[发明专利]一种利用废弃煤矿采空区建设的水封油库

说明书

本发明提供一种利用废弃煤矿采空区建设的水封油库，其对废弃矿井进行再利用，包括储油库、输油管、排水管、潜水泵、水幕系统、井上厂房和传感器监测系统。废弃煤矿采空区、四周保护煤柱与围护结构，利用隔离注浆形成密闭空间，构建储油库；废弃煤矿井下巷道建设地下水库，并利用定向钻孔，搭建水幕系统，在储油库四周形成水封；利用水油的物理特性，输油管、排水管与潜水泵三者配合完成石油的储藏与抽取；井上厂房与传感器监测系统相连，实时监测储油库与地下水库水位变化，便于检修维护。本发明充分利用废弃煤矿空间资源与水资源，对国内石油储备具有战略性意义。

技术领域

本发明属于废弃煤矿地下空间利用技术领域，具体涉及一种利用废弃煤矿采空区建设的水封油库。

背景技术

随着煤炭去产能政策的推进，大量煤矿关闭/废弃，煤矿废弃后留存了大量的空间资源、水资源，合理利用废弃煤矿遗留资源，对城市发展具有良好的经济、社会效益。例如专利CN110410148A公开了一种利用废弃煤矿井巷建设地下油库的方法，专利CN107119710A公开了一种基于废弃矿井的地下城市建设方法，这都说明了废弃煤矿空间资源具有较好的开发价值，而废弃煤矿中最大井下空间——采空区，则是废弃煤矿开发的重中之重。

2020年我国石油对外依存度已经突破了73.5％，大规模建设石油储库是国家国民经济可持续发展的重大需求。地下水封油库，在坚硬、整体性好的岩体的地下水位以下开挖石洞，直接储存油品的油库，具有更高的安全性、更少的土地利用率和更低的维护成本。

废弃煤矿具有丰富的空间资源，其内部本身就具有很好的密闭性，同时煤矿居于地下几百至上千米的深度，具有很好的保密性与安全性；并且废弃煤矿具有大量巷道，极大的减少了人工建设成本，而且废弃煤矿井下水害严重，每年需大量费用治理，从以上条件出发，提出利用废弃煤矿建设水封油库的设想。

发明内容

为有效利用废弃煤矿遗留下来的资源，以及满足资源枯竭地区用能需求，本发明提供一种利用废弃煤矿采空区建设的水封油库，通过建设水封油库的方式利用废弃煤矿所遗留的大量空间资源、水资源等。利用废弃煤矿中已有的工作面采空区、巷道保护煤柱等采用隔离注浆的方式，形成密闭空间，用于建设储油库；废弃煤矿井下已开拓的巷道向采空区上部因应力作用所形成的围护结构外侧，利用定向钻孔技术，在围护结构外侧构建水幕；利用废弃煤矿井下已开拓的回风巷道、采区上山、生产大巷等巷道，建设地下水库，与围护结构外侧水幕，形成水封系统，防止石油溢出。既可以构建地下储油库与地下水库，从而增加国内原油等战略储备资源与缓解中西部地区水资源紧张问题；又可以充分利用废弃煤矿中遗留的空间资源、水资源。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种利用废弃煤矿采空区建设的水封油库，包括储油库、输油管、排水管、潜水泵、水幕系统、井上厂房和传感器监测系统；

所述储油库位于废弃煤矿采空区，因煤矿开采形成垮落区、裂隙区、弯曲下沉区，其中垮落区和裂隙区作为储油库，弯曲下沉区具有较好的完整性作为油库的围护结构，煤矿采空区开采后，四周预留的保护煤柱与围护结构相连，形成圆拱形的天然空间，利用注浆技术，浇筑混凝土等材料，使废弃煤矿采空区密闭，形成独立空间，作为所述储油库；所述保护煤柱包括生产大巷保护煤柱、回风大巷保护煤柱和采区上山保护煤柱；

所述水幕系统位于所述储油库外围，由废弃煤矿巷道向所述储油库的外侧定向钻孔注水，形成水幕，防止石油外泄；由井下巷道改建为地下水库，与生产大巷保护煤柱、回风大巷保护煤柱和采区上山保护煤柱相连，形成水幕，防止石油外泄；所述井下巷道包括废弃煤矿井下回风巷道、采区上山、生产大巷；