地下储氢库发展现状及气藏型储氢库高效建库十大技术挑战

地下储氢技术利用地下构造空间实现氢气大规模高压气态储存,具有安全性高、成本低、规模大、周期长的优势,但中国地下储氢库研究起步较晚,尚无地下构造空间储氢实践,亟待形成完整的地下储氢库高效建库方案。为此,在总结国内外用于地下储氢构造空间的类型,回顾地下储氢技术发展历史与现状的基础上,系统梳理了气藏型储氢库高效建库亟待解决的十大技术挑战,研究结果表明:①气藏型地下储氢库的潜在库址与新能源发电资源具有高度的空间重合,便于绿电就地消纳,最适宜我国大规模发展;②气藏型地下储氢库高效建库需重点解决十大技术挑战,即完整性与选址地质评价、氢气与储层介质的反应机理、氢损耗及氢纯度对储氢效率的影响、垫层气类型与占比优选、注采渗流理论与库容设计、氢用特种管材及管道工程关键技术、建库及注采工程关键技术装备、运行期监测与动态分析、风险评估与应急处置方案、生命周期评估等。结论认为:①中国发展地下储氢库具有潜在枯竭/衰竭气藏库址众多的资源优势,复杂地质条件储气库创新实践的技术优势,氢能产业链上下游协同发展的产业优势和未来市场应用前景广阔的规模优势,具备实现工业化发展的条件和基础;②针对气藏型储氢库建库难题,需开展系统性技术攻关,构建地质综合选址评价体系,优化储库注采运行方案,研发氢用配套管材与设备,形成运营监测与风险管理系统,建立适应中国地质条件的综合建库理论技术体系。

微型桩在山区油气管道防护中的变形机制模型试验研究

为了探讨不同形式微型桩在滑坡作用下对山区管道防护的变形机制,以中贵天然气管道滑坡为背景,开展了常规微型群桩和花管微型群桩室内对比模型试验。采用应变、土压力传感器以及百分表对单桩弯矩、群桩两侧土压力以及位移进行了分析。结果表明:在花管微型桩防护一侧燃气管道保存的较为完整,常规微型桩防护一侧管道受挤压产生破坏;桩体弯矩最大值均出现在滑带附近,并且在承台的联系作用下,群桩桩顶位置会产生较大弯矩;花管微型群桩在桩、水泥浆共同作用下很好地改善了土体的力学性能,形成的密实结构能更好地抵抗滑坡推力的作用,减少了桩体的弯曲变形;微型桩对于小型滑坡具有很好的防护效果,并且花管桩在达到极限承载力后仍能起到有效的防护作用。

基于新型蠕变仪下的泥岩力学参数时效性研究

岩石在蠕变的过程中其基本力学参数变形模量E、内聚力c和内摩擦角是随时间和应力逐渐弱化的。本文对现行蠕变设备特点进行分析,研制了一套新型的五联单轴蠕变仪,此仪器能够在相同的应力条件下同时进行5个试件的蠕变试验。并且使用该仪器对宝鸡市秦源煤矿泥岩的力学参数E、c、在蠕变试验中的弱化规律进行了研究。提出了把粘塑性应变作为泥岩力学参数弱化的指标,得出了泥岩E、c、随粘塑性应变呈指数衰减的函数关系,并计算了该泥岩破坏时的E、c、。对该泥岩E、c、和粘塑性应变的函数关系式进行了分析,得到了岩石E、c、和应力(σ)以及时间(t)的耦合函数方程,为后续岩石非定常本构模型的研究奠定了基础。

石人沟铁矿北区采场结构参数的优化

唐钢石人沟铁矿目前处于露天转地下开采过渡期,亟需确定合理的地下采场结构参数.本文首先在岩石力学试验的基础上估算了岩体力学参数,采用三维有限元数值模拟方法对采场结构进行了研究,得出了地下开采时不同采场结构参数下采场的应力和应变情况,并以此为依据对其稳定性进行了分析,最终确定了最优方案,确定了石人沟北区合理的采场结构参数.

唐钢石人沟铁矿岩体力学参数确定方法探讨

通过对唐钢石人沟铁矿地质条件的研究,以及在岩块力学试验的基础上,对唐钢石人沟铁矿岩体按RMR法进行分类,然后用霍克-布朗公式对岩体力学参数进行了估算。估算结果和现场的原位试验结果基本一致,从而证明了该方法是一种经济、合理的方法。

基于GSI和Q系统岩体力学参数确定方法及应用

地下水封洞库工程中需要对岩体进行稳定性分析,其中最关键的一点是岩体力学参数的选取。岩体力学参数受岩块的力学性质、结构面分布情况、结构面性质以及地下水作用等因素的影响。文章在对围岩分级系统研究的基础上,通过Q围岩分级和GSI围岩分级间的关系,将Q结果引入到霍克-布朗准则中,确定该准则中的各项参数,并将霍克-布朗准则和工程稳定分析软件中常用的摩尔-库伦准则结合,得到了基于该准则的岩体力学参数计算公式。通过工程实例验证了该方法的准确性和合理性,对地下岩体工程的研究具有一定的指导意义。

泥岩蠕变损伤试验研究

在岩石蠕变过程中,施加载荷超过某个应力水平后,其强度会随着时间和应力逐渐降低,这种损伤规律可以定量地用岩石基本力学参数如弹性模量E、黏聚力c和内摩擦角?降低的多少来反映。对宝鸡市秦源煤矿泥岩进行8个不同应力水平、3个不同时间段蠕变试验,采用单试件法测得泥岩蠕变过程中各力学参数E,c,?的变化值,对试验数据进行分析,建立该泥岩E,c,?随应力水平、长期强度及时间的耦合函数关系,它们之间呈指数衰减变化。分析耦合函数中各个系数的特点,得到泥岩力学参数损伤规律的通用表达式,式中各参数物理意义明确,测试简单。其研究结果为建立岩石损伤流变本构模型奠定基础。

基于改进PSO算法的岩石蠕变模型参数辨识

微粒群优化(PSO)算法是一类随机全局优化技术,具有收敛速度快、规则简单、易于实现的优点.针对岩石蠕变本构模型参数的辨识问题,本文利用FLAC软件自带的fish语言实现了改进PSO算法对本构模型参数的辨识.该方法从岩石本构模型参数的随机值出发,以蠕变过程中试件变形的实验值与计算值的误差大小作为适应度函数来评价参数的品质,利用改进PSO算法规则实现模型参数的进化,搜索出全局最优的模型参数值,从而实现了岩石蠕变本构模型参数的自适应辨识.利用该方法对页岩蠕变实验进行了仿真研究,实验结果表明:改进的PSO算法用于岩石蠕变模型的参数辨识是有效的.

地下水封油库工程中三维地应力测量及其应用

地下水封油库是一种复杂的地下工程,在施工期间开展岩体原位应力三维测量,对设计的开挖和支护方案进行检验和复核,有利于设计优化和指导施工。采用水压致裂测量方法,在油库内南北水平、东西水平和垂直3个方向钻探成孔进行地应力测量,综合3个方向的地应力测量结果,计算确定三维地应力大小和方向。计算结果验证了设计所使用的勘察阶段地应力测量结果的可靠性,检验和复核了设计施工方案的合理性,并进一步评价了地下水封油库围岩稳定性。

单试件法测定岩石强度参数的修正方法

分析单试件法测定岩石内聚力c和内摩擦角φ产生误差的原因,提出一种对单试件法各级围压下获得的三轴试验强度的修正方法。用泥岩试件分别在常规多试件和单试件法下的试验结果验证两种方法测定内聚力c和内摩擦角φ存在的差异,以及修正方法的有效性。

利用废弃地下空间建设战略原油储备库的构想

当前各国原油储库主要分为地面储库、地下盐穴储库和地下水封洞窟3种类型.根据我国实际情况分析,这3种类型储库均难以在我国推广.通过分析中国东北地区现有废弃矿山情况,结合地下原油储库的工程技术条件,提出了利用废弃矿山改造地下空间,用以建设战略原油储库的构想.建议尽快开展东北地区废弃矿山地下空间综合调查工作,启动相关地下油气储库封闭实验等测试研究工作.

应用生物修复技术治理矿区生态环境

针对矿区生态重建涉及学科多、面广,而中国矿区生态重建基础理论研究又十分薄弱,许多地区或矿区生态系统破坏严重,单一治理效果不佳,往往出现生态系统不稳定等现象。根据生物协同进化、生态环境多样性平衡原理,提出了土壤治理、植被修复并结合微生物生态修复等的综合治理措施。

谈深化理论学习的途径

党的十五大以来,以江泽民同志为核心的党中央采取了一系列措施,推动全党深入学习邓小平理论。目前,一个学习马列主义、毛泽东思想特别是邓小平理论的高潮正在全党兴起。但也应清醒地看到仍有一些同志满足于书读过,辅导报告听过,基本观点想过,并没有从立场、观点、方法上获得新的提高,有的同志学风不正甚至在学习上搞形式主义。这些问题的存在,不同程度地阻碍着学习的深入。因此,需要通过有效途径,切实克服学习中存在的问题,把理论的学习真正提高到一个新水平。 一、把获得正确的立场、观点、方法作为学习邓小平理论的着力点

某地下水封石油洞库海水入侵评价与控制方法研究

为防止海水入侵引起Cl-浓度升高,影响地下水封石油洞库的使用寿命,以某地下水封石油洞库建设工程为依托,开展了海水入侵评价与控制方法研究。采用有限元数值模拟方法分别获得了在无水幕系统、水平水幕系统、水平和竖直双水幕系统条件下地下水封石油洞库的地下水渗流场和溶质运移特征。研究表明:通过设置竖直水幕系统,增强洞室周围淡水流向海水的对流作用,达到阻止海水入侵洞室的目的;只设置水平水幕系统无法完全抑制海水入侵,必须增设竖直水幕系统后才达到完全抑制海水入侵的效果;在达到抑制海水入侵效果的前提下,库区水位可以满足洞室水封性的要求,但涌水量有所增大。研究结果可为滨海地区地下水封石油洞库水幕系统抑制海水入侵防治措施选择提供一定理论依据。

江苏省农民专业合作社现状分析——大圣水芹合作社案例分析

我国农民多为散户生产,在这种情况下对农民难以组织控制,限制了进一步发展。为发展农业,我国大力提倡推行农业合作社。本文通过案例分析法研究大圣合作社,并进行相关问题的分析和解决,认为江苏省合作社已初有成效,但仍需进一步改进。

基于非饱和流的地下水封洞库涌水量研究

地下水封洞库通过水压将储存在洞室内的介质密封,涌水量的动态变化制约着洞库的密封性能。通过对岩体孔隙和裂隙双重介质的渗流特征分析,将渗流的非饱和流特性引入到涌水量的计算过程中。推导得到岩体双重介质土水特征曲线公式,并将其引入到有限元计算过程中。通过赋予材料非饱和特性属性,在有限元每个计算时间步中重新计算渗透系数,来实现地下水封洞库开挖时水位变化过程,建立了动态涌水量的计算方法。另外,通过工程实例对该计算方法进行验证、结果表明涌水量随时间呈递减变化,拟合得到了涌水量与时间的函数关系。该计算方法对地下工程中涌水量的研究具有较强的指导意义。

砂岩地下水封洞库各向异性渗透系数确定方法及应用

砂岩地区建设水封石油洞库的关键问题之一是如何方便、准确地确定砂岩的各向异性渗透系数。文章通过对三维渗透张量矩阵的分析,利用空间几何原理推导渗透张量到标量数值转换的等效渗透系数计算公式,并结合常规压水试验数据,对张量矩阵渗透系数的计算结果进行修正。同时,提出采用钻孔超声波成像综合测试系统获取节理、裂隙的几何要素,作为张量矩阵计算的输入数据,将渗透张量矩阵和常规压水试验相结合,最终建立了岩体各向异性渗透系数的确定方法。工程实例证明该方法操作方便,结果准确。