深部矿热协同开采过程中的充填系统多物理场响应研究
编号:4223
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更新:2024-04-18 16:59:37
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口头报告
摘要
随着矿产资源开采深度不断增加,地温梯度作用下的深部高温环境将为高品位地热资源开发利用创造重要机遇,因此深部矿床地热协同开采技术,尤其是采场耦合地热系统(SCHE)已成为当前的研究热点。该方案利用矿体开采产生的采空区预先铺设换热管网,进而通过随后回填的尾矿充填体置换高温围岩中赋存的地热能。然而,现有研究大多聚焦于SCHE系统的地热经济效益,而忽视了高温环境对充填系统稳定性的重要影响。因此,本文在Biot孔隙热弹性理论框架下建立时变胶结充填体的多场耦合模型,进而嵌入基于Navior-Stokes方程的非等温管道流模块,最终建立矿热协同充填开采仿真系统,并通过计算分析不同开采方式与地热环境条件下的充填体温度、压力以及出水温度演化过程,阐释系统运行过程中的热效率与结构稳定性演化规律。计算结果显示,换热流体的冷却作用可显著降低高温环境产生的充填体压力,因此采场耦合地热系统不仅可创造显著地热经济效益,同时还将有效促进深部充填开采安全。本文研究成果可为优化深部矿床地热协同开采方案提供一定的理论指导与技术支撑。
关键词
深部采矿;地热开采;尾矿充填技术;闭环地热系统;多场耦合;数值模拟
稿件作者
鲁功达
四川大学水利水电学院
魏曦
四川大学水利水电学院
杨兴国
四川大学水利水电学院
朱朦
中国国际工程咨询有限公司
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