废弃矿洞抽水蓄能地下储水空间多场耦合特性研究

• 作者: 陈宁 李琦 袁亮
• 来源期刊: 水电与抽水蓄能
• 学科: 工学
• 关键词: 废弃矿洞 抽水储能 热应力 多场耦合特性
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 专栏——服务新型电力系统下的抽水蓄能电站研究|Special Column——Research on Pumped Storage Serving New Power System
• 页码范围: 7-12
• 页数: 6页
• 分类号: TV743
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2096-093X.2022.01.003

摘要

我国能源结构中清洁能源电力占比不断提高,电力行业对电力储蓄的需求日益迫切.同时,随着我国大批资源枯竭及落后产能矿井和露天矿坑加快关闭,形成大量的关闭/废弃矿洞,大量矿业废弃迹地亟待治理.废弃矿洞抽水储能技术是可能综合解决上述问题的方法之一.本文通过数值模拟与模化实验相结合的方法,对废弃矿洞抽水蓄能电站地下围岩的多场耦合应力特性展开研究.研究表明,巷道蓄水前期4-6h是巷道围岩温度梯度较大的时域,在该时域,水温变化导致的大温度梯度区域深入巷道围岩约400mm;在热应力存在的条件下,巷道充水后巷道周边区域存在的热应力与温度场分布有较强的耦合,在巷道底角以及拱顶位置产生应力集中,是需要特别关注围岩强度的危险区域;在同时加载水载荷、地压载荷、热应力载荷时的综合应力耦合工况下,巷道充水的热应力以及内水压力会对围岩应力场产生较大的耦合影响,与不耦合热应力条件下的结果差别较大.未来废弃巷道抽水蓄能电站设计应充分考虑这种耦合力学效应.