Аналіз типів геотермальних систем для використання теплового ресурсу закритих шахт

Анотація

Мета. Виконання комплексного аналізу експлуатації геотермальних систем різних типів, які використовуються для освоєння теплового ресурсу непрацюючих шахт з визначенням їх переваг та недоліків, а також обґрунтування рекомендацій щодо пріоритетних місць та умов розташування окремих типів систем на Донбасі. Методика. Геолого-гідрогеологічний та геотехнічний аналізможливості використання геотермальних систем різних типів в гірничо-геологічних умовах закритих шахт Донецького вугільного басейну з урахуванням конструктивних особливостей систем і досвіду їх промислового і експериментального застосування в різних країнах. Результати. Встановлено, що геотермальні безповоротні системи зі скидом термічно відпрацьованих вод у поверхневі водотоки можуть бути рекомендовані на шахтах з незначною мінералізацією вод та водовідливом, який забезпечує гідродинамічну безпеку прилеглих територій. Скид вод в ставки-відстійники енергетично доцільний лише в літній період при розташуванні ставків поблизу місць відбору води. Системи зі зворотним скидом води у шахту застосовні у разі неможливості скидання вод у водотоки через екологічні обмеження. Скид термічно використаних вод до ствола, з якого вони відбираються, є прийнятним лише на шахтах з незначним відбором, потужною зоною затоплення і великими значеннями геотермічного градієнта. Геотермальні U-подібні та коаксіальні зонди в умовах непрацюючих шахт можуть бути встановлені у верхній частині закладеного ствола з відбором тепла від гірських порід і у затоплених гірничих виробках з відбором тепла від шахтних вод. Наукова новизна. Уперше для закритих вугільних шахт Донецького басейна визначені умови оптимального застосування на їх базі безповоротних та циркуляційних геотермальних систем відкритого типу, що враховують мінералізацію шахтних вод, потужність зони затоплення, конструкцію системи водовідливу, гірничотехнічні, геотермальні та гідродинамічні особливості. Практична значимість. Отримані рекомендації щодо ефективності роботи різних геотермальних систем в гірничо-геологічних та геотехнічних умовах непрацюючих шахт Донбасу будуть використані для визначення пріоритетних місць їх розташування.