Обоснование конструктивных параметров подземных резервуаров в слоистых породных массивах

• Автор: Поддубский, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.15.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1. Особые горно-геологические условия строительства подземных хранилищ
1.2. Анализ действующих нормативных документов по проектированию горных выработок в соляных и вечномерзлых породных массивах
1.3. Существующий опыт проектирования подземных хранилищ в неоднородных слоистых массивах
1.4. Постановка задач исследований
2. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СЛОИСТОСТИ СОЛЯНЫХ МАССИВОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ БЕСШАХТНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ВЕРТИКАЛЬНОГО ТИПА
2.1. Расчетная геомеханическая модель неоднородного слоистого соляного массива
1.2. Влияние геометрических параметров слоистости на устойчивость непосредственной кровли бесшахтных резервуаров
2.3. Влияние механических свойств соляного массива на устойчивость слоистой непосредственной кровли бесшахтных резервуаров
2.4. Влияние конструктивных параметров бесшахтных резервуаров на устойчивость их слоистой непосредственной кровли
3. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СЛОИСТОСТИ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ПОРОД НА УСТОЙЧИВОСТЬ ШАХТНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА
3.1. Расчетная геомеханическая модель неоднородного слоистого массива вечномерзлых пород

3.2. Влияние механических свойств слоистых вечномерзлых пород на устойчивость шахтных резервуаров
3.3. Влияние геометрических параметров макрослоистости вечномерзлых пород на устойчивость шахтных резервуаров
3.4. Влияние конструктивных параметров шахтных резервуаров в
вечномерзлых породах на их устойчивость
4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ В СЛОИСТЫХ НЕОДНОРОДНЫХ ПОРОДНЫХ МАССИВАХ
4.1. Рекомендации по проектированию бесшахтных резервуаров вертикального типа в отложениях каменной соли
4.2. Пример проектирования выработок-емкостей Березниковского подземного хранилища газа
4.3. Рекомендации по проектированию шахтных резервуаров горизонтального типа в вечномерзлых породах
4.4. Пример проектирования выработок-емкостей подземного хранилища стабильного конденсата Ямбургского ГКМ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Анализ перспектив развития добычи и потребления энергоресурсов в балансе России показывает, что до 2020 г. газ, нефть и продукты их переработки будут составлять не менее 80% потребляемых энергоресурсов [I]. В связи с этим возникает актуальная проблема резервирования указанных энергоресурсов с целью регулирования их неравномерного сезонного и территориального потребления.
Резервирование газонефтенродуктов в подземных хранилищах имеет существенные преимущества по сравнению с традиционным использованием наземных металлических резервуаров: большие объемы подземных хранилищ, возможность их эксплуатации при более высоких избыточных давлениях, экологическая безопасность, сравнительно низкие эксплуатационные расходы. На территории России имеются благоприятные горно-геологические условия для сооружения подземных резервуаров: широко распространенные соленосные бассейны для сооружения бесшахтных резервуаров способом растворения каменной соли и распространенные на Севере России, где месторождения каменной соли практически отсутствуют, массивы вечномерзлых пород для сооружения шахтных резервуаров горным способом [2].
Бесшахтные резервуары в каменной соли используются в основном для покрытия пиковых нагрузок по газопотреблению [3] и проектируются в виде выработок-емкостей вертикального типа в мощных соляных пластах и выработок-емкостей горизонтального типа в маломощных соляных пластах. Глубина заложения и геометрические размеры выработок-емкостей выбираются с учетом размещения в однородных ненарушенных соляных пластах, что обеспечивает их длительную устойчивость. Но в некоторых случаях из-за необходимости привязки подземных хранилищ к промышленно развитым районам приходится их проектировать в особых горно-геологических усло-

вывод о том, что минимально допустимая мощность породного целика в кровле выработки равна пролету или ширине последней.
Слоистость массива оказывает определенное влияние на механическое состояние окружающего породного массива и, следовательно, устойчивость выработки, однако дать количественную оценку этому влиянию не представляется возможным, так как при расчетах были приняты заниженные прочностные характеристики однородного массива. Остается также неясным вопрос о влиянии слоистости на выбор наиболее устойчивой формы поперечного сечения выработки и величину минимально допустимой мощности породного целика в кровле выработки.
Необходимо также отметить, что при оценке устойчивости выработки в однородном массиве принимался коэффициент Пуассона замороженных пород, равный приблизительно 0.1, а в слоистом массиве - 0.2. Коэффициент Пуассона для принятой расчетной схемы определяет, в конечном итоге, коэффициент бокового распора (отношение горизонтальной составляющей начальных напряжений в массиве к вертикальной), от величины которого зависит выбор наиболее устойчивой формы поперечного сечения выработки: с увеличением коэффициента Пуассона увеличивается коэффициент бокового распора и, следовательно, величина горизонтальной составляющей начальных напряжений в массиве.
Таким образом, необходимо проведение специальных исследований по указанным направлениям.
1.4. Постановка задач исследований.
Выполненный в предыдущих параграфах анализ позволяет сформулировать основную цель настоящих диссертационных исследований - разработка предложений по дополнению и корректировке существующих нормативных рекомендаций по проектированию устойчивых размеров и формы