目前，国内高温余热资源回收利用的技术相对成熟，中低温余热的由于温度较低，回收利用相对困难。统计表明，温度在200℃下的低温余热资源占比达到64%，而温度在300℃下的中低温余热资源占比达到86%。

部分矸石山存在残煤自燃引起的积温问题，深部积温达到200-300℃。为防止矸石自燃影响生态环境、烧空后坍塌、遇降水引起喷爆和爆炸事故，公司采用了注浆和热管散射等方法降低内部积温。其中热管散射是将矸石山内部积温通过热管散发到空气中，由于矸石山距离居民区、其它工厂距离远，无法实现余热供暖和工业生产上的合理利用，这造成了热资源的严重浪费。合理利用矸石山内部积温的导出热量是实现资源最大化利用，降低碳排放的有效途径。将矸石山导出热量用于温差发电，并存储于锂离子电池等储能设备，使热能转化为便于应用的电能，实现矸石山积温变废为宝，这是当前需要突破的重要技术问题。

二、研究成果

项目针对鄂尔多斯地区煤矸石山存在残煤自燃引起的积温问题，开发设计了一种实现矸石山降温及废热多种利用装置、一种利用太阳能和矿井乏风余热供能的矿井新风装置、太阳能、热电器件协同供电辅助光照光催化的污水处理装置，均已申报实用新型专利，目前已被国家知识产权局受理。

专利1：一种实现矸石山降温及废热多种利用装置

实用新型属于能源回收利用技术领域，具体为一种实现矸石山降温及废热多种利用装置，其包括：导热工质管、热管蒸发段、绝热段、保温套、冷凝段、导热硅脂、电热器件、蓄电池、循环水冷却装置和新风供风系统，所述导热工质管上分为热管蒸发段、绝热段和冷凝段，所述绝热段上设置保温套，解决现有技术无法利用矸石山废热，矿井取暖和新风加热需要额外耗能的问题，有效回收利用矸石山内部的废热资源，减少环境污染，将废热用于热电发电，用于矿井取暖和新风加热，实现节能减排的目标，能够有效地降低矸石山内部温度，防止自燃，并同时将废热引入矿井口，实现冬季矿井口加热，对资源进行二次利用。

专利2：一种利用太阳能和矿井乏风余热供能的矿井新风装置

本实用新型属于矿井新风装置技术领域，具体为一种利用太阳能和矿井乏风余热供能的矿井新风装置，包括乏风吸入装置、乏风排出装置、散热矩形管、气态导热工质管、压缩机、液态导热工质管、热电器件、新风输送装置、蓄电池、太阳能电池板：所述乏风吸入装置和乏风排出装置由散热矩形管相连；所述气态导热工质管通过导热胶粘连在散热矩形管的外侧；所述压缩机入口与气态导热工质管道连接；所述液态导热工质管与压缩机出口连接，液态导热工质管外部通过导热胶粘结热电器件的热端，末端与气态导热工质管连接循环；通过将太阳能、热电器件发电和蓄电池储能并协同供电，在不需要外部供电的情况下，实现排出矿井中的乏风和输送进矿井的新风、加热新风。

专利3：热电器件协同供电辅助光照光催化的污水处理装置

实用新型属于污水处理技术领域，具体为太阳能、热电器件协同供电辅助光照光催化的污水处理装置，其包括：太阳能板、蓄电池、热电器件、光催化反应池、污水输入装置和污水输出装置，所述光催化反应池顶部两侧均设置太阳能板，所述太阳能板连接蓄电池，通过将太阳能、热电器件发电和蓄电池储能并协同供电，在不需要外部供电的情况下，实现辅助照明光催化反应降解有机污水、污水自动注入、自动排出、污水溶解氧浓度自动测定等多功能的全自动有机污水降解，热电器件既发挥发电的作用，也发挥冷却降温的作用，该装置可无外部供电实现自动化光催化降解有机污水，减少能源消耗，提升污水处理效果。

三、行业影响

成果有效回收利用废热资源，减少环境污染，将废热用于热电发电，用于矿井取暖和新风加热，实现节能减排的目标，能够有效地降低矸石山内部温度，防止自燃，并同时将废热引入矿井口，实现冬季矿井口加热，对资源进行二次利用。预计在矸石山废热、工业废热的循环利用等领域找到合适的应用场景。利用太阳能、热电器件协同供电辅助光照光催化，可以用于矿山污水净化处理。

附：科研团队介绍

项目负责人彭泓、王晓亮。团队成员7名，团队主持国家自然基金项目3项，省部级项目8项，企业项目5项，发表高水平SCI论文60余篇，授权发明10余项，获中国商业联合会科技进步三等奖1项。团队负责人担任辽宁省地矿工程特种材料专业技术创新中心主任，中国硅酸盐学会矿物材料分会青年理事，中国有色金属学会矿物功能材料专业委员会委员，辽宁工程技术大学学术委员会委员，国家自然科学基金函审专家。