マグマエネルギ-抽出のための地下システムの力学的安定性に関する固体力学的研究

岩浆能量提取地下系统机械稳定性的固体力学研究

• 批准号: 03805010
• 负责人: 林 一夫
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03805010/
• 关键词: 地熱; マグマエネルギ-; 固化マグマ; 部分溶融マグマ; 溶融マグマ; 熱収縮割れ; 破砕帯; クリ-プ

マグマからの直接熱抽出における地下熱抽出システムの坑井周囲に形成される固化域の挙動を解明した。まず、固化域、部分凝固域および溶融マグマ内の温度場の熱抽出に伴う過渡的な応答の解析を行い、温度分布の経時変化を求めるとともに、固化域の成長、さらに熱抽出停止時の固化域の消滅過程を検討した。次に、得られた温度場を用いて、クリ-プを考慮した応力解析を花崗岩質、カンラン岩質および斜長岩質マグマに対して実施し、各岩質に対する固化域の応力分布の特徴およびその経時変化の特徴を明かにした。さらに、この応力解析をもとに、各岩質のマグマエネルギ-直接抽出システムに対する適用性について、開放型システムにおける坑井近傍の破砕帯形成の観点から評価した。得られた知見を要約すると以下の通りである。1.閉鎖型システムにおいては、熱抽出開始後短時間(400ー500時間)で固化域の成長がほとんどなくなる。これに対し開放型システムでは、はるかに長時間(1500時間以上)にわたって成長を続けその半径は坑井半径の30倍以上に達する。2.閉鎖型は、熱抽出停止後約1日で固化域が消失するのに対し、開放型では、消失までに約30日以上を要し、従って緊急停止後復旧までの猶予時間を十分長く見込める。3.坑壁での応力を調べた結果、花崗岩質クリ-プ特性を有する場合には、常に大きな圧縮応力が作用し周方向の割れは極めて生じにくい。これに対し、カンラン岩質クリ-プ特性を有する場合には、約5km以浅で、坑壁で周方向に引張応力が作用する。斜長岩石の場合には、この両者の中間の傾向がみられる。以上から、花崗岩質、カンラン岩質、斜長岩質の三者の内、カンラン岩質が熱抽出に伴って坑井周辺に破砕帯を最も形成しやすい性質を有し、開放型システムに適しており、斜長岩がこれに次ぐことになる。これに対し、花崗岩質の場合は、開放型熱抽出システムには不向きである。

Direct hot spare に マ グ マ か ら の お け る underground hot spare シ ス テ ム の gallery and mine weeks 囲 に form さ れ る curing domain の 挙 dynamic を interpret し た. ま ず, cure domain, part of the domain of solidification お よ び melt マ グ マ の の temperature field within the hot spare に with う transition な 応 answer の parsing を い, temperature distribution の variations change を when 経 め る と と も に, curing domain の growth, さ ら に hot spare stop の curing domain の destroy process を beg し 検 た. Time に, ら れ を た temperature field with い て, ク リ - プ を consider し た 応 force analytic を granite, カ ン ラ ン rock お よ び anorthosite qualitative マ グ マ に し seaborne て be し, various rock に す seaborne る curing domain の 応 force distribution の, 徴 お よ び そ の 経 omens の - when 徴 を Ming か に し た. さ ら に, こ の 応 force analytic を も と に, various rock の マ グ マ エ ネ ル ギ - direct pull シ ス テ ム に す seaborne る applicability に つ い て, open シ ス テ ム に お け る gallery and mine near alongside の broken 砕 帯 form の 観 point か ら review 価 し た. For られた information を offer すると the following である である. 1. The latching シ ス テ ム に お い て は, hot spare after the start of a short time (500 time 400 ー) で curing domain の growth が ほ と ん ど な く な る. こ れ に し seaborne open シ ス テ ム で は, は る か に long time (more than 1500 time) に わ た っ て growth を 続 け そ の radius は に over 30 times the radius of gallery and mine の す る. 2. The latching は で curing, heat out to stop after about 1 domain が disappear す る の に し seaborne, open で は, disappear, ま で に above を し, about 30 従 っ て after emergency stop instauration ま で の Jude to see を very long く 込 め る. 3. The pit wall で の を 応 force adjustable べ た results, granite ク リ - プ features を have す る occasions に は, often に き な 圧 shrinkage が 応 force direction の し weeks cut れ は extremely め て raw じ に く い. こ れ に し, seaborne カ ン ラ ン rock ク リ - プ features を have す る occasions に は, about 5 km to shallow で direction, pit wall で weeks に extension and が 応 force す る. In the case of oblique-elongated rocks, に に and the middle of the に tend to がみられる. Above か ら, granite, カ ン ラ ン rock, quality within の の three anorthosite, カ ン ラ ン rock が hot spare に with っ て gallery and mine weeks 辺 に broken 砕 帯 を most も form し や す い nature を し, open シ ス テ ム に optimum し て お り, anorthosite が こ れ に times ぐ こ と に な る. Youdaoplaceholder6 れに does not apply to れに, granite medium conditions システムに, and open heat extraction システムに である.

项目成果

林 一夫,竹内 清,阿部 博之: "マグマエネルギ-抽出における固化域の挙動に関する研究" 日本地熱学会誌. 13. 285-298 (1991)

Kazuo Hayashi、Kiyoshi Takeuchi、Hiroyuki Abe：“岩浆能量提取中凝固带行为的研究”日本地热学会杂志 13. 285-298 (1991)。

林 一夫,竹内 清,阿部 博之: "マグマエネルギ-抽出における熱抽出システム内の応力場の緑時衰化と破砕帯の形成" 日本地熱学会平成3年度学術講演会講演要旨集. A40 (1991)

Kazuo Hayashi、Kiyoshi Takeuchi、Hiroyuki Abe：“岩浆能量提取中热提取系统中应力场的绿化时间衰减和断裂带的形成”日本地热学会 1991 年学术会议摘要 A40 (1991)。