一种基于人工充填坝体构建液态CO2储存库的方法及构造

本发明涉及一种基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法及构造，是属于一种充填开采控制地表沉陷及液态co2储存的协同方法。

背景技术：

1、我国能源依旧以煤炭为主，煤炭产业产生的co2在全国总排放量中占主要地位，碳排量已经成为亟待解决的问题。

2、为了解决上述问题，发展清洁能源、提高能源利用率成为首要重任，与此同时co2的利用和处置也是非常重要的一部分。我国煤矿开采多数为井工开采，煤炭开采形成的采空区为co2处置提供了充足空间，在此背景下，煤炭绿色开采与co2的合理处置成为了重中之重。因此亟需一种人工充填坝体的液态co2储存库的出现。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法及构造，以煤炭采出的空间作为储存库的空间，充分利用井下煤炭采出空间，同时实现规模化的封存液态co2。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法，具体包括以下步骤：

4、步骤s1：基于长壁逐巷胶结充填采煤法，对位于运输巷与回风巷之间支巷内的煤炭进行采掘，且对支巷内煤炭进行间隔回采；

5、步骤s2：待步骤s1完成支巷的间隔回采后，将采空的支巷两个端部通过充填坝体挡墙进行封堵，并对封堵部分实施胶结充填作业，通过输浆管路向封堵部分充入胶结充填材料形成人工充填坝体；

6、步骤s3：待人工充填坝体稳定后，回采人工充填坝体两侧未采空的支巷，形成若干构建储存库的空腔；

7、步骤s4：将构建储存库的充填管路铺设至位于井下支巷的若干空腔处，每个空腔内均嵌入防渗材料储存罐，并接入与充填管路连通的液态co2进液管，防渗材料储存罐内安装防渗材料混合触发装置，当防渗材料混合触发装置检测到co2充入防渗材料储存罐时，防渗材料混合触发装置启动，对支巷进行防渗处理；

8、步骤s5：在每个储存库的两个端部分别通过储存库挡墙封堵，将若干构建储存库的空腔形成密闭空间；通过充填管路向储存库内充入co2，继续启动防渗材料混合触发装置，对支巷进行防渗处理；

9、作为本发明的进一步优选，储存库挡墙的支撑强度大于7mpa；

10、作为本发明的进一步优选，储存库挡墙采用单体液压支柱或者挡墙背板或者密封布制作；

11、作为本发明的进一步优选，步骤s2中，待采空的支巷宽度与构建的储存库断面宽度相同；

12、作为本发明的进一步优选，步骤s2-步骤s3，在运输巷与回风巷之间，人工充填坝体与储存库顺次间隔设置，支巷的间距、形成的人工充填坝体的间距以及储存库的间距均为支巷断面宽度的整数倍；

13、通过所述基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法构造，由地表开始在垂直向顺次包括上覆岩层、基本顶、直接顶、支巷以及底板，在支巷内顺次间隔排布人工充填坝体以及储存库，人工充填坝体平行于断面的两个端部分别通过充填坝体挡墙进行封堵，储存库平行于断面的两个端部分别通过储存库挡墙封堵；

14、作为本发明的进一步优选，输浆管路与充填坝体挡墙或者储存库挡墙之间夹角为50°-60°。

15、通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

16、1、本发明提供的基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法，在支巷内建立液态co2的储存库，既对煤矿开采后的地表沉陷进行了防治，也建立了co2固废规模化处置，实现煤炭资源绿色开采的协同技术途径；

17、2、本发明提供的基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法，其形成的构造中，储存库以及人工充填坝体均是由煤炭采出的空间形成，最大程度实现结构的再利用，且设计方法简单易行，具有较高的经济性与实用性。

技术特征：

1.一种基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法，其特征在于：储存库挡墙(3)的支撑强度大于7mpa。

3.根据权利要求2所述基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法，其特征在于：储存库挡墙(3)采用单体液压支柱或者挡墙背板或者密封布制作。

4.根据权利要求1所述基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法，其特征在于：步骤s2中，待采空的支巷宽度与构建的储存库(2)断面宽度相同。

5.根据权利要求1所述基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法，其特征在于：步骤s2-步骤s3，在运输巷与回风巷之间，人工充填坝体(1)与储存库(2)顺次间隔设置，支巷的间距、形成的人工充填坝体(1)的间距以及储存库(2)的间距均为支巷断面宽度的整数倍。

6.通过权利要求3或4或5所述基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法形成的构造，其特征在于：由地表开始在垂直向顺次包括上覆岩层、基本顶、直接顶、支巷以及底板，在支巷内顺次间隔排布人工充填坝体(1)以及储存库(2)，人工充填坝体(1)平行于断面的两个端部分别通过充填坝体挡墙(4)进行封堵，储存库(2)平行于断面的两个端部分别通过储存库挡墙(3)封堵。

7.通过权利要求6所述基于人工充填坝体构建液态co2储存库的方法形成的构造，其特征在于：输浆管路与充填坝体挡墙(4)或者储存库挡墙(3)之间夹角为50°-60°。

技术总结
本发明涉及一种基于人工充填坝体构建液态CO<subgt;2</subgt;储存库的方法及构造，通过开掘运输巷和回风巷之间的支巷进行煤炭开采，开采完毕后间隔充填支巷，形成人工充填坝体，待人工充填坝体稳定后，对未充填区域进行防渗密封处理，之后注入液态CO<subgt;2</subgt;，构建用于存储液态CO<subgt;2</subgt;的储存库，创新提出了CO<subgt;2</subgt;储存及胶结充填控制地板沉陷的协同方法，不仅有效的控制了地表沉陷，而且是一种新型的液态CO<subgt;2</subgt;存储方法，也是在煤炭开发利用全过程自身实现碳中和新路径。

技术研发人员：谢和平,张吉雄,李百宜,张羽者,李泽君,李鹏杰
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15