地下空间开发与利用

第八章地下资源的开发和利用§8－1地热资源量和应用的现状一、地热的类型地热是储存在地球内部的一种清洁绿色能源。地热能系指储存于地球内部的能量，一方面来源于地球深处的高温熔融体；另一方面源于放射性元素（U、TU、40K）的衰变。地热能地热能地热能发电场宜兰县清水地热发电场按其属性地热能可分为4种类型：①水热型，即地球浅处（地下100～4500m）所见的热水或水热蒸气；②地压地热能，即某些大型沉积盆地（或含油气）盆地深处（3～6km）存在着高温高压流体，其中含有大量甲烷气体;③干热岩地热能，需要人工注水的办法才能将其热能取出；④岩浆热能，即储存在高温（700～1200℃）熔融岩体中的巨大热能，但如何开发利用目前仍处于探索阶段。在上述4类地热资源中，只有第一类水热资源在中国已得到很好的开发利用。中国地热资源按其属性可分为三种类型①高温（＞150℃）对流型地热资源，这类资源主要分布在西藏、腾冲现代火山区及台湾，前二者属地中海地热带中的东延部分，而台湾位居环太平洋地热带中。②中温（90～150℃）、低温（＜90℃）对流型地热资源，主要分布在沿海一带如广东、福建、海南等省区；③中低温传导型地热资源，这类资源分布在中新生代大中型沉积盆地如华北、松辽、四川、鄂尔多斯等。这类资源又往往跟油气或其他矿产资源如煤炭等处在同一盆地之中。上述三类地热资源分布在我国不同地区，并与该地区的地质-构造背景密切相关。二、世界地热的开发利用现状在人们日益关注全球气候变暖和矿物燃料利用带来的各种环境污染的今天，地热能作为一种清洁、无污染的能源而倍受各国重视。利用温泉洗浴已有数千年历史，但20世纪才应用于供暖和工业。1904年意大利首次利用地热发电；1930年冰岛开始具有规模利用地热进行城市供暖；1970年众多国家开始利用地热发电；前10名国家是：中国、美国、冰岛、日本、匈牙利、土耳其、意大利、法国、新西兰。相关视频：国家地理.伟大工程巡礼.探索地热能三、我国的地热资源与应用现状我国的地热资源非常丰富，在我国大陆地区地热资源分布丰富的地区有西藏、云南、广东、河北、天津、北京等地。地热资源分为：对流型地热资源和传导型地热资源。对流型地热资源以热水方式向外排热，呈零星分布；传导型地热资源分布范围广，资源潜力大。我国内地的地热资源情况如表1所示据统计，我国已开采的温泉，年放热量为101．9PJ，约折合3．48Mt标准煤，这些只占我国地热可开采量的一小部分，我国地热资源的利用有待于进一步研究和开发。全国已勘查地热田的平均温度约为55.5℃。各省（区、市）地热田的平均温度以西藏最高，达88.6℃；湖南最低，为37.7℃。我国以中、低温地热资源为主，由于温度较低，适合于直接综合性利用。§8－2地热的开发和利用目前我国地热资源的利用有两种方式：地热发电和直接利用。一、地热发电20世纪70年代后期我国开始研究地热发电，由于缺乏经验及其它历史原因，建立的试验性地热电站，大部分由于效率太低而停止运行。目前我国内地共有7座地热电站仍在运行（表2），总装机容量达27．78MW。地热电站新西兰地热电站目前国外发展地热发电所选用的地热温度均较高，一般在150℃以上，最高可达280℃。我国地热资源的温度较低，已建的7座电站中，有6座是利用100℃以下的地下热水发电的电站，发电效率低，经济性较差。我国已建成的7座地热电站的概况1、怀来地热电站：1979年4月发电，实行综合利用，共计向温室提供75℃和52℃的地下热水。2、温汤地热电站：发电、供热，可为农业温室、疗养院、热带鱼池供热。3、熊岳地热发电站：发电，并通过发电后的排水进行综合利用，收到了显着效益。4、邓屋地热电站：1970年建成的我国的第一座地热电站，当时的装机容量为86kw。5、灰汤地热电站：1975年9月底建成。设计功率3O0kW，水温91℃。6、山东招远地热电站：功率2O0kW，水温91℃7、羊八井地热电站：距拉萨市91.8km。热水为145～170℃。年发电量超过1亿kwh，占拉萨电网的60％和70％。我国已建成的7座地热电站的概况羊八井地热电站羊八井地热电站二、地热直接利用中低温地热的直接利用在我国非常广泛，已利用的地热点有1300多处，地热采暖面积达800多万m2，地热温室、地热养殖和温泉浴疗也有了很大的发展。地热供暖主要集中在我国的北方城市，其基本形式有2种：直接供暖和间接供暖。1．直接供暖就是以地热水为工质供热；地热水供暖方式的选择主要取决于地热水所含元素成分和温度；2．间接供暖是利用地热水加热供热介质，再利用介质循环供热。间接供暖需要中间换热器，初投资较大；中间热交换增加了热损失，会大大降低供暖的经济性。因此，一般都采用直接供暖，间接供暖只用在地热水质差而水温较高之处二、地热直接利用地热利用—地热温室龙门温泉亚洲第一月朗泉水温39℃-41℃池深0.7米面积6㎡滴翠泉水温39℃-41℃池深0.5米面积4㎡听蝉泉水温38℃-42℃池深0.8米面积4㎡香樟泉水温38℃-42℃池深0.8米面积4㎡汤池温泉石板泉：温度38℃-40℃，面积70㎡红宝石水温40℃-41℃池深0.3—0.45米寿星泉：水温40℃-42℃，池深0.5米八珍汤清热解毒汤水温39℃-41℃池深0.8米汤池温泉福命泉：水温40℃-42℃池深0.5米薄荷池：水温40℃-41℃池深0.8米日式汤小屋檀木泉水温39℃-41℃池深0.5米汤池温泉三、地热的其他利用地热制冷：利用高温水驱动制冷设备；地热泵：通过热泵完成采暖、制冷和提供热水的一种系统设备；地热温室地热养殖地热孵化地热烘干地热医疗、旅游四、地热应用前景地热一般分为两大类：一类是蕴藏在地下2000米以内岩层中的热水、热蒸汽，或出露地表成为温泉的“湿地热”；另一类是储存在地壳深部3000-5000米的高温岩石（火山岩体或变质岩体）所积蓄的炽热能，称作“干地热”。地热同太阳能、潮汐能、风能等并称为取之不尽，用之不竭的绿色能源。它不受地域限制，也不受外界环境条件所制约。科学家计算过，只要利用地壳上层一万米内1％的热能就可保障人类相当长时间内的能量需求。中国国土资源部发布官方数据表明，中国大陆3000米至10000米深处干热岩资源总计相当于860万亿吨标准煤，是中国目前年度能源消耗总量的26万倍。四、地热应用前景地热利用不仅减少了大量有害物质的排放，而且还能取得明显的经济效益。国际能源专家普遍认为，新能源和可再生能源是21世纪将得到快速发展的能源。我国地热资源丰富，应该抓住这一机遇，为保护环境，节约能源，加速地热的开发，为我国乃至世界的能源工业及环境保护作出积极贡献。四、地热应用前景地壳内部金属矿产聚集的深层动力过程与兴、蒙成矿域找矿探查的战略意义;第二深度空间找矿、勘探理论的提出与时代背景;§8－3地下矿场资源开发的意义人类社会的存在和发展基础是物质生产，而人类科学与技术进步、社会与经济发展都必须以矿产资源的消耗为前提。我国正处于快速工业化和经济腾飞的进程之中，强化第二深度空间（500-2000m）的找矿勘探，延长老矿山的生产寿命，在深部发现更多的大型，超大型矿床和多金属矿集区乃是摆在我们面前的一大历史重任。在20世纪的百年里，地球已为人类提供了海量的金属矿产资源。毫不夸张地说，没有这些矿产资源的投入，就没有今天的世界文明，离开矿业开发与利用，就谈不上人类社会的发展与科学和技术的进步及飞跃，即使是在当今的信息时代也必然是如此。在进入21世纪以来的科学和经济大潮中，不论是发达国家，还是正在掘起的第三世界国家都在发展或快速发展，而矿产资源的供给已成为各国发展与腾飞的制约。基于地球内部物质与能量的交换和其深层动力过程，不论在理论上，还是在实践上均迫使我们必须开拓第二深度空间的找矿勘探。人们必须清楚地认识到；突破已有的找矿勘探和开发的框架与理念，并深入的仔细思考、研究，以资全方位的去揭示地球内部的奥秘，为此本文主要讨论在下五个方面的问题。1当今我国金属矿产资源严重紧缺的基本格局与对外依有度正在不断扩大；2在多元化共享世界矿产资源的同时，必须立足本土；3加速兴、蒙多金属矿产资源深部找矿勘探和战略后备基地的建设；4必须强化开展第二深度空间金属矿产资源的找矿、勘探；5大型、超大型金属矿床与成矿机制研究和典型成矿带的壳、幔精细结构刻划。本章结束