地下空間開發(fā)與利用

第八章地下資源的開發(fā)(kāifā)和利用§8－1地?zé)豳Y源量和應(yīng)用的現(xiàn)狀一、地?zé)?dìrè)的類型地?zé)崾莾?chǔ)存在地球內(nèi)部的一種清潔綠色能源。地?zé)崮芟抵竷?chǔ)存于地球內(nèi)部的能量，一方面來(lái)源于地球深處的高溫熔融體；另一方面源于放射性元素（U、TU、40K）的衰變。共三十八頁(yè)地?zé)崮艿責(zé)崾莾?chǔ)存在地底下的熱能。地?zé)岬男纬墒怯捎诘匦姆派湫晕镔|(zhì)蛻變產(chǎn)生輻射熱，以及地殼變動(dòng)，地層磨擦壓擠而產(chǎn)生。地?zé)岢?chúle)可以發(fā)電應(yīng)用外，還可以直接利用其熱能，供工礦業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)漁畜牧養(yǎng)殖、農(nóng)作物加工以及住宅取暖、觀光及醫(yī)療等用途。共三十八頁(yè)地?zé)崮芄踩隧?yè)地?zé)崮芄踩隧?yè)地?zé)崮?/p>

地?zé)崮馨l(fā)電場(chǎng)

宜蘭縣清水地?zé)岚l(fā)電場(chǎng)共三十八頁(yè)按其屬性地?zé)崮芸煞譃?種類型：

①水熱型，即地球淺處（地下100～4500m）所見的熱水或水熱蒸氣；②地壓地?zé)崮?，即某些大型沉積(chénjī)盆地（或含油氣）盆地深處（3～6km）存在著高溫高壓流體，其中含有大量甲烷氣體;③干熱巖地?zé)崮?，需要人工注水的辦法才能將其熱能取出；④巖漿熱能，即儲(chǔ)存在高溫（700～1200℃）熔融巖體中的巨大熱能，但如何開發(fā)利用目前仍處于探索階段。在上述4類地?zé)豳Y源中，只有第一類水熱資源在中國(guó)已得到很好的開發(fā)利用。共三十八頁(yè)中國(guó)地?zé)豳Y源按其屬性(shǔxìng)可分為三種類型①高溫（＞150℃）對(duì)流型地?zé)豳Y源，這類資源主要分布在西藏、騰沖現(xiàn)代火山區(qū)及臺(tái)灣，前二者屬地中海地?zé)釒е械臇|延部分，而臺(tái)灣位居環(huán)太平洋地?zé)釒е?。②中溫?0～150℃）、低溫（＜90℃）對(duì)流型地?zé)豳Y源，主要分布在沿海一帶如廣東、福建、海南(hǎinán)等省區(qū)；③中低溫傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源，這類資源分布在中新生代大中型沉積盆地如華北、松遼、四川、鄂爾多斯等。這類資源又往往跟油氣或其他礦產(chǎn)資源如煤炭等處在同一盆地之中。上述三類地?zé)豳Y源分布在我國(guó)不同地區(qū)，并與該地區(qū)的地質(zhì)-構(gòu)造背景密切相關(guān)。共三十八頁(yè)二、世界(shìjiè)地?zé)岬拈_發(fā)利用現(xiàn)狀在人們?nèi)找骊P(guān)注全球氣候變暖和礦物燃料利用(lìyòng)帶來(lái)的各種環(huán)境污染的今天，地?zé)崮茏鳛橐环N清潔、無(wú)污染的能源而倍受各國(guó)重視。利用溫泉洗浴已有數(shù)千年歷史，但20世紀(jì)才應(yīng)用于供暖和工業(yè)。1904年意大利首次利用地?zé)岚l(fā)電；1930年冰島開始具有規(guī)模利用地?zé)徇M(jìn)行城市供暖；1970年眾多國(guó)家開始利用地?zé)岚l(fā)電；前10名國(guó)家是：中國(guó)、美國(guó)、冰島、日本、匈牙利、土耳其、意大利、法國(guó)、新西蘭。相關(guān)視頻：國(guó)家地理.偉大工程巡禮.探索地?zé)崮芄踩隧?yè)三、我國(guó)的地?zé)豳Y源與應(yīng)用(yìngyòng)現(xiàn)狀我國(guó)的地?zé)豳Y源非常豐富，在我國(guó)大陸地區(qū)地?zé)豳Y源分布豐富的地區(qū)有西藏、云南、廣東(guǎngdōng)、河北、天津、北京等地。地?zé)豳Y源分為：對(duì)流型地?zé)豳Y源和傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源。對(duì)流型地?zé)豳Y源以熱水方式向外排熱，呈零星分布；傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源分布范圍廣，資源潛力大。共三十八頁(yè)我國(guó)內(nèi)地(nèidì)的地?zé)豳Y源情況如表1所示據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已開采的溫泉，年放熱量為101．9PJ，約折合3．48Mt標(biāo)準(zhǔn)煤，這些只占我國(guó)地?zé)峥砷_采量的一小部分，我國(guó)地?zé)豳Y源的利用有待于進(jìn)一步研究(yánjiū)和開發(fā)。共三十八頁(yè)全國(guó)已勘查地?zé)崽锏钠骄鶞囟燃s為55.5℃。各?。▍^(qū)、市）地?zé)崽锏钠骄鶞囟纫晕鞑刈罡?，達(dá)88.6℃；湖南最低，為37.7℃。我國(guó)以中、低溫地?zé)豳Y源為主，由于溫度較低，適合于直接(zhíjiē)綜合性利用。共三十八頁(yè)§8－2地?zé)岬拈_發(fā)(kāifā)和利用目前我國(guó)地?zé)豳Y源的利用有兩種方式(fāngshì)：地?zé)岚l(fā)電和直接利用。一、地?zé)岚l(fā)電20世紀(jì)70年代后期我國(guó)開始研究地?zé)岚l(fā)電，由于缺乏經(jīng)驗(yàn)及其它歷史原因，建立的試驗(yàn)性地?zé)犭娬?，大部分由于效率太低而停止運(yùn)行。目前我國(guó)內(nèi)地共有7座地?zé)犭娬救栽谶\(yùn)行（表2），總裝機(jī)容量達(dá)27．78MW。共三十八頁(yè)地?zé)犭娬竟踩隧?yè)新西蘭地?zé)犭娬竟踩隧?yè)目前(mùqián)國(guó)外發(fā)展地?zé)岚l(fā)電所選用的地?zé)釡囟染^高，一般在150℃以上，最高可達(dá)280℃。我國(guó)地?zé)豳Y源的溫度較低，已建的7座電站中，有6座是利用100℃以下的地下熱水發(fā)電的電站，發(fā)電效率低，經(jīng)濟(jì)性較差。共三十八頁(yè)我國(guó)已建成的7座地?zé)犭娬镜母艣r(gàikuàng)1、懷來(lái)(huáilái)地?zé)犭娬荆?979年4月發(fā)電，實(shí)行綜合利用，共計(jì)向溫室提供75℃和52℃的地下熱水。2、溫湯地?zé)犭娬荆喊l(fā)電、供熱，可為農(nóng)業(yè)溫室、療養(yǎng)院、熱帶魚池供熱。3、熊岳地?zé)岚l(fā)電站：發(fā)電，并通過(guò)發(fā)電后的排水進(jìn)行綜合利用，收到了顯著效益。4、鄧屋地?zé)犭娬荆?970年建成的我國(guó)的第一座地?zé)犭娬?，?dāng)時(shí)的裝機(jī)容量為86kw。共三十八頁(yè)5、灰湯地?zé)犭娬荆?975年9月底建成。設(shè)計(jì)功率3O0kW，水溫91℃。6、山東招遠(yuǎn)地?zé)犭娬荆汗β?O0kW，水溫91℃7、羊八井地?zé)犭娬荆壕嗬_市91.8km。熱水為145～170℃。年發(fā)電量超過(guò)(chāoguò)1億kwh，占拉薩電網(wǎng)的60％和70％。我國(guó)已建成的7座地?zé)犭娬镜母艣r(gàikuàng)共三十八頁(yè)羊八井地?zé)犭娬竟踩隧?yè)羊八井地?zé)犭娬竟踩隧?yè)二、地?zé)?dìrè)直接利用中低溫地?zé)岬闹苯永迷谖覈?guó)非常廣泛，已利用的地?zé)狳c(diǎn)有1300多處，地?zé)岵膳娣e(miànjī)達(dá)800多萬(wàn)m2，地?zé)釡厥?、地?zé)狃B(yǎng)殖和溫泉浴療也有了很大的發(fā)展。地?zé)峁┡饕性谖覈?guó)的北方城市，其基本形式有2種：直接供暖和間接供暖。共三十八頁(yè)1．直接(zhíjiē)供暖就是以地?zé)崴疄楣べ|(zhì)供熱；地?zé)崴┡绞降倪x擇主要取決于地?zé)崴爻煞趾蜏囟龋?．間接供暖是利用地?zé)崴訜峁峤橘|(zhì)，再利用介質(zhì)循環(huán)供熱。間接供暖需要中間換熱器，初投資較大；中間熱交換增加了熱損失，會(huì)大大降低供暖的經(jīng)濟(jì)性。因此，一般都采用直接供暖，間接供暖只用在地?zé)崴|(zhì)差而水溫較高之處二、地?zé)?dìrè)直接利用共三十八頁(yè)地?zé)崂?lìyòng)—地?zé)釡厥夜踩隧?yè)龍門(lónɡm(xù)én)溫泉亞洲第一

共三十八頁(yè)月朗泉水(quánshuǐ)溫39℃-41℃池深0.7米面積6㎡滴翠(dīcuì)泉水溫39℃-41℃池深0.5米面積4㎡聽蟬泉水溫38℃-42℃池深0.8米面積4㎡香樟泉水溫38℃-42℃池深0.8米面積4㎡湯池溫泉共三十八頁(yè)石板(shíbǎn)泉：溫度38℃-40℃，面積70㎡紅寶石水溫40℃-41℃池深0.3—0.45米壽星(shòuxing)泉：水溫40℃-42℃，池深0.5米八珍湯清熱解毒湯水溫39℃-41℃池深0.8米湯池溫泉共三十八頁(yè)福命泉：水溫40℃-42℃池深0.5米薄荷(bòhe)池：水溫40℃-41℃池深0.8米日式湯小屋檀木泉水(quánshuǐ)溫39℃-41℃池深0.5米湯池溫泉共三十八頁(yè)三、地?zé)岬钠渌?qítā)利用地?zé)嶂评洌豪酶邷厮?qū)動(dòng)制冷設(shè)備；地?zé)岜茫和ㄟ^(guò)熱泵完成采暖、制冷和提供熱水的一種系統(tǒng)(xìtǒng)設(shè)備；地?zé)釡厥业責(zé)狃B(yǎng)殖地?zé)岱趸責(zé)岷娓傻責(zé)後t(yī)療、旅游共三十八頁(yè)四、地?zé)釕?yīng)用(yìngyòng)前景地?zé)嵋话惴譃閮纱箢悾阂活?yīlèi)是蘊(yùn)藏在地下2000米以內(nèi)巖層中的熱水、熱蒸汽，或出露地表成為溫泉的“濕地?zé)帷?；另一類是?chǔ)存在地殼深部3000-5000米的高溫巖石（火山巖體或變質(zhì)巖體）所積蓄的熾熱能，稱作“干地?zé)帷?。共三十八?yè)地?zé)嵬?yáng)能、潮汐能、風(fēng)能(fēnɡnénɡ)等并稱為取之不盡，用之不竭的綠色能源。它不受地域限制，也不受外界環(huán)境條件所制約?？茖W(xué)家計(jì)算過(guò)，只要利用地殼上層一萬(wàn)米內(nèi)1％的熱能就可保障人類相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的能量需求。中國(guó)國(guó)土資源部發(fā)布官方數(shù)據(jù)表明，中國(guó)大陸3000米至10000米深處干熱巖資源總計(jì)相當(dāng)于860萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是中國(guó)目前年度能源消耗總量的26萬(wàn)倍。四、地?zé)釕?yīng)用(yìngyòng)前景共三十八頁(yè)地?zé)崂貌粌H(bùjǐn)減少了大量有害物質(zhì)的排放，而且還能取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)際能源專家普遍認(rèn)為，新能源和可再生能源是21世紀(jì)將得到快速發(fā)展的能源。我國(guó)地?zé)豳Y源豐富，應(yīng)該抓住這一機(jī)遇，為保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源，加速地?zé)岬拈_發(fā)，為我國(guó)乃至世界的能源工業(yè)及環(huán)境保護(hù)作出積極貢獻(xiàn)。四、地?zé)釕?yīng)用(yìngyòng)前景共三十八頁(yè)地殼內(nèi)部(nèibù)金屬礦產(chǎn)聚集的深層動(dòng)力過(guò)程與興、蒙成礦域找礦探查的戰(zhàn)略意義;

第二深度空間找礦、勘探理論的提出與時(shí)代背景;§8－3地下礦場(chǎng)資源(zīyuán)開發(fā)的意義共三十八頁(yè)人類社會(huì)的存在和發(fā)展基礎(chǔ)是物質(zhì)生產(chǎn)，而人類科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展都必須以礦產(chǎn)資源的消耗為前提。我國(guó)正處于快速工業(yè)化和經(jīng)濟(jì)騰飛的進(jìn)程之中，強(qiáng)化第二深度空間（500-2000m）的找礦勘探，延長(zhǎng)老礦山的生產(chǎn)壽命，在深部發(fā)現(xiàn)更多的大型(dàxíng)，超大型(dàxíng)礦床和多金屬礦集區(qū)乃是擺在我們面前的一大歷史重任。共三十八頁(yè)在20世紀(jì)的百年里，地球已為人類提供了海量的金屬礦產(chǎn)資源。毫不夸張地說(shuō)，沒有(méiyǒu)這些礦產(chǎn)資源的投入，就沒有(méiyǒu)今天的世界文明，離開礦業(yè)開發(fā)與利用，就談不上人類社會(huì)的發(fā)展與科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步及飛躍，即使是在當(dāng)今的信息時(shí)代也必然是如此。共三十八頁(yè)在進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)大潮中，不論是發(fā)達(dá)國(guó)家，還是正在掘起的第三世界國(guó)家都在發(fā)展或快速發(fā)展，而礦產(chǎn)資源的供給已成為各國(guó)發(fā)展與騰飛的制約?；诘厍?dìqiú)內(nèi)部物質(zhì)與能量的交換和其深層動(dòng)力過(guò)程，不論在理論上，還是在實(shí)踐上均迫使我們必須開拓第二深度空間的找礦勘探。共三十八頁(yè)人們必須清楚地認(rèn)識(shí)到；突破已有的找礦勘探和開發(fā)的框架與理念，并深入的仔細(xì)思考、研究，以資全方位的去揭示地球內(nèi)部的奧秘，為此本文主要(zhǔyào)討論在下五個(gè)方面的問(wèn)題。共三十八頁(yè)1

當(dāng)今我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源嚴(yán)重緊缺的基本格局(géjú)與對(duì)外依有度正在不斷擴(kuò)大；2

在多元化共享世界礦產(chǎn)資源的同時(shí)，必須立足本土；3

加速興、蒙多金屬礦產(chǎn)資源深部找礦勘探和戰(zhàn)略后備基地的建設(shè)；4

必須強(qiáng)化開展第二深度空間金屬礦產(chǎn)資源的找礦、勘探；5

大型、超大型金屬礦床與成礦機(jī)制研究和典型成礦帶的殼、幔精細(xì)結(jié)構(gòu)刻