压气储能作用下断层活化力学稳定性分析

摘要

针对储气库围岩中隐伏断层力学稳定性规律尚不明确，采用数值模拟手段，以含断层围岩的废弃煤矿地下储气库为研究对象，建立压气储能热-流-固耦合模型，分析得到了断层对储气库稳定性的影响及储气库注气速率、循环周期、断层倾角和埋深等敏感性参数对断层稳定性的影响。研究结果表明：断层增加了洞室的侧面最大径向位移，但减小了顶部最大径向位移，有抗地表隆起破坏的作用；断层敏感性参数中，埋深的影响程度最大，断层倾角其次，注气速率最小；随着注气速率和循环周期的增加，断层的滑动趋势线性增加，断层的安全系数FOS线性减小；随着埋深的增加，断层的滑动趋势呈指数上升，断层的安全系数FOS(factor of safety)呈指数下降；断层倾角70°时，断层的稳定性最大，达到了抛物线的极值点。所得结论为储气库的使用寿命和安全性提供了科学参考。

关键词

地下压缩空气储能 / 废弃煤矿 / 内衬洞室 / 断层 / 稳定性 / 数值模拟

基金资助

内蒙古自治区科技重大专项资助项目(No.2021ZD0034-2)