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《太原理工大学》 2012年
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深井巷道玻化微珠隔热结构体系的研究

祝国强  
【摘要】:煤炭工业是我国国民经济中的基础工业,煤炭资源在我国能源工业的生产和消费结构中占据着绝对的主导地位,对我国经济的发展有着举足轻重的作用,是非常重要的战略资源。但是随着我国经济的迅猛发展,整个社会对矿产资源的需求增长过快,使得能源日益紧张,而煤炭作为我国储量最为丰富的能源和基础能源,对其的需求量也是越来越大,这就使得矿井的开采深度不断增加,从而导致深井热害日趋严重。深井热害严重危害着井下工人的身体健康、劳动安全和生产效率,现有的深井降温以通风、制冷技术为主导,对深井热害的治理发挥了重要的作用,但也存在着明显的缺陷。本课题从深井巷道的最主要热源——围岩放热出发,通过在深井巷道建立玻化微珠隔热结构来减缓围岩热量向巷道内的传递,以达到降低巷道内风流温度,减轻深井热害影响的目的。 本文研究的主要内容分为以下几个方面: (1)深井巷道隔热结构热传递的研究 在矿井传热学理论的基础上,结合巷道支护理论,对深井调热圈的形成以及巷道的传热过程进行研究,建立了巷道隔热结构热传递模型,确定了不稳定传热系数Kτ'的计算方法。 (2)玻化微珠隔热砂浆较优配合比的研究 为满足玻化微珠隔热砂浆在深井巷道中的应用,进行较优配合比试验,采用正交试验法,通过直观分析和方差分析,得出了玻化微珠用量、砂子用量、水泥用量、添加剂组合类型以及添加剂用量六个因素对玻化微珠隔热砂浆导热系数、抗压强度、抗渗压力和喷射回弹率的影响规律,并通过综合分析对比,确定了隔热砂浆较优配合比,并为验证该配合比的正确性,进行了性能复测试验,得到了隔热砂浆的实际物理性能。 (3)巷道玻化微珠隔热结构体系数值模拟分析 通过有限元数值分析软件Midas/GTS对巷道隔热结构进行数值模拟,得出模拟情况下隔热结构体系的位移以及受力情况。 (4)施工工艺设计 结合巷道施工的特殊情况,对深井巷道玻化微珠隔热结构的施工设备、施工技术以及施工流程安全进行设计。 论文通过对深井巷道玻化微珠隔热结构体系进行分析,揭示了隔热结构热传递的特点和规律,给出了玻化微珠隔热砂浆的较优配合比和机械化施工工艺,为今后建立系统的深井巷道隔热结构体系以及工程实际应用打下了理论基础。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD263

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