深井高温巷道围岩阻热混凝土性能试验研究

发布时间：2017-04-10 15:25

  本文关键词：深井高温巷道围岩阻热混凝土性能试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：深井开采是我国地下采煤的趋势,矿井深部的高温环境给矿井生产带来了十分不利的影响。改善深部矿井高温环境,是当前煤矿生产和建设急需解决的重大技术难题。论文针对淮南矿区深井建设与煤矿安全生产中出现的高温热害问题,通过对矿井地热灾害影响因素研究以及防治技术分析,提出了采用深井巷道阻热材料阻断热源降低井下温度的方法。通过普通混凝土的原材料被新型的保温阻热材料代替然后通过理论计算进行配比,然后测得新型材料的导热系数,试验采用陶粒代替一定量的石子,玻化微珠代替一定量的砂子用来达到保温阻热的效果,通过实验对比得出的效果既有一般混凝土的物理力学性能,同时也具有保温性能,是节能、绿色、环保的高效益生态材料。论文中采用正交实验法,以陶粒粒径、陶粒用量、玻化微珠的种类、破化微珠用量、粉煤灰用量、砂用量等作为研究因子,利用极差分析法,对各种混凝土物理力学性能和热力学性能的影响程度进行研究,通过功效系数法分析筛选,选出隔热混凝土的最佳基础配合比。根据施工实际工艺要求和经济性分析,得到深井巷道围岩保温阻热混凝土的最佳配比。论文提出的新型保温隔热材料是一种主动的制热技术,弥补了传统增风降温和人工降温技术的缺陷,为深井巷道的开采提供了安全可靠的依据,具有较为显著的经济效益和社会效益。
【关键词】：高地温 阻热材料 导热系数 室内实验 最佳配比
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD727.2;TU528
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-25
• 1.1 课题的提出与背景意义13-15
• 1.2 深井热害国内外研究动态15-19
• 1.2.1 深井热害非机械制冷的防治方法16-17
• 1.2.2 深井热害机械制冷的防治方法17-19
• 1.3 矿井温度过高的主要来源19-23
• 1.3.1 巷道围岩高温及运输中煤矸石、煤炭发热19-20
• 1.3.2 流体在压缩(膨胀)过程中放热20-21
• 1.3.3 地表大气温度形成的热场21-22
• 1.3.4 巷道中热水散热形成的热场22-23
• 1.4 本文的主要研究内容和方法23-25
• 2 深井巷道围岩传热模式及阻热材料机理25-39
• 2.1 深井巷道围岩的传热机理25-26
• 2.1.1 岩石的热的传导机理26
• 2.2 深井巷道热害的概念及危害因素26-30
• 2.3 岩石的抑制热传递的思路30-31
• 2.4 巷道保温阻热材料的阻热机理31-35
• 2.4.1 矿井巷道新型保温阻热混凝土的阻热机理31-35
• 2.4.2 影响保温阻热材料热工性能的主要因素35
• 2.5 新型巷道材料强度理论35-37
• 2.5.1 普通混凝土的强度理论35-36
• 2.5.2 深井巷道围岩保温阻热混凝土强度的基本理论36-37
• 2.5.3 影响深井巷道保温阻热混凝土强度的因素37
• 2.6 本章小结37-39
• 3 深井巷道围岩保温阻热材料的性能研究39-53
• 3.1 深井巷道围岩保温阻热材料的选择39-44
• 3.1.1 保温阻热材料39-43
• 3.1.2 水泥、砂子、石子、外加剂的选取43-44
• 3.2 监测保温阻热材料性能的仪器44-48
• 3.2.1 测量表观密度的仪器44
• 3.2.2 测导热系数仪器44-46
• 3.2.3 抗压抗拉强度试验仪器46-48
• 3.3 深井巷道围岩保温阻热材料的试验配比48-51
• 3.3.1 混凝土配合比设计的原则48
• 3.3.2 试验配合比的设计步骤48-51
• 3.3.3 正交试验的方法51
• 3.4 本章小结51-53
• 4 新型矿井巷道围岩保温阻热混凝土性能研究53-71
• 4.1 设计实验配合比53-54
• 4.2 实验过程中的数据分析统计54-67
• 4.2.1 试块的质量和含水率的分析统计54-55
• 4.2.2 导热系数在试验过程中的测设统计分析55-57
• 4.2.3 保温阻热系数和温度变化的存在关系57-59
• 4.2.4 实验过程中抗压强度的分析与统计59-61
• 4.2.5 实验过程中抗拉强度的统计分析61-62
• 4.2.6 新型矿井巷道实验材料的综合分析62-67
• 4.3 本实验的最佳配合比及性能分析67-69
• 4.3.1 功效函数法67-69
• 4.3.2 基准混凝土最佳配合比的确定69
• 4.4 本章小结69-71
• 5 结论与展望71-73
• 5.1 结论71
• 5.2 展望71-73
• 参考文献73-75
• 致谢75-77
• 作者简介及读研期间主要科研成果77

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