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现代矿业 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (04): 118-124.

• 岩土工程 • 上一篇    下一篇

裂隙网络参数对渗流传热特性的影响研究

梁 万1 李 硕2 田 霄2   

  1. 1. 武钢资源集团程潮矿业有限公司;2. 武汉科技大学资源与环境工程学院
  • 出版日期:2025-04-18 发布日期:2025-06-26

  • Online:2025-04-18 Published:2025-06-26

摘要: 岩体裂隙中的水与岩石基质间的渗流传热过程,是深部地下矿山开采的关键问题之 一,阐明水与岩石基质间的渗流传热机理,对提高地下深部矿山开采过程的安全性、实现深部地热能 开发和企业降本增效具有重大意义。为探究裂隙网络几何结构对渗流传热特性的影响规律,采用蒙 特卡罗法生成二维随机离散裂隙网络模型,通过求解渗流平衡与能量守恒方程,进行有限元数值模 拟研究,揭示裂隙密度、开度、迹长与倾角的变化对储热性能和温度场带来的影响。研究结果表明, 裂隙网络参数对岩石渗流特性具有显著影响,随着裂隙密度、开度和迹长的增大,岩石基质中的温度 升高区域也随之增大;裂隙倾角的变化将使温度沿夹角较大的方向传递,裂隙密度与横向夹角增大 会导致出口温度降低,而裂隙开度扩大则使出口温度上升;增大裂隙开度与纵向夹角能显著提升岩 体温度,但调整裂隙密度与迹长对岩体温度的影响有限。此外,增加裂隙密度能增强储能效率,而裂 隙开度与纵向夹角的增加则会削弱这一效率,结果可为相关研究和试验提供一定的参考。

关键词: 地下开采, 裂隙网络, 渗流传热, 数值模拟, 温度场