率，得到评估结果，所述调整单元用于根据所述评估结果对所述抽水模块和所述换热模块进行优化调整。

25、优选地，所述效率评估单元的表达式为：

26、

27、其中，a为评估结果，e1为输出总电能，e2为输入电能，e3为热交换得到的热量，q1为有效热资源，q2为总涌水资源。

28、本发明公开了以下技术效果：

29、本发明提供了一种煤矿地下空间地热利用系统，包括：地质监测模块、可视化模块、抽水模块、热交换模块和优化模块；所述地质监测模块与所述可视化模块连接，所述抽水模块、热交换模块均与可视化模块和优化模块连接；所述地质监测模块用于监测当前矿井的地质数据；所述可视化模块用于根据所述地质数据生成可视化矿井图；所述抽水模块用于根据所述可视化矿井图将矿井下的富热涌水提升、回灌及发电，所述热交换模块用于根据所述可视化矿井图对矿井下的热量进行热交换，所述优化模块用于对所述抽水模块、热交换模块进行评估，得到评估结果并根据所述评估结果对所述抽水模块、热交换模块进行优化。本发明通过利用抽水模块和热交换模块对矿井进行资源利用并且利用优化模块进行监测和调整，实时更新提升资源的利用效率。

技术特征：

1.一种煤矿地下空间地热利用系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种煤矿地下空间地热利用系统，其特征在于，所述地质数据包括：

3.根据权利要求2所述的一种煤矿地下空间地热利用系统，其特征在于，所述地质监测模块包括：

4.根据权利要求3所述的一种煤矿地下空间地热利用系统，其特征在于，所述可视化模块包括：

5.根据权利要求1所述的一种煤矿地下空间地热利用系统，其特征在于，所述抽水模块包括：

6.根据权利要求1所述的一种煤矿地下空间地热利用系统，其特征在于，所述热交换模块包括：

7.根据权利要求1所述的一种煤矿地下空间地热利用系统，其特征在于，所述优化模块包括：

8.根据权利要求1所述的一种煤矿地下空间地热利用系统，其特征在于，所述效率评估单元的表达式为：

技术总结本发明提供了一种煤矿地下空间地热利用系统，涉及煤矿地热技术领域。包括：地质监测模块、可视化模块、抽水模块、热交换模块和优化模块；地质监测模块与可视化模块连接，抽水模块、热交换模块均与可视化模块和优化模块连接；地质监测模块用于监测当前矿井的地质数据；可视化模块用于根据地质数据生成可视化矿井图；抽水模块用于根据可视化矿井图将矿井下的富热涌水提升、回灌及发电，热交换模块用于根据可视化矿井图对矿井下的热量进行热交换，优化模块用于对抽水模块、热交换模块进行评估，得到评估结果并根据评估结果对抽水模块、热交换模块进行优化。本发明解决了现有技术中煤矿低下空间地热资源利用率不足的问题。技术研发人员：刘赟臣,王治华,窦建刚,殷有辉,何少杰,张英华,刁立赛受保护的技术使用者：庆阳新庄煤业有限公司新庄煤矿技术研发日：技术公布日：2024/11/14