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：

隨著我國金屬礦山開采逐步向1000～1500米深度發(fā)展，深井高溫熱害問題越來越凸顯出來。按照《礦山安全規(guī)程》規(guī)定，井下作業(yè)地點的空氣溫度不得超過28℃，但是絕大部分深部開采礦井巷道作業(yè)點溫度已超過30℃，甚至接近40℃，這對礦山安全開采與作業(yè)人員的健康造成巨大威脅。通過對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、井下設備放熱、氧化放熱和人員放熱，其中，圍巖溫度在采深達到1000米以上時已超過40℃，圍巖放熱占有比重高達50％以上，是深井礦山熱害的頭號熱源。目前，應對深井高溫的方式主要有：1、非機械制冷方式，包括加強機械通風，個體防護等；2、機械制冷方式，包括井下集中制冷系統(tǒng)，局部制冷機等。以上技術均存在不足：1、通過加強機械通風，只能在風流能夠送達的地點起到降溫作用。獨頭掘進巷道等作業(yè)點雖然能夠通過局部通風機供風，但局部強風容易造成作業(yè)環(huán)境粉塵污染嚴重。另外，深部開采供風線路較長，冷風流易受到圍巖散熱等因素的影響，在到達用風地點時已經(jīng)變成熱風，無法起到降溫作用。2、目前的個體防護技術尚不能滿足在經(jīng)濟節(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，難以達到理想效果。3、機械制冷方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)井下環(huán)境制冷目的，但是設備資本和能耗高昂，讓礦山企業(yè)望而卻步。同時，礦山井下的復雜惡劣環(huán)境容易造成設備損壞。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問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。

為了解決上述技術問題，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％微小獨立、均勻分布的密閉氣孔結構，質(zhì)輕高強同時支護成本降低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施工形成外支護層。

采用上述技術方案的深井硬巖高溫巷道壁面隔熱層降溫方法，重點治理造成深井熱害最主要的圍巖放熱，提出改變原混凝土噴漿支護模式。在圍巖巷道開挖后，先進行泡沫混凝土噴漿，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構，有效延緩圍巖放熱，達到巷道內(nèi)降溫冷卻的作用；然后再進行普通混凝土噴漿，形成混凝土層為外支護層，保障巷道穩(wěn)定性。同時，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：具有密閉氣孔結構的泡沫混凝土層熱傳導系數(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同步，流程簡單，保證施工效率；泡沫混凝土輕質(zhì)高強，與混凝土聯(lián)合支護強度達到20Mpa以上；多孔結構能夠節(jié)約成本10％以上。

綜上所述，本發(fā)明是一種來源廣泛、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。

附圖說明

圖1為深井硬巖高溫巷道壁面隔熱層結構示意圖。

圖2為本發(fā)明巷道壁熱量隔絕示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見圖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，實施步驟包括：

在圍巖巷道開挖后，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構的隔熱夾層，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作為外支護層，混凝土層1在起到巷道4圍巖支護作用的同時，也能夠在一定程度上吸收巷道內(nèi)熱量5，緩解熱害問題。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％微小獨立、均勻分布的密閉氣孔結構，質(zhì)輕高強同時支護成本降低10％以上。

泡沫混凝土層2和混凝土層1的組合抗壓強度不低于20MPa。

參見圖1，施工方面在原有混凝土噴射機的基礎上增加泡沫混合裝置，在第一次噴漿時將泡沫儲存箱與混合器聯(lián)通，進行泡沫混凝土噴漿；完成之后，關閉連接閥門，進行普通混凝土噴漿，施工工藝簡單方便。

參見圖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，混凝土支護層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，將巷道支護與降溫結合起來，在正常的巷道支護流程中增加降溫功能，使得巷道壁面在滿足支護強度的同時有效地隔絕圍巖3的熱源散熱，具有來源廣泛、操作方便、成本較低、隔熱效果明顯的特點。

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、可行的方法；對于研究深部采礦，改善深井作業(yè)環(huán)境具有十分重要的意義。

以上所述僅為說明本發(fā)明的實施方式，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，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、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。