рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Использование тепла земных недр

Использование тепла земных недр - раздел Производство, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ И ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА   Геотермальные Ресурсы Разделяют На Повсеместно Распростра­Нен...

 

Геотермальные ресурсы разделяют на повсеместно распростра­ненные и локализованные. Повсеместно распространенные гео­термальные ресурсы представлены теплом, которое аккумулирова­но твердыми горными породами. Локализованные геотермальные ресурсы — это участки земной коры с аномально высокими темпера­турами. Они представлены очагами магмы, высокотемпературными газами, парами и водами. Повсеместно распространенные геотер­мальные ресурсы в пределах суши на глубинах до 8км составляют примерно 8∙1023 кДж. Локализованные геотермальные ресурсы мож­но оценить лишь весьма приближенно по количеству подздемных вод и их температуре на заданной глубине. Полагают, что теплосодержа­ние подземных вод в толще земной коры до 5 км составляет около 16·1018 кДж, а в толще до 8 км — 26,8·1018 кДж. Локализованные геотермальные ресурсы имеют более высокую концентрацию, но меньше по абсолютному значению, чем повсеместно распространен­ные.

В настоящее время практическое применение находит тепло парогидротерм и термальных вод в России, Италии, Исландии, Новой Зеландии, Японии, США, Мексике, Венгрии (всего в 80 пунктах земного шара).

В основном это тепло используется для теплофикации и частич­но для выработки электроэнергии. Впервые электроэнергия на базе использования тепла термальных вод была получена в Италии в 1889 г. В России на базе термальных вод функционирует Паратунская электростанция на Камчатке. Суммарная мощность всех электро­станций в мире, работающих на базе термальных вод, невелика и составляет в настоящее время около 1 млн кВт. Самая мощная элек­тростанция такого типа функционирует в Италии. Ее мощность до­стигает 320 мВт. В России прогнозируется создание более мощной электростанции в районе г. Махачкалы на базе термальных вод с температурой до 423К (150°С), которые будут добывать с помощью скважины, пробуренной на глубину до 5 км. Широкие возможности по использованию энергии термальных вод имеются в районах Сиби­ри и юго-восточных районов России, где разведано более 50 бассейнов термальных вод с температурой 353-393 К (80÷120°С), а в вулкани­ческих районах до 573 К (300°С).

С точки зрения энергетики будущего большой интерес представ­ляет использование глубинного тепла горных пород, залегающих на глубинах до 6-8 км, имеющих температуру 423-473К (150÷2000С). В настоящее время ведутся исследования по разработке систем извле­чения геотермических ресурсов.

Системой извлечения называется комплекс естественных и ис­кусственных каналов и технических средств вывода тепла из недр земной коры на поверхность. Система извлечения включает в себя породные теплообменники, вскрывающие каналы, подвижный теп­лоноситель, комплекс технических средств.

Породные теплообменники представляют собой объемные обла­сти массива горных пород с повышенной температурой, большой теплообменной поверхностью и проницаемостью, достаточной для фильтрации жидкого теплоносителя. Основной задачей породных теплообменников является интенсификация процесса отбора тепла от массива горных пород и передача его жидкому теплоносителю. Породные теплообменники могут быть естественными или искусст­венными, создаваемыми с помощью специальных взрывов в одной скважине или в серии скважин.

Вскрывающие каналы служат для отвода на земную поверх­ность теплоносителя. Они могут быть также естественными и искус­ственными. В качестве естественных вскрывающих каналов могут служить пористые пласты или трещиноватые породы, залегающие в массиве непроницаемых пород, соединяющие породные теплообмен­ники с земной поверхностью. Искусственные вскрывающие каналы представляют собой скважину или систему скважин, пробуренных до глубины залегания породных теплообменников.

В качестве подвижного теплоносителя могут быть газы, пары парогазовые смеси, вода. Подвижные теплоносители подразделяют на природные (эндогенные) и нагнетаемые с земной поверхности к породному теплообменнику (техногенные).

Движение теплоносителя по вскрывающим каналам может быть естественным и принудительным. Естественное движение имеет ме­сто в том случае, когда давление в породном теплообменнике достаточно для перемещения теплоносителя по вскрывающим каналам на темную поверхность.

В этом случае подпитка породного теплообменника жидким теп­лоносителем осуществляется за счет естественной циркуляции или за счет термодиффузии влаги в массиве.

Принудительное движение теплоносителя по вскрывающим ка­налам возможно обеспечить путем нагнетания его через подающую скважину или систему подающих скважин к породному теплообмен­нику с последующей откачкой теплоносителя через заборную сква­жину. Нагнетаемый в теплообменник теплоноситель (нисходящий поток) отличается от откачиваемого (восходящий поток) не только температурой и теплосодержанием, но и агрегатным и химическим составом.

Задачей комплекса технических средств является улавливание и сбор теплоносителя, поддержание заданного напора и расхода ни­сходящего и восходящего потоков теплоносителя, отбор тепла от выведенного на поверхность теплоносителя и изменение его агрегат­ного и химического состава, передача тепла от получаемого теплоно­сителя рабочему теплоносителю с заданными параметрами.

В настоящее время вполне реальными являются проекты использования геотермальных ресурсов с применением искусственных покрывающих каналов и зон повышенной трещиноватости массива на рабочих горизонтах (породных теплообменников). Теплопроизводительность породного теплообменника (количество тепла, отдавае­мое теплоносителю в единицу времени) зависит от его объема и температуры пород. С целью вовлечения в активную область тепло­обмена с теплоносителем как можно большего объема пород рекомен­дуют создавать одну нагнетательную скважину и несколько отводя­щих. Нагнетательная скважина служит для нагнетания в породный теплообменник теплоносителя (воды), а отводящие скважины — для отвода нагретого теплоносителя от породного теплообменника до земной поверхности. На уровне рабочего горизонта каждую отводя­щую скважину состыковывают с нагнетательной путем искривления ствола скважин при их бурении. Искривленные участки скважин на уровне рабочего горизонта подвергают торпедированию с целью со­здания продольных (вдоль скважин) зон дробления массива с повышенной проницаемостью, которые в совокупности представляют по­родный теплообменник.

Соединение вертикальной нагнетательной скважины с каждой отводящей может быть осуществлено, если последние будут пробуре­ны под некоторым углом к вертикали в направлении нагнетательной скважины так, чтобы их соединение произошло на уровне рабочего горизонта. При этом топедированию подвергаются нижние участки отводящих скважин. В этом случае теплопроизводительность пород­ного теплообменника будет ниже по сравнению с вариантом искрив­ленных на уровне рабочего горизонта отводящих скважин, так как объем породного теплообменника будет меньше. Под объемом пород­ного теплообменника понимают объем зоны дробления массива на уровне рабочего горизонта с повышенной проницаемостью.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ И ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Кольский филиал Петрозаводского государственного университета...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Использование тепла земных недр

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Термодинамические параметры земной коры
  Верхняя толща горных пород Земли называется земной корой. Земная кора простирается от поверхности Земли до границы Мохоровичича, которая отделяет земную кору от мантии Земли. Мощ­но

Источники тепла земных недр
  Тепловое поле земной коры формируется в результате процесса теплообмена при наличии источников тепла. Теплообмен в земной коре осуществляется посредством теплопроводности, конвекции

Процессы теплопереноса в недрах Земли
  Как было отмечено ранее, теплообмен в горных породах осуществляется теплопроводностью, конвекцией и излучением. Применительно к задачам горного производства весьма важной является з

Приближенные методы расчета температурных режимов при эксплуатации породных теплообменников
  Если принять, что вода, фильтрующая в породном теплообмен­нике, нагревается только за счет тепла, заключенного в его объеме, а потеря тепла в нем компенсируется за счет подпитки теп

Разработка связных пород в период с отрицательными температурами
  В России около 25-30% ежегодных объемов разрабатываемых рыхлых и связных пород на карьерах приходится на периоды года с отрицательными температурами. Еще больший объем земляных ра­б

Месячные колебания температуры внешней среды
  Для определения зависимости изменения температуры в зим­ний период используем значения среднемесячной температуры в данном районе. Обозначим среднемесячные температуры с октября по

Расчет глубины промерзания связанных пород
  Рассмотрим случай промерзания связной породы при открытой разработке месторождений. Сформулируем задачу: на поверхности полупространства в момент времени t=0 устанав

Полное предотвращение промерзания грунта при использовании теплоизоляционных покрытий
  Рассмотрим случай, когда теплоизоляционное покрытие обес­печивает полное предотвращение промерзания грунта. Для определения толщины теплоизоляционного покрытия (d) и

Промерзание грунта на допустимую глубину при использовании теплоизоляционного покрытия
  Для решения данной задачи рассмотрим модель «теплоизоляци­онное покрытие-промерзший грунт-талый грунт», изображенную на рис. 2.3.

Сущность способа и область его применения
  Проведение горных выработок в слабоустойчивых водоносных породах невозможно без специальных мероприятий по их упрочне­нию и понижению водопроницаемости. При строительстве ш

Тепловой расчет формирования одиночного ледопородного цилиндра
  При замораживании вокруг каждой замораживающей колонки формируется температурное поле, изотермы которого представляют собой в плане концентрические окружности. Температура породы не

Параметры образования ледопородных ограждений
  Формирование ледопородных водонепроницаемых ограждений и подпорных стен производят с помощью серии замораживающих колонок, расположенных на равном расстоянии друг от друга. В этом с

Требования к тепловому режиму в подземных выработках
Тепловой режим в подземных выработках характеризуется совокупностью термодинамических параметров воздуха, окружающе­го массива, горной массы, машин и людей. Основными термодинами­ческими

Влияние теплового режима на процессы ведения подземных горных работ
  Влияние теплового режима рудничного воздуха сказывается на производительности труда горнорабочих, обеспечении безопасных условий их труда, поддержании устойчивости горных выработок

Уравнения теплообмена массива с вентиляционной струей в шахтной выработке
  При проветривании возможны следующие случаи взаимодейст­вия вентиляционной струи в шахтной выработке с окружающим мас­сивом: • стационарный режим теплообмена; • не

Теплообмен при проветривании подземных выработок
  Критериальная зависимость для определения параметров теп­лообмена рудничного воздуха со стенками выработок имеет следую­щий вид:

Источники тепла в подземных выработках
  Учет источников тепловыделения в выработках и определение их интенсивности необходимо для составления уравнений теплового баланса, на основании которых производят расчет необходимог

Методы нормализации температурного режима рудничного воздуха
  Мероприятия по нормализации температурного режима руд­ничного воздуха можно разделить на два типа: 1) теплотехнические, основанные на применении различных технически

Проблемы разработки и транспортирования рыхлых и связных пород
  При разработке талых рыхлых и связных пород проблемным является вопрос предотвращения налипания горной массы на рабо­чую поверхность добычного и транспортного горного оборудования и

Термодинамическое разрушение талых рыхлых и связных пород
  Как уже указывалось, что для очистки транспортных сосудов от налипшей горной массы применяют бесконтактный термодинамиче­ский способ. В качестве генератора высокоскоростной газовой

Термодинамическое хрупкое разрушение мерзлых рыхлых и связных пород
  Этот способ разрушения имеет место при термическом бурении скважин в мерзлых породах, а также при термодинамической очист­ке рабочих поверхностей добычного и транспортного горного о

Термодинамическое разрушение мерзлых рыхлых и связных пород путем оттаивания и абляции
  Режим термодинамического разрушения мерзлых рыхлых и связных пород путем оттаивания и абляции имеет место при TTh < 106°С/м в процесс бурения скважин или оч

Техника и технология термодинамического разрушения талых и мерзлых пород при их разработке и транспортировании
  Термодинамическое разрушение талых и мерзлых рыхлых и связных пород применительно к очистке добычного и транспортного горного оборудования от налипшей и намерзшей горной массы в нас

Коэффициенты диффузии
  В выражениях для диффузионных газовых потоков ко­эффициенты молекулярной и турбулентной диффузии являются единственными параметрами, учитывающими свойства среды. Ес­тественно, что э

Общие положения
  Во многих случаях по­лезные результаты могут быть получены более простым инте­гральным методом. Интегральный метод, или метод усредненных характеристик, ос­нован на том фак

Выработка как объект вентиляции
  Характер проявления газодинамических эффектов в горных выработках существенно зависит от характера движения воздуха в последних. Как известно, в практике шахтной аэрологии воздушные

Ограниченные потоки в системе выработок
  Возникающие в выработках с ограниченными воздушными по­токами газодинамические ситуации зависят от режима вентиляции, вида источника (точечный или линейный), характера газовыделения

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги