One efficient source of peak-load power in a power system is a hydraulic pumped-storage power plant. An especially promising innovation for regions with flat terrain are underground plants of this type. They are usually designed with the power house and lower reservoir arranged in a wide-span horizontal working at a substantial depth below the surface. The cross section of the lower reservoir may have a span up to 40 m and a height of 60 to 70 m if the reservoir is located in strong crystalline rock. The feasibility of de- Signing such workings with no loadcarrying supports can be analysed on the basis of an assessment of the stability of the rock surrounding the rock exposure. This paper proposes a procedure for assessing the stability of the rock surrounding unsupported workings of large cross section, located at a considerable depth and subject to various geological engineering conditions. The procedure is based on the determination of the so-called conditional zones of nonelastic deformation. These are defined as regions surrounding the working in which the stresses, determined by solving a plane problem of elasticity theory for an Opening that models the cross-section of the working in a ponderable medium
Eine der effektivsten Quellen der Spitzenleistung der Energiesysteme sind die Pumpspeicherwerke. Fuer die Gebiete mit Flachgelanden sind die Kavernenspeicherwerke, die durch bedeutende Vertiefung der Grubenbaue des Maschinenraums und des Unterbeckens mit grosser Spannweite gekennzeichnet sind, sehr perspektiv. Der Querschnitt der Grubenbaue des Unterbeckens im festen kris allinen Gestein kann eine Spannweite bis 40 m und eine Höhe von 60 - 70 m haben. Die Möglichkeit, solche Grubenbaue ohne Tragausbau zu lassen, kann auf der Grundlage der Einschatzung der Gesteinsfestigkeit um den Aufschluss analysiert werden. Im Vortrag wird die Methodik der Einschatzung der Gesteinsfestigkeit um die nicht ausgebauten, grossquerschnittigen Grubenbaue dargelegt, di in bedeutender Tiefe unter der verschiedenen ingenieur-geologischen Bedingter Zonen nicht elastischer Verformungen. Darunter versteht man die Bereiche urn den Grubenbau, in denen die Spannungen, die aus der Lösung der flachen Aufgabe der Elastizitatstheorie fuer die den Querschnitt des Grubenbaus in der Wagbaren Umgebung modellierte Offnung gefunden wurden, die Bedingung der Coulomb-Mohr-Festigkeit nicht befriedigen. Die Methodik wird an Beispielen der Bestimmung angegebener Zonen fuer verschiedene Querschnitte der Grubenbaue des Unterbackens eines Hochdruckpumpspeicherkraftwerkes, das in festen Granitgneisen liegt, illustriert.
Une des Sources efficaces de la puissance de pointe des systemes energetiques sont les centrales de pompage. Pour les regions à relief de plaine, d''une bonne perspective sont les centrales hydroelectriques de pompage en caverne qui se caracterisent par une implantation de profondeur considerable de cavernes de grandes travees, destinees à la salle des machines et au bassin inferieur. La section transversale des cavernes du bassin inferieur peut avoir une travee de 40 m et une hauteur de 60 à 70 m à condition de leur implantation dans des roches dures cristallines. La possibilite de la realisation de telles cavernes sans soutenement portant peut être analysee compte tenu de l''estimation de la stabilite des roches le long des parois. Dans le rapport est exposee la methode de l''estimation de la stabilite des roches autour des cavernes de grandes sections sans soutenements, implantees à une profondeur considerable dans les differentes conditions geologiques. Cette methode est basee sur la determination des soi-disanteszones conventionnelles des deformations non elastiques par lesquelles on entend les zones autour de la caverne ou les contraintes trouvees par la solution du probleme plan de la theorie de l''elasticite pour une ouverture simulant la section transversale de la caverne.
Technical and economic calculations demonstrated that the effective depth of location of pumped storage power plants with the underground lower reservoir and the powerhouse is about 1200 m (under condition that the existing caverns are not used). Power plants with such location of the lower reservoir are competitive to the pumped storage power plants with the surface location of the lower reservoir utilizing a head of some 100 m (Sheinman, Chesnokov1976). The volume of the underground lower reservoir is a function of the power plant capacity, daily hours of its turbine operation and the developed head and it may reach 5 6 mill. m3.
Design studies show that the cost of construction of the lower reservoir is not less than 30% of the total cost of the pumped storage power plant. Consequently the problems of the optimum layout of the lower reservoir caverns, studies of their stability and selection of efficient methods of work execution are the most important factors of realization of the undereround pumped storage power plant. The present paper deals with the results of stability studies of the lower reservoir and the power-house. caverns of one of the pumped storage power plants under design with a head of 1200 m.
