采矿与安全工程学报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (6): 1299-1310.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0263

• 论文 • 上一篇    下一篇

废弃巷道地下储气库复合结构变形特性试验研究

吴云1,张凯1,张雪辉2,3,胡李华1,丁捷3,黄震4,王磊1,方涵1   

  1. 1. 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏徐州221116;
    2. 中国科学院工程热物理研究所,北京100190; 3. 中储国能(北京)技术有限公司,北京100190; 4. 江西理工大学资源与环境工程学院,江西赣州341000
  • 出版日期:2024-11-15 发布日期:2024-11-29
  • 通讯作者: 张凯,E-mail: kzhang@cumt.edu.cn,Tel: 15262001438
  • 作者简介:吴云(1991— ),男,安徽省铜陵市人,博士,讲师,主要从事压缩空气储能方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(42307244,42230704);江苏省卓越博士后资助计划项目(2022ZB509);徐州市基础研究计划青年科技项目(KC23044)

Experimental study on deformation characteristics of composite structure for underground gas storage in abandoned roadways

  • Online:2024-11-15 Published:2024-11-29

摘要: 地质力学模型试验是研究岩土工程问题常用的一种手段,选择合适的相似材料及配比是保证模型试验成功的关键。为研究废弃煤矿软岩巷道开展压缩空气储能的可行性及其应用效果,基于相似理论和正交试验方法,以水泥和石膏为胶结材料、砂为骨料,通过大量室内试验配置一种能够满足孔隙度、弹性模量、强度等要求的相似材料。研究各因素(砂粒径、膏砂比、灰砂比、水砂比)对相似材料物理力学参数的敏感性,并应用于废弃煤矿巷道压缩空气储能物理模型的研制与试验。开展不同工况(循环次数、气体压力、地应力)下储气库围岩-衬砌复合结构充放气试验。研究结果表明:试验所得的相似材料物理力学参数变化区间较大,可以满足煤矿巷道软岩压缩空气储能物理模型试验要求;灰砂比在相似材料单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、内摩擦角和黏聚力方面起主要作用,灰砂比和膏砂比对相似材料密度和孔隙度影响起主要控制作用。所研制的物理模型能够有效模拟储气过程中围岩-衬砌复合结构的变形规律,为废弃煤矿软岩巷道开展压缩空气储能研究提供借鉴。

关键词: 废弃矿井, 软岩, 压缩空气储能, 相似材料, 模型试验

中图分类号: