废弃巷道地下储气库复合结构变形特性试验研究

采矿与安全工程学报
网络首发时间：2024-08-28 15:00:25

作者

吴云张凯张雪辉胡李华丁
单位

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中国科学院工程热物理研究所中储国能（北京）技术有限公司江西理工大学资源与环境工程学院
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能否成功的关键。为了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了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。开展了不同工况下（循环次数、气体压力、地应力）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。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
文章目录

1 引言
2 压气储能物理模型相似材料配置
2.1 基于正交试验的相似材料选择
2.2 试验结果分析
2.2.1 基本物理参数测试结果
2.2.2 力学参数测试结果
2.2.3 多元线性回归分析
3 地下储气库复合结构变形特性试验
3.1 试验概况
3.2 模型制作
3.3 传感器布设及监测系统
3.4 试验结果与分析
4 结论
引用格式

吴云,张凯,张雪辉,等.废弃巷道地下储气库复合结构变形特性试验研究[J/OL].采矿与安全工程学报,1-10[2024-08-28].https://doi.org/10.13545/j.cnki.jmse.2024.0263.