在盐穴中建设压气蓄能电站是解决风/光能源的发电并网难题以及电网调峰的重要手段之一。依据美国和德国的生产实践,目前的盐穴压气蓄能储库均为梨形单腔,且均建设于大厚度的盐丘之中。由于我国盐岩资源特殊的地质和沉积环境,盐岩地层多为层状,单层厚度较小。为了充分利用我国层状盐岩资源,近年来,提出了建设水平腔体储库的方案。然而,水平腔体储库在拥有更大的储库空间的同时,亦带来了更大跨度的顶板。大跨度的顶板,极易发生不平衡变形、破坏甚至开裂,成为气体泄漏的通道。为此,本文通过一系列的理论分析和数值模拟,研究了压气蓄能条件下水平腔体顶板的稳定性及其影响因素。主要研究内容包括:首先,在层状盐岩的上覆地层中,确定泥质硬石膏层为水平腔体稳定与否的关键顶板;其次,综合利用板的稳定性理论和实际工程经验,基于线性规划方法确定了压气蓄能内压范围及埋深的可行域;最后,利用数值模拟的方法,详尽分析了影响水平腔压气蓄能储库顶板稳定性的各个因素,包括长边长度、保留层厚度和储库运营中循环压力上、下限及采、注气体速率等。所取得的一些有益结论如下:(1)循环内压上限是水平腔体顶板稳定性以及水平腔可行性的主要决定因素。较高的循环内压上限,有利于顶板的稳定,但是过高的内压上限会使顶板中产生拉伸破坏区。综合考虑,循环内压的上限宜小于原位地应力的75%。(2)与典型的梨形单腔相比,水平腔体对内压上限的改变更加敏感,应设置循环内压上限的最低标准。在本文中的条件下,腔体的循环上限压力的最低标准不宜小于原位地应力的60%。(3)腔体尺寸主要影响水平腔腔周以及泥质硬石膏顶板的位移、塑性区扩展和扩容损伤因子SFvs,对腔体体积收缩率和顶板中应力的分布形式影响不大。水平腔体长轴长度为其宽度2倍左右时,腔体体积收缩率有极小值。(4)由于注采气速率的设置需要考虑电网的峰谷分布,因此有限范围内气体注采速率的变化对腔体顶板稳定性的影响较小。(5)保留盐层厚度对泥质石膏顶板位移、应力与塑性区的影响呈现出两面性。增大保留盐层的厚度,可以降低泥质硬石膏顶板的位移量、塑性区体积,却会增加最终体积收缩率和顶板中竖直方向应力达到稳定的时间和其变化过程中的极值。同时,保留盐层太厚也不利于层状盐岩资源的充分利用。因此,需要合理确定保留盐层厚度大小。该论文有图59幅,表7个,参考文献113篇。