矿山功能充填采热结构传热规律及其相变行为

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2024.0321

采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (1): 28-39.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0321

矿山功能充填采热结构传热规律及其相变行为

刘恒凤1,4,王九红3,翟勃2,周楠1,李百宜4,高峰4，史振2,马丹1

1. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116; 2. 山东能源集团西北矿业有限公司,陕西西安710018; 3. 兖矿能源集团股份有限公司，山东邹城273500; 4. 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏徐州221116

出版日期:2025-01-15 发布日期:2025-01-18
通讯作者: 王九红,E-mail：270492221@qq.com, Tel：13583790216
作者简介: 刘恒凤(1992— ),男,安徽省涡阳县人,博士后,从事充填开采与地热开发方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金青年科学基金项目（52404154）；国家资助博士后研究人员计划项目(GZC20233012);新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室开放课题(KLXGYKB2412);山东能源科技计划重大项目(SNKJ2022A15)

Study on the heat transfer law and phase change behavior of geothermal exploitation structure by the functional backfilling mining method

Online:2025-01-15 Published:2025-01-18

摘要/Abstract

摘要： 相变充填体大体积和高蓄热密度特性为矿山低品位热能的高效开发提供了新思路,研究采热结构传热规律及其相变行为是实现矿山地热能高效开发的重要基础。采用自主研制的矿山相变蓄热功能充填采热结构传热试验系统,开展采热结构传热试验及数值模拟,揭示了矿山功能充填采热结构相变蓄热机理。研究表明:岩层初始温度、采热流速和采热周期的增加及采热温度的降低有助于提高采热量;岩层初始温度直接决定相变充填体是否发生相态变化,采热流速越大、采热周期越长、采热温度越低则有越多的相变充填体凝固放热;相变充填体的存在会维持传热通道路径及传热热量大小,而不同因素则会影响采热结构发生相态转变的时机、改变传热通道路径。研究成果丰富了矿山功能充填采热结构传热特性研究,为矿山低品位地热能的高效开发提供了试验基础。

关键词: 矿山地热, 功能充填, 采热结构, 相变传热, 煤热协同开采

中图分类号:

TD 353

刘恒凤, 王九红, 翟勃, 周楠, 李百宜, 高峰, 史振, 马丹. 矿山功能充填采热结构传热规律及其相变行为[J]. 采矿与安全工程学报, 2025, 42(1): 28-39.

矿山功能充填采热结构传热规律及其相变行为

Study on the heat transfer law and phase change behavior of geothermal exploitation structure by the functional backfilling mining method

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