利用废弃或关闭矿井地热资源开发地源热泵的方法与流程

1.本发明涉及矿井资源化利用技术领域，尤其涉及一种利用废弃或关闭矿井 地热资源开发地源热泵的方法。


背景技术：

2.废弃或关闭矿井中仍有较多资源有待开发利用，如遗留煤炭资源、遗留煤 层气资源、矿井地下水资源、矿井地下空间资源、矿井地热资源、抽水蓄能资 源、矿区文化旅游资源、废弃或关闭矿井沉陷稳沉区域地面资源等，以待其能 在能源行业减碳、降碳、控碳、增能、创收方面发挥重要作用。
3.目前利用地热资源的主要方式为深部高温地热能开发地热电站，中部中低 温地热能直接抽取地下热水资源用作生产生活，浅部低温地热能开发地源热泵 用作工业或生活就近供暖或制冷。废弃或关闭矿井中的地热资源目前应用方向 较窄，原有废弃或关闭矿井的各类钻孔、井筒及不同深度水平巷道中所蕴含的 地热资源不能得到较好的利用，导致废弃或关闭矿井中地热资源浪费，原有矿 井建设投资回本创收时间增长。
4.公告号为的专利文献cn203640754u公开了一种煤矿混合资源综合开采系 统，包括埋设于采空区内的埋地盘管，埋地盘管与地源热泵连接，在风井中设 置空气源热泵，地源热泵和空气源热泵均与地面热水系统连接，地面热水系统 与热用户连接，但没有公开如何开发地源热泵以提高其经济性。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于如何将关闭或废弃矿井地热资源合理化利 用，并使其具有较高的经济性。
6.本发明是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：利用废弃或关闭矿 井地热资源开发地源热泵的方法，包括以下步骤：
7.步骤1，搜集井筒及井筒周围的各类钻孔、巷道、硐室及工作面在建设、施 工、开发阶段的地热地质参数；
8.步骤2，计算各采煤水平的地源热泵循环换热影响范围及其年循环利用地热 资源量，选择利用地热最具有经济性的采煤水平，设计地埋管的布设方式；
9.步骤3，在矿井闭坑时期，在井筒地表周围建设施工换热站并在换热站中布 设水泵循环机组；
10.步骤4，在井筒及井筒周围的各类钻孔、巷道、硐室及工作面中嵌入地埋管 并进行回填或封堵；
11.步骤5，将各地埋管连接至换热站，启动换热站的开关。
12.通过上述步骤能够将关闭或废弃矿井地热资源合理化利用，减少地热资源 浪费，减少原有矿井建设投资创收时间；通过选择利用地热最具有经济性的采 煤水平进行开发，使其具有较高的经济性。
13.作为优化的技术方案，步骤1具体包括以下步骤：
14.步骤1.1，井筒的设置方式包括立井、斜井；井筒的用途包括运输井、风井； 巷道的用途包括运输大巷、回风巷、机巷；井筒、巷道的建设方法包括普通凿 井法、冻结凿井法、钻孔凿井法、沉井凿井法、帷幕凿井法；钻孔的用途包括 煤田普查钻孔、煤田初勘钻孔、煤田详勘钻孔、煤田生产钻孔、煤田水文钻孔；
15.步骤1.2，地热地质参数包括区域构造背景、断裂分布区域、地层厚度、地 层岩性、煤层延展方向、煤层种类、岩土体热物性、地下水资源量、恒温带深 度、恒温带温度。
16.作为优化的技术方案，步骤2中，计算地源热泵循环换热影响范围的方法 采用数值模拟方法或岩土体热物性测试方法。
17.作为优化的技术方案，步骤2中，计算地源热泵年循环利用地热资源量的 方法采用平均比热容计算方法、地下水热量计算方法或平均温度计算方法。
18.作为优化的技术方案，平均温度计算方法具体为：将井筒从井口到某个采 煤水平的区域简化为直筒模型，将井筒周围的各钻孔简化为直筒模型，按照地 埋管的进水管所在的区域面积为1/2直筒底面积，并且地埋管以最密堆积方式堆 积的条件，结合地埋管内的水流速度、水密度、水比热容、换热站的进水与出 水温差、换热站的转换效率，计算地源热泵年循环利用地热资源量，即：
19.q
α
＝(m
×
mb×vt
×
t
α
×
ρw×cw
×
temp
dt
×
cvrh)/1000；
20.其中，q
α
为地源热泵年循环利用地热资源量，kj；m为1/2直筒底面积， m2；mb为地埋管以最密堆积方式堆积时其横截面面积占直筒底面积的比例，％； v
t
为地埋管内的水流速度，m/s；t
α
为一年秒数，为3.1536
×
107s；ρw为水密 度，为1kg/l；cw为水比热容，为4.2
×
103j/(kg
·
℃)；temp
dt
为换热站的进水与 出水温差，℃；cvrh为换热站的转换效率，％。
21.作为优化的技术方案，步骤2中，选择最具有经济性的采煤水平的方法为 对比年经济成本pce、年利用地热资源利润revg和年环保利润rev
ep
；
22.年经济成本pce包括地埋管材料成本、换热站建筑施工成本、换热站至城区 的管道材料成本、换热站内的水泵购置成本、水泵运营成本、人工维护成本；
23.年利用地热资源利润revg包括年节约燃煤利润；
24.年环保利润rev
ep
包括年减少碳排放量利润；
25.选择准则为：若pce《revg+rev
ep
，则该采煤水平利用地热具有经济性；若pce》 revg+rev
ep
，则该采煤水平利用地热不具有经济性；若某个采煤水平 revg+rev
ep-pce的值最大，则该采煤水平利用地热最具有经济性。
26.作为优化的技术方案，步骤2中，设计地埋管的布设方式包括：
27.设计地埋管在井筒中的布设方式：将井筒中连通所选择的采煤水平的横截 面沿径向划分为两个区域，分别用于布设进水管和出水管；
28.设计地埋管在钻孔中的布设方式：将井筒周围的各钻孔的孔底沿径向划分 为两个区域，分别用于布设进水管和出水管；
29.设计地埋管在巷道、硐室、工作面中的布设方式：将所选择的采煤水平的 巷道、硐室、工作面作为地埋管的布设区域。
30.充分利用了矿井下四通八达的地下空间，由于废弃或关闭矿井井下无通风 装置、排水装置，随着闭坑工作的持续，巷道、硐室、工作面会充满地下水， 地下水与周围岩层温
度类似，以此加热地埋管内的液体介质。
31.作为优化的技术方案，步骤2中，设计地埋管的布设方式还包括：在所选 择的采煤水平的巷道、硐室、工作面钻探水平钻孔作为地埋管的布设区域。若 井筒周围巷道、硐室、工作面较少，可以钻探水平钻孔作为地埋管的布设区域， 进一步利用煤层或煤层顶底板中的热量，增加换热区域，提高换热效率。
32.作为优化的技术方案，步骤3中，水泵循环机组的扬程或循环深度等于或 高于井筒垂深的1.2倍，其中垂直扬程等于或高于井筒垂深，矿井下水平扬程等 于或高于垂直扬程的20％。
33.作为优化的技术方案，步骤4具体包括以下步骤：
34.步骤4.1，在井筒及其周围的巷道、硐室、工作面中嵌入u型地埋管，在井 筒周围的各钻孔中嵌入u型或双u型地埋管；
35.步骤4.2，利用细砂、中砂或砂类煤矸石对井筒周围的各钻孔及矿井下水平 钻孔进行回填；
36.步骤4.3，利用水泥砂浆对井筒及井筒周围的各钻孔进行封堵。
37.本发明的优点在于：能够将关闭或废弃矿井地热资源合理化利用，减少地 热资源浪费，减少原有矿井建设投资创收时间；通过选择利用地热最具有经济 性的采煤水平进行开发，使其具有较高的经济性。
附图说明
38.图1是本发明实施例一地源热泵的结构示意图。
39.图2是本发明实施例一地埋管在井筒中的平面布设示意图。
40.图3是本发明实施例二地源热泵的结构示意图。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明 实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述 的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例一
43.如图1所示，本实施例的废弃矿井具有六个采煤水平，即一水平11、二水 平12、三水平13、四水平14、五水平15、六水平16，井筒20连通各采煤水平， 井筒20周围具有多个钻孔30(图中仅示意1个钻孔30)。
44.地源热泵包括地埋管40、换热站50；井筒20及井筒20周围的各钻孔30、 巷道、硐室、工作面中分别嵌有地埋管40，各地埋管40分别连接换热站50； 两个换热站50设置在井筒20地表周围，一个热源换热站通过供热管道为周围 城区供热，一个冷源换热站通过供冷管道为周围城区供冷。
45.如图2所示，井筒20的横截面沿径向划分为两个半圆区域，分别布设地埋 管40的进水管41和出水管42，进水管41和出水管42分别连接换热站50，箭 头方向为水流方向。
46.本实施例利用废弃或关闭矿井地热资源开发地源热泵的方法包括以下步骤：
47.步骤1，搜集井筒20及井筒20周围的各类钻孔30、巷道、硐室及工作面 在建设、施工、开发阶段的地热地质参数，具体包括以下步骤：
48.步骤1.1，井筒20的设置方式包括但不限于立井、斜井；井筒20的用途包 括但不限于运输井、风井；巷道的用途包括但不限于运输大巷、回风巷、机巷； 井筒20、巷道的建设方法包括但不限于普通凿井法、冻结凿井法、钻孔凿井法、 沉井凿井法、帷幕凿井法；钻孔30的用途包括但不限于煤田普查钻孔、煤田初 勘钻孔、煤田详勘钻孔、煤田生产钻孔、煤田水文钻孔。
49.步骤1.2，地热地质参数包括但不限于区域构造背景、断裂分布区域、地层 厚度、地层岩性、煤层延展方向、煤层种类、岩土体热物性、地下水资源量、 恒温带深度、恒温带温度。
50.步骤2，计算各采煤水平的地源热泵循环换热影响范围及其年循环利用地热 资源量，选择利用地热最具有经济性的采煤水平，设计地埋管40的布设方式， 具体包括以下步骤：
51.步骤2.1，计算地源热泵循环换热影响范围的方法包括但不限于数值模拟方 法、岩土体热物性测试方法，目的是了解地埋管40在废弃或关闭矿井任一采煤 水平中的地热升温限值。
52.步骤2.2，计算地源热泵年循环利用地热资源量的方法包括但不限于平均比 热容计算方法、地下水热量计算方法、平均温度计算方法。
53.平均温度计算方法具体为：将井筒20从井口到某个采煤水平的区域简化为 直筒模型，将井筒20周围的各钻孔30简化为直筒模型，按照地埋管40的进水 管41所在的区域面积为1/2直筒底面积，并且地埋管40以最密堆积方式堆积 的条件，结合地埋管40内的水流速度、水密度、水比热容、换热站50的进水 与出水温差、换热站50的转换效率，计算地源热泵年循环利用地热资源量，即：
54.q
α
＝(m
×
mb×vt
×
t
α
×
ρw×cw
×
temp
dt
×
cvrh)/1000；
55.其中，q
α
为地源热泵年循环利用地热资源量，kj；m为1/2直筒底面积， m2；mb为地埋管40以最密堆积方式堆积时其横截面面积占直筒底面积的比例，％； v
t
为地埋管40内的水流速度，m/s；t
α
为一年秒数，为3.1536
×
107s；ρw为水 密度，为1kg/l；cw为水比热容，为4.2
×
103j/(kg
·
℃)；temp
dt
为换热站50的 进水与出水温差，℃；cvrh为换热站50的转换效率，％。
56.步骤2.3，选择最具有经济性的采煤水平的方法为对比年经济成本pce、年 利用地热资源利润revg和年环保利润rev
ep
。
57.年经济成本pce包括地埋管40材料成本、换热站50建筑施工成本、换热站 50至城区的管道材料成本、换热站50内的水泵购置成本、水泵运营成本、人工 维护成本。
58.年利用地热资源利润revg包括年节约燃煤利润，通过地源热泵年循环利用 地热资源量结合标准煤热量和煤价格计算得出。
59.年环保利润rev
ep
包括年减少碳排放量利润，通过节约燃煤量结合标准煤二 氧化碳排放量和碳交易所碳价格计算得出。
60.选择准则为：若pce《revg+rev
ep
，则该采煤水平利用地热具有经济性；若 pce》revg+rev
ep
，则该采煤水平利用地热不具有经济性；若某个采煤水平 revg+rev
ep-pce的值最大，则
该采煤水平利用地热最具有经济性。
61.步骤2.4，设计地埋管40的布设方式包括：
62.(1)设计地埋管40在井筒20中的布设方式：将井筒20中连通所选择的 采煤水平的横截面沿径向划分为两个区域，分别用于布设进水管41和出水管42。
63.(2)设计地埋管40在钻孔30中的布设方式：将井筒20周围的各钻孔30 的孔底沿径向划分为两个区域，分别用于布设进水管41和出水管42。
64.(3)设计地埋管40在巷道、硐室、工作面中的布设方式：将所选择的采 煤水平的巷道、硐室、工作面作为地埋管40的布设区域，充分利用了矿井下四 通八达的地下空间，由于废弃或关闭矿井井下无通风装置、排水装置，随着闭 坑工作的持续，巷道、硐室、工作面会充满地下水，地下水与周围岩层温度类 似，以此加热地埋管40内的液体介质；若井筒20周围巷道、硐室、工作面较 少，则可以在所选择的采煤水平的巷道、硐室、工作面钻探水平钻孔作为地埋 管40的布设区域，可以进一步利用煤层或煤层顶底板中的热量，增加换热区域， 提高换热效率。
65.步骤3，在矿井闭坑时期，在井筒20地表周围建设施工换热站50并在换热 站50中布设水泵循环机组，具体包括以下步骤：
66.步骤3.1，在井筒20地表周围建设施工热源换热站50是因为井筒20中的 地埋管40循环收集的热量较其周围分散的钻孔30收集的热量更多，能够更好 地让热量汇聚。
67.步骤3.2，水泵循环机组布设有多组，根据地埋管40的布设方式及地埋管 40中的水流量设置水泵循环机组的数量和组合方式，启动不同组合类别的水泵 循环机组可以利用不同热量。
68.步骤3.3，水泵循环机组的扬程或循环深度等于或高于井筒垂深的1.2倍， 其中垂直扬程等于或高于井筒垂深，矿井下水平扬程等于或高于垂直扬程的20％。
69.步骤4，在井筒20及井筒20周围的各类钻孔30、巷道、硐室及工作面中 嵌入地埋管40并进行回填或封堵，具体包括以下步骤：
70.步骤4.1，在井筒20及其周围的巷道、硐室、工作面中嵌入u型地埋管， 在井筒20周围的各钻孔30中根据孔径嵌入u型或双u型地埋管，因为井筒20、 巷道、硐室、工作面空间较大，可以嵌入较多u型地埋管，而钻孔30孔径较小， 选择性嵌入u型或双u型地埋管，可以增加换热面积，提高换热效率。
71.步骤4.2，利用细砂、中砂或砂类煤矸石对井筒20周围的各钻孔30及矿井 下水平钻孔进行回填，其一这类介质导热性能较好，可以在地下空间更好地导 热，让地下热循环更快速、更均匀，其二可以更好地利用矿井固体废弃物。
72.步骤4.3，利用水泥砂浆对井筒20的井口进行封堵，并对井筒20周围的各 钻孔30从孔口到距地表30m的区域进行封堵，其一可以防止废弃或关闭矿井因 瓦斯聚集产生瓦斯泄露，其二可以防止变温层受气候影响使井筒20及井筒20 周围的各钻孔30内的地埋管40的温度发生变化。
73.步骤5，将各地埋管40连接至换热站50，按照适用于当地生产生活最经济 性原理启动换热站50的开关，开启不同组别的水泵循环机组，有选择性地利用 不同梯度温度，能够更好地利用废弃或关闭矿井中的地热资源，以供城区更好 地使用地源热泵的地热能。
74.实施例二
75.如图3所示，本实施例的关闭矿井为淮南市潘谢矿区潘一煤矿中央区主井， 潘一煤矿中央区毗邻淮南市潘集区，于1983年建成投产，2018年闭坑；潘一煤 矿中央区具有两个采煤水平，即一水平11、二水平12，主井井筒20连通各采 煤水平，井筒20周围具有20个钻孔30(图中仅示意1个钻孔30)。
76.地源热泵包括地埋管40、换热站50；井筒20及井筒20周围的各钻孔30、 巷道、硐室、工作面中分别嵌有地埋管40，各地埋管40分别连接换热站50； 换热站50设置在井筒20地表周围，换热站50为热源换热站，通过供热管道为 潘集区城区供热。
77.本实施例地埋管40在井筒20中的布设方式与实施例一相同，参阅图2，井 筒20的横截面沿径向划分为两个半圆区域，分别布设地埋管40的进水管41和 出水管42，进水管41和出水管42分别连接换热站50，箭头方向为水流方向。
78.本实施例利用废弃或关闭矿井地热资源开发地源热泵的方法包括以下步骤：
79.步骤1，搜集井筒20及井筒20周围的各钻孔30、巷道、硐室、工作面在 建设、施工、开发阶段的地热地质参数，具体包括以下步骤：
80.步骤1.1，潘一煤矿中央区主井井筒20的设置方式为立井，用途为运输井； 巷道均为运输大巷；钻孔30有煤田初勘钻孔、煤田详勘钻孔和煤田生产钻孔。
81.步骤1.2，潘一煤矿中央区一水平11的深度为-600m，二水平12的深度为
ꢀ‑
1000m；主井井筒20的深度为-1000m，并在-600m和-1000m处分别连通一水 平11和二水平12，井筒20的形状近似圆柱体，直径为8m；巷道均为高度在4～ 6m的高大巷道；各钻孔30的钻深为-1200m；井筒20周围的松散沉积物地层厚 度约为300m，各钻孔30在松散沉积物地层的孔径为150mm，在基岩区域的孔 径为90mm；一水平11的煤层厚度约为4m，其直接顶板为泥岩，厚度为25m， 直接底板为砂岩，厚度为15m；二水平12的煤层厚度约为5m，其直接顶板为 泥岩，厚度为18m，直接底板为砂岩，厚度为23m；煤层位于井筒20的背斜处， 周围煤层向背斜两翼延展；一水平11的巷道及煤层平均温度为37.02℃，二水 平12的巷道及煤层平均温度为46.52℃，各钻孔30孔底平均温度为54.2℃，淮 南潘谢矿区恒温层深度约为30m，恒温层温度约为16.9℃。
82.步骤2，计算各采煤水平的地源热泵循环换热影响范围及其年循环利用地热 资源量，选择利用地热最具有经济性的采煤水平，设计地埋管40的布设方式， 具体包括以下步骤：
83.步骤2.1，利用matlab、fellow等数值模拟软件，通过数值模拟方法计算潘 一煤矿中央区一水平11、二水平12及主井井筒20周围的各钻孔30的地源热泵 循环换热影响范围，计算得出一水平11的地源热泵循环换热影响范围约为 36.8m，二水平12的地源热泵循环换热影响范围约为51.5m，各钻孔30的地源 热泵循环换热影响范围约为5m。
84.步骤2.2，利用平均温度计算方法计算潘一煤矿中央区一水平11、二水平 12及主井井筒20周围的各钻孔30的地源热泵年循环利用地热资源量，具体为： 将井筒20从井口到某个采煤水平的区域简化为直筒模型，将井筒20周围的各 钻孔30简化为直筒模型，按照地埋管40的进水管41所在的区域面积为1/2直 筒底面积，并且地埋管40以最密堆积方式堆积的条件，结合地埋管40内的水 流速度、水密度、水比热容、换热站50的进水与出水温差、换热站50的转换 效率，计算地源热泵年循环利用地热资源量，即：
85.q
α
＝(m
×
mb×vt
×
t
α
×
ρw×cw
×
temp
dt
×
cvrh)/1000；
86.其中，q
α
为地源热泵年循环利用地热资源量，kj；m为1/2直筒底面积， m2；mb为地埋管40以最密堆积方式堆积时其横截面面积占直筒底面积的比例，％； v
t
为地埋管40内的水流速度，m/s；t
α
为一年秒数，为3.1536
×
107s；ρw为水 密度，为1kg/l；cw为水比热容，为4.2
×
103j/(kg
·
℃)；temp
dt
为换热站50的 进水与出水温差，℃；cvrh为换热站50的转换效率，％。
87.一水平11与二水平12相同的数据有：m为25.12m2；mb为88.7％；v
t
为 4m/s；t
α
为3.1536
×
107s；ρw为1kg/l；cw为4.2
×
103j/(kg
·
℃)；cvrh为80％。
88.一水平11与恒温层实际温差为20.12℃，但temp
dt
一般为实际温差的90％， 即18.108℃，计算得出一水平11的地源热泵年循环利用地热资源量为 1.710
×
10
11
kj。
89.二水平12与恒温层实际温差为29.62℃，但temp
dt
一般为实际温差的90％， 即26.658℃，计算得出二水平12的地源热泵年循环利用地热资源量为 2.517
×
10
11
kj。
90.各钻孔30的数据为：m为2.025
×
10-3
m2；mb为88.7％；v
t
为2m/s；t
α
为 3.1536
×
107s；ρw为1kg/l；cw为4.2
×
103j/(kg
·
℃)；cvrh为80％。
91.各钻孔30孔底与恒温层实际温差为37.3℃，temp
dt
一般为实际温差的90％， 即33.57℃，计算得出单个钻孔30的年循环利用地热资源量为1.278
×
107kj，井 筒20周围全部钻孔30的年循环利用地热资源量为2.556
×
109kj。
92.步骤2.3，对比潘一煤矿中央区一水平11、二水平12的年经济成本pce、年 利用地热资源利润revg和年环保利润rev
ep
。
93.年经济成本pce包括地埋管40材料成本、换热站50建筑施工成本、换热站50至城区的管道材料成本、换热站50内的水泵购置成本、水泵运营成本、人工 维护成本。
94.其中地埋管40、换热站50、换热站50至城区的管道均为20年寿命，换热 站50内的水泵为5年寿命；一水平11的地埋管40材料成本和换热站50至城 区的管道材料成本总价格为9.33
×
107元，折合年4.665
×
106元；二水平12的 地埋管40材料成本和换热站50至城区的管道材料成本总价格为1.4
×
108元， 折合年7
×
106元；换热站50建筑施工成本为2
×
107元，折合年1
×
106元；水 泵购置成本为5
×
106元，折合年1
×
106元；水泵运营成本为运营电费，折合年 1.6
×
106元；人工维护成本为换热站工作人员劳务价格，折合年6
×
105元。
95.年利用地热资源利润revg包括年节约燃煤利润，通过地源热泵年循环利用 地热资源量结合标准煤热量和煤价格计算得出。
96.开采一水平11及周围钻孔30的地源热泵年循环利用地热资源量为1.736
×ꢀ
10
11
kj，折合年节约燃煤量约5979.2t，折合14813301.23元。
97.开采二水平12及周围钻孔30的地源热泵年循环利用地热资源量为2.543
×ꢀ
10
11
kj，折合年节约燃煤约8679.2t，折合21697952.22元。
98.年环保利润rev
ep
包括年减少碳排放量利润，通过节约燃煤量结合标准煤二 氧化碳排放量和碳交易所碳价格计算得出。
99.开采一水平11及周围钻孔30的地源热泵年节约燃煤约5979.2t，折合年减 少二氧化碳排放量14100.773t，折合年减少碳排放量利润为744238.80元。
100.开采二水平12及周围钻孔30的地源热泵年节约燃煤约8679.2t，折合年减 少二氧化碳排放量20656.446t，折合年减少碳排放量利润1090247.21元。
101.选择准则为：若pce《revg+rev
ep
，则该采煤水平利用地热具有经济性；若 pce》revg+
rev
ep
，则该采煤水平利用地热不具有经济性；若某个采煤水平 revg+rev
ep-pce的值最大，则该采煤水平利用地热最具有经济性；计算得出，利 用二水平12的地热开发地源热泵最具有经济性。
102.步骤2.4，设计地埋管40的布设方式包括：
103.(1)设计地埋管40在井筒20中的布设方式：将井筒20中连通二水平12 的横截面沿径向划分为两个区域，分别用于布设进水管41和出水管42。
104.(2)设计地埋管40在钻孔30中的布设方式：将井筒20周围的各钻孔30 的孔底沿径向划分为两个区域，分别用于布设进水管41和出水管42。
105.(3)设计地埋管40在巷道、硐室、工作面中的布设方式：将二水平12的 的巷道、硐室、工作面作为地埋管40的布设区域，并在二水平12的巷道、硐 室、工作面钻探水平钻孔作为地埋管40的布设区域。
106.步骤3，在潘一煤矿中央区闭坑时期，在井筒20地表周围建设施工换热站 50并在换热站50中布设水泵循环机组，具体包括以下步骤：
107.步骤3.1，在井筒20地表周围建设施工热源换热站50是因为井筒20中的 地埋管40循环收集的热量较其周围分散的钻孔30收集的热量更多，能够更好 地让热量汇聚。
108.步骤3.2，水泵循环机组布设有多组，根据地埋管40的布设方式及地埋管 40中的水流量设置水泵循环机组的数量和组合方式，启动不同组合类别的水泵 循环机组可以利用不同热量。
109.步骤3.3，水泵循环机组的扬程或循环深度等于或高于1200m，其中垂直扬 程等于或高于1000m，矿井下水平扬程等于或高于200m。
110.步骤4，在井筒20及井筒20周围的各钻孔30、巷道、硐室、工作面中嵌 入地埋管40并进行回填或封堵，具体包括以下步骤：
111.步骤4.1，在井筒20及其周围的巷道、硐室、工作面中嵌入u型dn64地 埋管，在井筒20周围的各钻孔30中嵌入双u型dn32或dn25地埋管。
112.步骤4.2，利用细砂、中砂或砂类煤矸石对井筒20周围的各钻孔30及矿井 下水平钻孔进行回填。
113.步骤4.3，利用水泥砂浆对井筒20的井口进行封堵，并对井筒20周围的各 钻孔30从孔口到距地表30m的区域进行封堵。
114.步骤5，将各地埋管40连接至换热站50，按照适用于当地生产生活最经济 性原理启动换热站50的开关，开启不同组别的水泵循环机组，有选择性地利用 不同梯度温度，能够更好地利用废弃或关闭矿井中的地热资源，以供城区更好 地使用地源热泵的地热能。
115.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述 实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进 行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各 实施例技术方案的精神和范围。