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我國深部高溫地層井巷建設發展路徑與關鍵技術分析

劉志強 陳湘生 宋朝陽 程守業

劉志強, 陳湘生, 宋朝陽, 程守業. 我國深部高溫地層井巷建設發展路徑與關鍵技術分析[J]. 工程科學學報, 2022, 44(10): 1733-1745. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.04.08.004
引用本文: 劉志強, 陳湘生, 宋朝陽, 程守業. 我國深部高溫地層井巷建設發展路徑與關鍵技術分析[J]. 工程科學學報, 2022, 44(10): 1733-1745. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.04.08.004
LIU Zhi-qiang, CHEN Xiang-sheng, SONG Zhao-yang, CHENG Shou-ye. Development path and key technology analysis of shaft and tunnel construction in deep stratum with high temperature[J]. Chinese Journal of Engineering, 2022, 44(10): 1733-1745. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.04.08.004
Citation: LIU Zhi-qiang, CHEN Xiang-sheng, SONG Zhao-yang, CHENG Shou-ye. Development path and key technology analysis of shaft and tunnel construction in deep stratum with high temperature[J]. Chinese Journal of Engineering, 2022, 44(10): 1733-1745. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.04.08.004

我國深部高溫地層井巷建設發展路徑與關鍵技術分析

doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.04.08.004
基金項目: 國家自然科學基金資助項目(52004125);中國工程院咨詢研究資助項目(2019-XZ-16);天地科技股份有限公司創新創業資金重點資助項目(2021-2-TD-ZD006)
詳細信息
    通訊作者:

    E-mail: szhaoyang123@126.com

  • 中圖分類號: TU45

Development path and key technology analysis of shaft and tunnel construction in deep stratum with high temperature

More Information
  • 摘要: 深部礦產與地熱資源共采戰略為實現“礦?熱”經濟有效開發和實現雙贏提供了有效途徑,深部高溫地層井巷建設技術是“礦?熱共采”戰略安全高效實施的重要支撐和保障。分析了深部“礦?熱共采”戰略對井巷建設技術需求的必要性和迫切性,梳理了礦山井巷建設技術現狀和存在的不足,闡述了礦山井巷智能化建設方面的研究進展與發展路徑;剖析了深部高溫地層井巷建設面臨的難題與挑戰,提出了深部高溫地層井巷工程建造技術發展的三大優先發展任務:1)深部高溫地層井巷建設地質保障系統;2)深部高溫地層井巷建設模式與規劃;3)深部高溫地層井巷建設成套技術與裝備。結合三大優先發展任務,凝練出8項基礎理論與關鍵技術的發展方向:地層原位探識與透明化重構、高溫地層井巷建設工藝適宜性、高溫地層非爆破破巖、深井連續提升、深部不良地層改性與圍巖長期穩定性控制、深井熱害治理、井巷裝備智能感知、井巷掘進裝備智能控制。基于以上內容,初步構建了深部高溫地層井巷建設基礎理論與技術研究體系,以期為深部資源開采清潔化和地熱清潔能源規模化發展提供參考。

     

  • 圖  1  我國豎井建設深度與直徑發展歷程圖[4]

    Figure  1.  Development of shaft depth and diameter in China[4]

    圖  2  我國現有豎井機械破巖鉆井裝備適用范圍

    Figure  2.  The scope of application of mechanical rock boring

    圖  3  鑿井深度與工作面溫度統計[4]

    Figure  3.  Shaft depth and working surface temperature[4]

    圖  4  豎井式斜坡螺旋分級提運技術構想[5]. (a) 豎向螺旋模式; (b) 橫向螺旋模式

    Figure  4.  Spiral graded lifting mode for deep vertical shaft slope[5]: (a) vertical spiral mode; (b) horizontal spiral mode

    圖  5  深部高溫堅硬巖層井巷建設技術發展戰略示意

    Figure  5.  Technical development strategy of shaft and roadway construction in deep high-temperature rock strata

    圖  6  深部高溫地層井巷建設基礎理論與技術研究體系

    Figure  6.  Basic theory and technology of shaft and roadway construction in deep high temperature stratum

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圖(6)
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出版歷程
  • 收稿日期:  2022-04-08
  • 網絡出版日期:  2022-05-17
  • 刊出日期:  2022-10-25

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