鹽類礦床水壓致裂水溶開采的多場耦合理論及應(yīng)用研究.pdf

1、太原理工大學(xué)博士學(xué)位論文鹽類礦床水壓致裂水溶開采的多場耦合理論及應(yīng)用研究姓名：梁衛(wèi)國申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：采礦工程指導(dǎo)教師：趙陽升20040401摘要中，巖鹽水力裂縫呈扇形張開，與不考慮溶解時的裂縫寬度明顯不同，其裂縫寬度與距離、時間的關(guān)系為：w=(00034t00006t)e“”?！?，數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場壓裂試驗(yàn)結(jié)果相吻合。(3)鹽礦水溶開采的固一流～熱一傳質(zhì)耦合理論研究。鹽礦水溶開采過程，是一‘個化學(xué)流體運(yùn)移、礦物溶解、傳熱傳質(zhì)、固

2、體變形等多場相互作用的固一流～熱一傳質(zhì)耦合作用過程，礦物的溶解與溶腔內(nèi)流場、溶液濃度場、以及溫度場密切相關(guān)；本文以巖體力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)等理論為基礎(chǔ)，建立了鹽礦水溶開采的固一流～熱一傳質(zhì)多場耦合理論，并進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值模擬；數(shù)值模擬結(jié)果，清楚地說明了多場之間的相互作用關(guān)系。(4)鹽礦水溶開采模擬實(shí)驗(yàn)研究。在室內(nèi)進(jìn)行了鹽礦水溶開采的模擬實(shí)驗(yàn)，研究巖鹽水溶開采過程中各物理量的變化及相互作用規(guī)律。室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在水溶開采過程中

3、，巖鹽溶解速度與溶蝕面積成指數(shù)關(guān)系，而溶解速度，則在一定范圍內(nèi)隨流速的增大而增大；水力壓裂可以使得裂縫沿軟弱夾層大面積擴(kuò)展，并實(shí)現(xiàn)群井問連通，礦床的溶解特征與數(shù)值模擬結(jié)果相一致。(5)芒硝礦群井致裂控制水溶開采技術(shù)與應(yīng)用研究。群井致裂控制水溶開采技術(shù)，是利用鹽類礦床水壓致裂裂縫大面積擴(kuò)展及流體流向群井間可調(diào)控的特性，對鹽礦床實(shí)旌高效、低成本的控制溶解開采。本文在上述理論分析及實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出了群井致裂控制水溶開采技術(shù)，并進(jìn)行了現(xiàn)場