深井煤矿巷道隔热材料研究

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1、第卷第期煤炭科学技术年月深井煤矿巷道隔热材料研究郭文兵，涂兴子，姚荣，李文彩（焦作工学院，河南焦作；平顶山煤业（集团）有限责任公司一矿，河南平顶山）摘要：分析了国内外高温热害矿井的研究现状及热害治理措施，提出了采用巷道隔热材料隔断热源降低井下温度的方法。通过大量实验研制出了适合于煤矿井下的巷道隔热材料，该材料适合于在煤矿井下高温热源地段的进风巷内，对高温矿井热害治理、改善井下作业环境具有积极意义。关键词：矿井热害；降温技术；巷道；隔热材料中图分类号：，文献标识码：文章编号：（），，，（，，；，，）体健康，引

2、发各种疾病（如湿疹等），并且导致工!"概""述人乏力、气喘，精力分散，思维和判断力差，出勤［］随着社会的发展和煤炭资源开发的日益加强，率下降，作业事故率上升。而据有关资料，高矿井的开采深度不断增大。目前世界各主要采煤国温采煤工作面气温每降低，生产效率提高家相继进入深部开采，开采深度的逐步增加，地温。说明在深部开采条件下，有效的井下降温［］也随之升高。据有关资料，加拿大超过技术是保证安全生产的重要前提。的矿井有对，美国有对，德国和前苏联开目前国内外在对高温矿井热害治理、降温技术采深度都达到。我国煤矿年等方面进

3、行了一些研究。如德国在开采深度大、地的平均开采深度为，到年已达，温高的矿井采用机械制冷措施，技术上居世界领先并且目前的开采深度平均每年以的速度增地位。我国通过引进国外或自行开发制冷设备实施加，采深超过的矿井已有数对。人工制冷、采取增风降温等技术措施收到了一定的在深部开采条件下，地温的升高恶化了井下作效果。此外，还采取了个体防护措施和疏导隔热措业环境，使劳动生产率下降，矿井热害问题越来越施，个体防护措施即采取冷水或空气冷却工作服或突出。矿井热害问题将是深部开采条件下影响矿井穿冰袋服等个体防护工具，但其冷却时间

4、短，也加生产效率的主要因素之一。在常温带以下，岩层的重了工人负担，使用不方便；疏导隔热措施为采用温度将以平均的梯度上升，最高梯度为疏导井下热水、掘进工作面采用隔热风筒等。。如俄罗斯的深矿井平均地温上述技术措施的采用在高温矿井热害治理、井为，最高达；印度某金矿下局部降温方面起到了重要作用，但也存在一定的采深时地温达。如我国河南平顶山五矿采深缺陷。如增风降温技术要受到巷道断面和风速等方时原始岩温为，采面气温超过，面的限制；机械制冷技术存在设备成本高、能耗高的达到；八矿采深时井下原始岩温大、管理复杂等缺点。并且这

5、些措施“治标不治已达以上，采掘工作面气温超过以上的本”，因为井下除机电设备散热、煤氧化放热等热有个，最大达到；并且开采深度每增加源以外，地下高温围岩热源不是封闭的系统，而是，温度升高约，矿区平均地温梯度为能不断得以补的近似恒定地热源系统。研究表明，［，］。山东新汶局孙村矿埋在井下高温地段主要进风巷道中，围岩的热辐射导深巷道岩温达，掘进工作面气温达。致进风流温度升高，风流在经过高温地段巷道被逐矿井热害造成的高温作业环境严重影响工人身步加温，最终使得工作面气温升高。巷道围岩与风第卷第期煤炭科学技术年月［］流的换

6、热量可采用下式计算：深部开采条件下高温热害治理技术的重要发展方（）（）向。式中———巷道围岩同风流的换热量，·；巷道隔热材料基本组料实验分析———不稳定换热系数，·（·），其物理意义是：当井巷深部未冷却的巷道隔热材料的基本性能要求岩体与巷道风温相差时，单位时研究表明，为使隔热材料适合于煤矿井下特殊间内从井巷单位面积上散发或吸收的的条件和环境并发挥良好的作用，其性能应满足以热量；下基本要求：———巷道围岩的平均原始岩温，；（）导热系数!小。作为隔热材料最基本的———巷道内风流的平均温度，；指标之一，导热系数是

7、衡量隔热效果的重要参数。，———计算段内巷道的周界和长度，。经实验室及现场研究分析，当导热系数!小于因此，只要能有效减少空气流通线路上的热辐（·）时，才能起到较好的隔热作用。射，巷道内风流的温度就会有明显下降，从而降低（）有一定的强度。为便于隔热材料在煤矿采掘工作面的温度。这种将深井地下的巨大热源封井下的运输和使用，应具备一定的强度。根据现场闭隔离在巷道围岩以内、减少围岩体热量进入巷道分析，巷道隔热材料的抗压强度应大于。系统对矿井降温具有重要意义。（）密度小。在满足强度要求的条件下，密试验根据治理高温矿井热

8、害的这一思路，通过度越小，使用越方便，一般隔热材料的表观密度不大量的实验对深井煤矿巷道隔热材料进行了研究。大于。研制出的隔热材料用于煤矿地下高温热源地段的巷除上述基本性能要求以外，巷道隔热材料还要道辅助支护或壁后充填，旨在通过研制这种既适合具备成本低廉和一定的防水性能等。于井下使用又具有良好的隔热效果的隔热材料来解巷道隔热材料的组成决深井地热问题。采用隔热材料降低井下温度的技在实验分析的基础上，并根据煤矿井下隔热