本發(fā)明涉及一種金屬礦山深部巷道的降溫方法，特別是涉及一種深井硬巖高溫巷道壁面隔熱層降溫方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)金屬礦山開(kāi)采逐步向1000～1500米深度發(fā)展，深井高溫?zé)岷?wèn)題越來(lái)越凸顯出來(lái)。按照《礦山安全規(guī)程》規(guī)定，井下作業(yè)地點(diǎn)的空氣溫度不得超過(guò)28℃，但是絕大部分深部開(kāi)采礦井巷道作業(yè)點(diǎn)溫度已超過(guò)30℃，甚至接近40℃，這對(duì)礦山安全開(kāi)采與作業(yè)人員的健康造成巨大威脅。通過(guò)對(duì)井下熱源的分析研究，井下熱源主要包括圍巖放熱、熱水放熱、井下設(shè)備放熱、氧化放熱和人員放熱，其中，圍巖溫度在采深達(dá)到1000米以上時(shí)已超過(guò)40℃，圍巖放熱占有比重高達(dá)50％以上，是深井礦山熱害的頭號(hào)熱源。目前，應(yīng)對(duì)深井高溫的方式主要有：1、非機(jī)械制冷方式，包括加強(qiáng)機(jī)械通風(fēng)，個(gè)體防護(hù)等；2、機(jī)械制冷方式，包括井下集中制冷系統(tǒng)，局部制冷機(jī)等。以上技術(shù)均存在不足：1、通過(guò)加強(qiáng)機(jī)械通風(fēng)，只能在風(fēng)流能夠送達(dá)的地點(diǎn)起到降溫作用。獨(dú)頭掘進(jìn)巷道等作業(yè)點(diǎn)雖然能夠通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，但局部強(qiáng)風(fēng)容易造成作業(yè)環(huán)境粉塵污染嚴(yán)重。另外，深部開(kāi)采供風(fēng)線路較長(zhǎng)，冷風(fēng)流易受到圍巖散熱等因素的影響，在到達(dá)用風(fēng)地點(diǎn)時(shí)已經(jīng)變成熱風(fēng)，無(wú)法起到降溫作用。2、目前的個(gè)體防護(hù)技術(shù)尚不能滿足在經(jīng)濟(jì)節(jié)約的條件下推廣。另外，該方法容易受到管理能力和工作素質(zhì)的影響，難以達(dá)到理想效果。3、機(jī)械制冷方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)井下環(huán)境制冷目的，但是設(shè)備資本和能耗高昂，讓礦山企業(yè)望而卻步。同時(shí)，礦山井下的復(fù)雜惡劣環(huán)境容易造成設(shè)備損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種操作方便、成本較低、隔熱效果明顯、符合巷道作業(yè)流程的深井硬巖高溫巷道壁面隔熱層降溫方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的深井硬巖高溫巷道壁面隔熱層降溫方法，在圍巖巷道開(kāi)挖后，先在圍巖的表面噴射一層具有熱絕緣性質(zhì)的泡沫混凝土層作為隔熱夾層，待所述的泡沫混凝土層初凝之后再在所述的泡沫混凝土層表面噴射一層混凝土層作為外支護(hù)層。

所述的泡沫混凝土層的組分按照重量份混合：發(fā)泡劑20～30份，穩(wěn)泡劑10～20份，水泥350～400份，粗中混合砂700～1000份，粒徑小于15mm的粗骨料700～1000份，水140～180份，速凝劑40～100份。

所述的混凝土層的組分按照重量份混合：水泥350～400份，粗中混合砂700～1000份，粒徑小于15mm的粗骨料700～1000份，水140～180份，速凝劑40～100份。

所述的泡沫混凝土層的熱傳導(dǎo)系數(shù)低于0.3W/(m·K)，起隔絕熱源作用，而普通的混凝土層熱傳導(dǎo)系數(shù)在2W/(m·K)左右。

所述的泡沫混凝土層形成具有占體積比例20～30％微小獨(dú)立、均勻分布的密閉氣孔結(jié)構(gòu)，質(zhì)輕高強(qiáng)同時(shí)支護(hù)成本降低10％以上。

所述的泡沫混凝土層和所述的混凝土層的組合抗壓強(qiáng)度不低于20MPa。

所述的泡沫混凝土層按照拱頂3～4cm，邊墻5～7cm施工；待所述的泡沫混凝土層初凝后，立即進(jìn)行所述的混凝土層噴漿，所述的混凝土層按照拱頂3～4cm，邊墻5～7cm施工形成外支護(hù)層。

采用上述技術(shù)方案的深井硬巖高溫巷道壁面隔熱層降溫方法，重點(diǎn)治理造成深井熱害最主要的圍巖放熱，提出改變?cè)炷羾姖{支護(hù)模式。在圍巖巷道開(kāi)挖后，先進(jìn)行泡沫混凝土噴漿，形成一層具有熱絕緣性質(zhì)的泡沫混凝土層作為隔熱層，該隔熱層具有的密閉氣孔結(jié)構(gòu)，有效延緩圍巖放熱，達(dá)到巷道內(nèi)降溫冷卻的作用；然后再進(jìn)行普通混凝土噴漿，形成混凝土層為外支護(hù)層，保障巷道穩(wěn)定性。同時(shí)，低溫的混凝土層還能夠吸收巷道內(nèi)熱量，起到改善巷道熱環(huán)境的功能。泡沫混凝土層和混凝土層均能吸收巷道內(nèi)部熱量，起降溫作用。

本發(fā)明的有益效果在于：具有密閉氣孔結(jié)構(gòu)的泡沫混凝土層熱傳導(dǎo)系數(shù)低于0.3W/(m·K)；能能夠有效的將高溫的圍巖散發(fā)出的熱量隔絕在泡沫混凝土層中；低溫的混凝土層作為外支護(hù)層能夠吸收巷道內(nèi)熱量，改善巷道內(nèi)作業(yè)環(huán)境。該深井硬巖高溫巷道壁面隔熱層降溫方法與巷道噴漿支護(hù)同步，流程簡(jiǎn)單，保證施工效率；泡沫混凝土輕質(zhì)高強(qiáng)，與混凝土聯(lián)合支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到20Mpa以上；多孔結(jié)構(gòu)能夠節(jié)約成本10％以上。

綜上所述，本發(fā)明是一種來(lái)源廣泛、操作方便、成本較低、隔熱效果明顯、符合巷道作業(yè)流程的深井硬巖高溫巷道壁面隔熱層降溫方法。

附圖說(shuō)明

圖1為深井硬巖高溫巷道壁面隔熱層結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明巷道壁熱量隔絕示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明提供的深井硬巖高溫巷道壁面隔熱層降溫方法，實(shí)施步驟包括：

在圍巖巷道開(kāi)挖后，先在圍巖3的表面噴射一層具有熱絕緣性質(zhì)的泡沫混凝土層2作為隔熱夾層，泡沫混凝土層2按照拱頂3～4cm，邊墻5～7cm施工，形成一種具有大量密閉氣孔結(jié)構(gòu)的隔熱夾層，能夠有效的隔絕圍巖3的熱源向巷道散發(fā)熱量5。泡沫混凝土層2的組分按照重量份混合：發(fā)泡劑20～30份，穩(wěn)泡劑10～20份，水泥350～400份，粗中混合砂700～1000份，粒徑小于15mm的粗骨料700～1000份，水140～180份，速凝劑40～100份。待泡沫混凝土層2初凝后，立即進(jìn)行混凝土層1的噴漿，按照拱頂3～4cm，邊墻5～7cm施工形式在泡沫混凝土層2表面噴射一層混凝土層1作為外支護(hù)層，混凝土層1在起到巷道4圍巖支護(hù)作用的同時(shí)，也能夠在一定程度上吸收巷道內(nèi)熱量5，緩解熱害問(wèn)題。混凝土層1的組分按照重量份混合：水泥350～400份，粗中混合砂700～1000份，粒徑小于15mm的粗骨料700～1000份，水140～180份，速凝劑40～100份。

泡沫混凝土層2的熱傳導(dǎo)系數(shù)低于0.3W/(m·K)，起隔絕熱源作用。

泡沫混凝土層2形成具有占體積比例20～30％微小獨(dú)立、均勻分布的密閉氣孔結(jié)構(gòu)，質(zhì)輕高強(qiáng)同時(shí)支護(hù)成本降低10％以上。

泡沫混凝土層2和混凝土層1的組合抗壓強(qiáng)度不低于20MPa。

參見(jiàn)圖1，施工方面在原有混凝土噴射機(jī)的基礎(chǔ)上增加泡沫混合裝置，在第一次噴漿時(shí)將泡沫儲(chǔ)存箱與混合器聯(lián)通，進(jìn)行泡沫混凝土噴漿；完成之后，關(guān)閉連接閥門，進(jìn)行普通混凝土噴漿，施工工藝簡(jiǎn)單方便。

參見(jiàn)圖2，借助泡沫混凝土層2優(yōu)良的隔熱性能能夠有效的將圍巖3熱量5隔絕在巷道外。同時(shí)，混凝土支護(hù)層1能夠吸收部分巷道4熱量5，降低巷道內(nèi)溫度，改善巷道內(nèi)作業(yè)環(huán)境。

本發(fā)明所提供的深井硬巖高溫巷道壁面隔熱層降溫方法，將巷道支護(hù)與降溫結(jié)合起來(lái)，在正常的巷道支護(hù)流程中增加降溫功能，使得巷道壁面在滿足支護(hù)強(qiáng)度的同時(shí)有效地隔絕圍巖3的熱源散熱，具有來(lái)源廣泛、操作方便、成本較低、隔熱效果明顯的特點(diǎn)。

本發(fā)明為礦井巷道降溫，尤其是井深1000m以上的深井礦山巷道降溫提供了一種經(jīng)濟(jì)、可行的方法；對(duì)于研究深部采礦，改善深井作業(yè)環(huán)境具有十分重要的意義。

以上所述僅為說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。