噴漿支護掘進工作面降溫方案研究

譚星宇 廖文景 謝賢平

（1.長沙礦山研究院有限責任公司，湖南 長沙 410012；2.湖南銘生安全科技有限責任公司，湖南 長沙 410012；3.金屬礦山安全技術國家重點實驗室，湖南 長沙 410012；4.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093）

隨著礦山開采深度的增加，井下地熱顯著提高，通常礦山深部掘進工作面熱害最為突出。噴漿支護的掘進工作面溫度除受入口風流溫度、風量、圍巖放熱等因素影響外［1-2］，還受到噴漿支護后混凝土水化放熱的影響，本項目考慮以上因素對噴漿支護掘進工作面溫度的影響，利用流體力學軟件Fluent開展噴漿支護掘進工作面降溫方案的研究。

1 噴漿支護掘進工作面溫度主要影響因素

掘進工作面熱源包括圍巖放熱、機電設備運轉放熱、混凝土水化放熱、爆破放熱和人體放熱等，均是造成掘進工作面溫度升高的因素。對于噴漿支護的掘進工作面，圍巖放熱和混凝土水化放熱是溫度升高的主要影響因素。此外，掘進工作面的風量和入口風流溫度是掘進工作面溫度的關鍵影響因素。

（1）圍巖放熱。當圍巖巖體與在井巷中流動的空氣存在溫度差時會產生熱交換，這種熱交換是一種極為復雜的對流換熱過程。在工程上，井巷圍巖放熱量

式中，Qr為井巷圍巖放熱量，W；kτ為圍巖與風流間的對流換熱系數，W/（m2?℃）；U、L為井巷周長和長度，m；tr為巷道平均原始巖溫，℃；tb為巷道平均風溫，℃。由式（1）可知圍巖的放熱量與對流換熱系數、圍巖與空氣的接觸面積、圍巖與空氣的溫差成正比，當tr大于tb時圍巖放熱。……