据统计，“十二五”期间我国淘汰落后煤矿7 100处，淘汰落后产能5.5亿t/a，其中关闭煤矿产能3.2亿t/a。预计到2020年，我国关闭/废弃矿井数量将达到12 000处，到2030年数量将到达15 000处。

　　对于井工开采而言，很多矿山在可采资源开采结束后，采空区已经塌陷，大部分的采区巷道也已被破坏，而竖井井筒作为长期服役的混凝土砌筑工程结构，其寿命远比巷道系统长。针对闭坑矿井竖井井筒进行精准开发利用，符合矿井闭坑转型升级的可持续发展的国家战略。

　　我国许多地下矿山所在地区也是风能和太阳能等能源丰富地区，但这些能源具有间歇性和波动性，导致发电不均匀。

　　抽水蓄能电站是电力系统中最可靠、最经济、技术最成熟的储能装置且其原理简单。但传统地表蓄能电站的建立需要占用大量的地表土地资源，且受地形、地貌和水资源分布的影响；另一方面，建立数百万方甚至千万方的蓄水库也将影响自然和生态环境。

　　利用闭坑矿井竖井井筒及井筒之间的联络巷道，将地面风能和太阳能等可再生清洁能源产生的能量储存在地下蓄能电站中，闭坑矿井井筒形成的特殊地下空间为发展地下蓄能电站创造了得天独厚的条件。

　　我国煤炭资源开发方式主要以井工矿井为主，大量的煤炭需要从地下提升至地面。在深井状态传统的提升方式将会出现致命问题。进入2 000 m的深部开采后，从施工难度和工程造价上，斜井建井难以满足要求，只能建设立井井筒。

　　以现状而论，任何一种立井提升系统都需要钢丝绳作为媒介，随着开采深度的增加，钢丝绳需要设计得越来越粗，使得钢丝绳自重不断增加、提升机越来越大型化，在达到一定深度时，有绳提升装置将会受到很大的限制甚至无法使用。这成为限制传统提升方式提升深度的一个重要因素。因此，随着矿山开采深度越来越深，迫切需要新的安全高效的提升设备。

　　什么是水力提升？　

　　水力提升由瑞典吕勒欧大学教授A·塞格尔伦在1987年第12届世界采矿大会上提出，即矿石在井下进行破碎和磨矿，然后用井下水与矿粉混合，搅拌成一定浓度的矿浆，用泵经竖井管道将矿浆送到地面选矿厂，取代传统的机械提升和坑内排水系统即把矿山2套系统合并成1套水力提升系统。

▲水力提升技术试验系统示意

　　磁悬浮罐笼采用无绳提升技术，提升量不受矿井深度的限制，与传统有绳提升装置相比较，更加适合深井提升。同时，在磁悬浮罐笼正常工作过程中摩擦损耗少，能量利用率高，对设备磨损轻微，相较普通罐笼，理论上，磁悬浮罐笼维修费用更低，使用寿命更长。

　　煤炭流体垂直输送是一种全新的煤炭提升理念，研究固体矿物流态垂直连续输送技术，以双井筒基础压风为动力，以U型平衡流态循环、泵送输料的超深煤炭资源流态垂直输送为运行模式，解决超深煤炭资源的立井连续高效提升。

　　微重力代表一种受力环境，它是指在这种环境中的有效重力水平极低，为地球表面处重力的百万分之一。微重力是一种宝贵的资源，借此，人类可以进行地面上难以进行的科学试验，进行新材料和药物的生产、生命科学和生物技术的探索以及宇航员飞行训练等。

　　世界各国都在紧张建设和筹划微重力科学试验，主要有3种试验方式：落塔方式，即在建好的高塔里面利用自由落体失重；中性浮力水槽，即在进入水体一定深度后，达到失重状态，且成本低，但只能模拟力的总体效应；抛物线飞机俯冲，飞机飞到最高点后附冲，也会达到失重状态，但成本较高。

　　利用竖井井筒有效高度，改造后作为微重力科学实验室，其原理与落塔实验室建设类似，但是将实验室由地面以上转至地下，试验落体运行距离增加，能够提高更长时间的有效试验段，不仅节省建设费用，而且更安全，具有更好的重复性。

　　竖井的副井可以作为入风口，主井作为出风口，在主井内布置流体机械，进行风洞试验，通过地面的通风机调节井筒风速，达到所需要风速范围，取得相关试验数据，为流体机械设计提供理论基础。

　　井筒式风洞还可用于人员训练，在具有防护的出风井内，进行跳伞、极限运动以及翼装飞行等运动的训练。

　　矿井竖井井筒具备隐蔽性、防空性和稳定性等特点的良好地下环境，可以作为特殊功能研究的科学研究实验室。针对大井深井筒的结构特点，以及围岩条件较好的闭坑矿井的竖井井筒经过改造后可以建成地下弹射火箭实验室。

　　相较于地面以上大气环境的昼夜温差和季节温差，地下空间围岩体是具有大规模跨时域、跨季节性长期储存能力的天然蓄能体，为地下蓄能应用提供了有效途径和媒介，为太阳能等可再生能源和自然冷源的跨时域再利用开辟发展空间。

　　可以利用闭坑矿井改建成再生能源积蓄地下储存库，达到蓄冷和蓄热。