摘要
随着煤炭深地开采常态化程度的日益加剧，矿井高温热害问题日渐突出，在影响矿井安全高效生产的同时，严重威胁着井下工人的身心健康。因此，本文以平煤股份十矿为工程背景，调研了己15-17-33190机巷底板巷（-890m水平）温湿度分布及沿程风速变化情况，现场进行了围岩温度的测试工作。进一步分析了巷道围岩及底板的热物性质，并根据课题组提出的复合阻热圈结构，进行了巷道围岩温度场数值模拟研究。最后基于响应面原理，建立了壁面温度期望值范围内考虑经济成本的复合阻热圈最优结构模型。主要研究内容和成果如下： （1）进行了现场温湿度测试，结果显示，巷道平均干球温度为29.2℃，平均湿球温度为25.2℃，平均相对湿度为72.7%，高温主要集中在距基点400m的位置。 （2）开展了试样物理参数测试实验，结果显示，砂质泥岩的密度为2590kg/m3，导热系数为2.1487W/(m·℃)；灰岩的密度为2540kg/m3，导热系数为2.7527W/(m·℃)。 （3）建立了高地温裂隙岩体渗流传热数值模型，数值计算结果显示，承压地热水上涌过程中改变围岩温度场分布，导致巷道四周基本不形成调热圈，还可使得巷道围岩温度场的热平衡时间提前。同时，通风前期，热传导强度逐渐减弱，但热对流强度逐渐增加。后期两者逐渐趋于平衡，平衡后两者的换热强度比值为33.91%∶66.09%。 （4）进行了高地温巷道复合阻热圈围岩温度场数值模拟，结果显示，增加注浆深度、注浆率、喷层厚度，减小材料导热系数可有效地减小围岩向风流的散热，对壁面温度的降低具有有利作用，然而无限制的增加这些参数的数值，并不能显著提升巷道的隔热性能。同时，对各因素进行敏感度分析，结果显示，各因素对壁面温度的影响大小关系为：风速＞初始风温＞喷层厚度＞导热系数＞注浆率＞注浆深度，巷道壁面喷浆要比围岩注浆对壁面温度的影响显著。
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