闭坑矿井竖井井筒开发再利用科学探索

刘志强^1,2，宋朝阳^1,2,3

1. 煤炭科学研究总院建井研究分院2. 北京中煤山工程有限公司3. 北京科技大学土木与资源工程学院

摘 要：矿山竖井井筒作为进入地下开采的必由通道,作为混凝土砌筑工程具有支护强度高、纵向空间大和服役全生命周期长等特点,这也决定竖井井筒结构相对于采区巷道结构和采空区结构更加稳定,更适合作为特殊地下空间实现开发再利用。矿山竖井井筒安全服役的全生命周期包括采前的科学设计、采中的安全服役和采后的安全治理、生态保护和科学利用。针对竖井井筒具有隐蔽性、防空性和稳定性等优势特点,以闭坑矿井竖井开发再利用、新能源高效储能及环境保护三者的协同发展为指导理念,充分考虑闭坑矿井竖井井筒精准开发利用的科学性、可能性以及可行性的基础上,凝练了闭坑矿井竖井井筒开发再利用4项主要的科学探索内容,主要包括以重力式抽水蓄能、压缩空气式蓄能2种方式的竖井井筒蓄能电站的探索构想,以流体提升技术、磁悬浮提升技术、流态化提升技术3种技术的深井提升变革基础研究试验探索构想,以微重力试验、风洞科学试验和弹射火箭试验3类试验的大科学试验探索构想以及再生能源蓄积探索构想;围绕保障竖井井筒安全服役这一最终目标,指出了竖井井筒风险判识与监测预警技术为首要任务,亟待建立闭坑竖井井筒再利用安全评价系统,并给出了闭坑竖井井筒再利用安全评价的主控影响因素;最后总结了闭坑矿井井筒开发再利用的探索方向。闭坑矿井竖井井筒科学再利用的思考及探索,符合国家对科学闭坑、去产能资源综合再利用以及生态坏境美化的全生命周期的政策,对提高闭坑矿井资源精准开发利用的国家战略具有重要的经济和战略意义。

关键词：闭坑矿井;竖井井筒;井筒再利用;安全评价;