高地温掘进巷水玻璃膨胀蛭石隔热围岩传热与降温特性

薛韩玲，郭佩奇，彭俊杰，郭 栋，陈 柳，张 进，张小艳

(西安科技大学 能源学院，陕西 西安 710054)

0 引 言

随着矿井开采深度的增加，由主要热源-地热引起的矿井热害愈发严重[1]。目前治理矿井热害，国内外主要采用围岩隔热、通风降温、矿井制冷及个体冷却等方法[2-7]，其中围岩隔热法具有工期短、施工方便，使用范围广等优点，可从源头上控制地热向巷道风流的传热。

隔热材料的类别对矿井巷道围岩隔热效果至关重要，早期前苏联使用炉渣混凝土喷层进行隔热研究，南非等国家研究使用聚氨基甲酸酯、膨胀珍珠岩保温砂浆、聚乙烯泡沫等材料[8-10]。目前有以石英废料[11]、预成型泡沫与粉煤灰[12-13]为原料，合成泡沫型隔热材料，最具有典型性的 MERMER等人研发合成的二氧化硅疏水气凝胶具有极低导热性[14]。中国李珠等试验了玻化微珠类保温砂浆隔热巷道热释放量减少了64%[15-16]，郭文兵等研制了主要成分为水泥、珍珠岩、粉煤灰等深井煤矿巷道隔热材料[17]。

研究不同类别隔热材料对巷道围岩传热的影响，数值模拟法已成为主要手段。王飞帆通过FLUENT对喷射粉煤灰陶粒玻化微珠混凝土巷道围岩温度场进行数值模拟，表明改性混凝土可有效减少围岩向巷道的传热[18]。宋怀涛采用 C++和Qt图形框架平台开发相应的非圆形和圆形巷道围岩散热计算模型，得到了非稳态周期性风温对矿井围岩温度场的影响[19]。张源设计了高地温巷道热湿环境相似模拟试验系统，并对高地温巷道围岩温度场数值模拟，得到了具有阻热圈结构巷道围岩温度分布特征及阻热圈隔热机理。……