高内压环境下深部硬石膏质储气库围岩稳定性研究

发布时间：2023-04-02 23:26

　　随着经济的发展,世界各国对天然气的需求与日俱增。而我国目前的储气能力十分有限,与世界平均水平尚有一定的差距,因此,建立大型的地下天然气储气库群是我国发展的重要政策。地下储气库具有储气量大、节约地面资源、安全可靠、对环境污染小且不受天气影响等优点。目前世界范围内的地下储气库大多采用枯竭型油气藏储气库,利用废弃矿井作为地下储气库的案例尚属少数。我国有分布广泛的石膏矿资源,众多的石膏矿采空区是建库的良好选择,若能直接利用石膏矿采空区作为天然气储库,将大程度节约建库成本。因此,对矿区的洞室围岩稳定性进行研究是储气洞室能否正常运营的关键。在国家自然科学基金面上项目(项目编号:41572301)资助下,本文依托我国安徽省恒泰硬石膏矿,结合矿区工程地质条件,通过室内试验和数值模拟结合的方式对采空区洞室在开挖后和运营期间的围岩稳定性进行研究,主要研究内容如下:(1)对矿区工程地质条件进行研究发现,矿区地层在较长时间内不会发生大的构造活动;矿区矿体厚度大,顶板和底板岩层较为稳定,矿体可认为是隔水层,开采后的矿体稳定。因此依托工程具有建造大型天然气储库群的良好条件。(2)通过颗粒流程序对岩石单轴压缩试验进...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 地下天然气储库研究现状
        1.2.2 地下采空区利用研究现状
        1.2.3 地下工程围岩稳定性研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 拟建气库区工程地质条件
    2.1 地理位置
    2.2 区域地质条件
    2.3 本章小结
第3章 数值模拟宏细观参数取值研究
    3.1 颗粒流程序基本理论与方法
        3.1.1 颗粒流离散元法简介
        3.1.2 颗粒流程序基本理论
        3.1.3 平行粘结模型
    3.2 细观参数标定研究
        3.2.1 细观参数标定方法
        3.2.2 宏细观参数关系分析
        3.2.3 细观参数标定结果
    3.3 硬石膏岩体参数研究
        3.3.1 H-B强度准则参数研究
        3.3.2 硬石膏岩体参数研究
    3.4 本章小结
第4章 开挖后储气库围岩稳定性研究
    4.1 连续-非连续耦合模拟方法
        4.1.1 方法简介
        4.1.2 计算方法
    4.2 数值模型与参数
        4.2.1 数值模型
        4.2.2 模型参数
        4.2.3 边界条件
    4.3 洞室开挖后围岩稳定性分析
        4.3.1 初始应力场
        4.3.2 计算方案
        4.3.3 结果分析
    4.4 本章小结
第5章 储气条件下洞室围岩稳定性研究
    5.1 颗粒流模拟的流固耦合理论
        5.1.1 理论简介
        5.1.2 理论原理
    5.2 储气环境下围岩稳定性分析
        5.2.1 洞室储气压力
        5.2.2 计算方案
        5.2.3 结果分析
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3780178