[发明专利]一种深井冰冻充填体降温设计方法

摘要

本发明公开了一种深井冰冻充填体降温设计方法，从矿井降温设计角度，对达到降温控制值时不同粒径级配、充填材料条件下的冰冻充填体制冷能力、时间、降温效率进行测试；从充实率设计角度，对达到工程控制值时不同粒径级配、充填材料冻融条件下的压实力学特性进行测试；确定达到降温且实现工程控制的最佳材料配比、粒径级配及温度；通过安装顶板动态监测设备、温感设备，实时调整冰冻充填体的温度、材料配比及粒径级配，保证充填及降温效果；此方法解决了深部固体充填开采技术在工程现场降温的难题。

主权项

1.一种深井冰冻充填体降温设计方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）矿井降温设计a.测试回采工作面温度的分布特征及变化规律；b. 结合现场实践，得到一个充填步距的体积下冰冻充填体对原岩温度的影响，以及对工作面的降温效果；c. 根据采空区充填入矸石的体积，计算达到降温控制值时冰冻充填体的初始温度；d. 通过实验室试验，对不同粒径级配、不同充填材料条件下的冰冻充填体制冷能力、制冷时间、降温效率经行测试，得到深井冰冻充填体降温的材料配比及粒径级配；（2）充实率设计a. 根据充填开采目的及控制对象得到固体充填采煤充实率的数据设计值；b. 测试冰冻充填体吸热升温，发生水泥水化反应后，冻融条件下的压实力学特性；c. 综合分析冰冻充填体对充实率的影响，得出充实率的工程控制值；e. 通过实验室试验，对不同粒径级配、不同充填材料冻融条件下的压实力学特性，得到实现工程控制的材料配比及粒径级配；（3）动态反馈设计a. 根据步骤（1）、（2）的材料配比及粒径级配比较，确定达到降温且实现工程控制的最佳材料配比及粒径级配；b. 在采空区安装顶板动态监测设备实测得到现场工作面不同推进位置的充实率；对比工程控制值，实时调整冰冻充填体的温度、材料配比及粒径级配以确保充填实测值满足工程设计的需要，保证充填效果；c. 在工作面安装温感设备监测温度；对比降温控制值，实时调整冰冻充填体的温度、材料配比及粒径级配以确保工作面温度满足降温控制的需要，保证降温效果。