水平盐穴中压气蓄能储库关键顶板稳定性研究

在盐穴中建设压气蓄能电站是解决风/光能源发电并网以及电网调峰的重要手段之一.近年来,为了充分利用中国层状盐岩资源,提出了建设水平腔体储库的方案.然而,水平腔体在拥有更大储库空间的同时,亦带来了更大跨度的顶板,可能因损伤破坏成为气体泄漏的通道.确定了层状盐岩上覆的泥质硬石膏层为水平腔体稳定与否的关键顶板,分析了其受力状态和可能的失稳类型;基于线性规划的方法确定了压气蓄能内压范围及埋深的可行域;利用数值模拟的方法,研究了水平腔体压气蓄能储库顶板稳定性及其影响因素.结果表明:循环内压上限是关键顶板稳定性的主要决定因素,宜小于原位地应力的75％,但不宜小于60％;水平腔体尺寸的增大,会增加泥质硬石膏顶板的下沉量、塑性区的范围和体积,改变腔体的体积收缩率,需要综合确定最优值;增大保留盐层厚度,可以降低关键顶板的下沉量和塑性区体积,但却会增加体积收缩率,同时也不利于层状盐岩资源的充分利用.