金属矿山

作者：刘士奇,王环玲周勇程志超池明波

单位：1. 河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098;2. 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,浙江杭州311122;3. 中国安全生产科学研究院,北京100012

关键词：废弃矿井, 地下空间利用, 压气储能, 联合支护, 储气压力, 钢衬,

基金：国家重点研发计划项目(编号:2018YFC1508501);国家自然科学基金项目(编号:52374139)。

废弃矿井的综合开发利用是实现“双碳”目标的重要组成部分,而地下空间优化改造压气储能地下储气库是实现这一目的的重要技术途径。 以某废弃石膏矿井为工程依托,通过理论分析、数值模拟等技术手段,验证地下储气库建设的可行性。 结果表明:“钢衬+围岩”联合支护作用形式可以使得围岩充分发挥自身承压作用,提高支护性能;钢衬厚度 30mm、储气压力 6. 5MPa 时,在钢衬作用下围岩变形由 1. 47cm 降低至 1. 18cm;与高储气压力(8. 0MPa)相比,较小的储气压力(6. 5MPa)使得钢衬 Mises 应力均处于许用应力范围内,超过许用应力的巷道长度仅占12. 25%;设计理想储气库优化方案,提出了“衬砌+钢衬+围岩”联合承载设计理念,改良原有硐室硐型,通过圆台理论和有限元方法验证了优化后的储气效果。 该技术方案的提出与验证,可极大降低储气库对围岩稳定性、矿区地质构造的选址要求,有效改善了围岩应力环境,为废弃矿井压气储能技术发展提供新思路,具有大规模推广应用的潜力。

来源：2025年第8期

《金属矿山》期刊编辑部

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