Вода закрытых шахт — источник геотермальной энергии. Часть 2
Окончание. Начало см. в № 12 2020 г. «Науки и Техники»
В последние десятилетия добыча угля многих регионах сократилась, вызвав закрытие шахт. Шахты во Франции, Германии, Великобритании, Нидерландах, Польше, Испании, Словакии, Украине могут стать базой и объектами детального изучения и развития геотермального использования подземного пространства.
Мы уже писали, что после закрытия шахты ее выработанное пространство становится резервуаром подземных вод, подогреваемых геотермальной энергией.
Отработанные и затопленные шахты представляют собой большой потенциал для использования геотермальной энергии низкотемпературной воды из подземных пространств, образовавшихся в результате отработки угольных пластов.
Университетом Бохума в Германии разработан концептуальный проект аккумулирования тепла в закрытой шахте Проспер-Ханиэль угольного района Рур, земля Северный Рейн-Вестфалия. Основанная в 1863 г. шахта добывала 3 млн т угля в год и закрылась в 2018 г. после прекращения государственных субсидий. C конца 2018 по 2021 гг. для шахты будет продолжаться процесс сворачивания горных работ, после чего до 2035 г. резервуар заполнится шахтной водой.
Проходческие и добычные работы, проведенные при добыче угля, создали в массиве пород увеличенную гидравлическую проницаемость. У шахты еще во время работы накоплен опыт откачки 4 млн м3 в год с температурой около 25–30 ⁰С с глубины 1 000 м.
Температура породного массива на глубине, достигнутой горными работами, 1 200 м может составлять 30–50 ⁰С и служить основой для сезонной системы аккумулирования тепла. В шахте имеется 141 км подземных маршрутов с общей площадью добычи угля — 165 км2, что позволяет создать большую объемную вместимость для аккумулирования тепла. Подземные работы связаны с поверхностью четырьмя вертикальными стволами и конвейерным наклонным стволом.
Уровень подземных вод в центральной и северной частях отработанной площади ожидается на глубине 600 м. Это означает, что энергия, необходимая для откачки этого объема, сильно превысит полученную термальную энергию, даже если температура воды достигнет 35 ⁰С. Возможное повышение температуры откачиваемой воды и эффективности работы общей схемы могут быть созданы хранением сезонного тепла других источников в подземных структурах шахты, что пока не осуществлено.
