油气田瓦斯隧道开挖掌子面围岩安全厚度研究

发布时间：2020-12-17 19:13

　　为降低油气田区隧道施工风险,以龙泉山隧道为依托,采用数值模拟方法对隧道开挖掌子面前方围岩安全厚度进行分析,并结合现场监测数据对所得结论进行验证。研究结果表明:隧道施工使隧址区围岩应力重分布,且应力变化与围岩距掌子面距离L有关,当L≤0.75D(D为隧道净高)时,围岩处于应力释放区;当0.75D<L<1.5D时,围岩处于应力集中区;当L≥1.5D时,围岩处于原岩状态,未受施工影响。围岩内流体压力场受施工影响,当L<2D时,围岩瓦斯压力增加;当L≥2D时,围岩内压力场未受施工影响。结合现场监测数据及模拟结果,确定油气田区瓦斯隧道施工围岩安全厚度为2D。 

【文章来源】：中国安全生产科学技术. 2020年01期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

计算模型

图1 计算模型表1 模型参数Table 1 Model parameters 参数 围岩 破碎带1 破碎带2 密度/(kg·m-3) 2.65 2.40 2.00 体积模量/GPa 6.93 6.45 5.11 剪切模量/GPa 3.79 6.77 4.76 黏聚力/MPa 1.41 3.52 2.47 内摩擦角/(°) 18 35 45

隧道施工对围岩内流体的影响分析采用COMSOL Multiphysics进行模拟,隧道施工模型及计算结果如图3所示。考虑到计算量的问题,在此仅建立包含破碎带1的数值计算模型,将隧道径向尺寸缩短至40 m 。模型计算采用“达西定律”接口和“固体力学”结构进行流固耦合计算,流体部分的参数见表2。表中参数均来自工区现场监测及试验。

【参考文献】：
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本文编号：2922549