新疆塔什店矿区冻结温度场研究及影响因素分析

"西部富水软岩井筒冻结温度场扩展规律及影响因素分析" 本文针对新疆塔什店矿区某矿井风井冻结工程，通过结合环形单圈管冻结温度场方程，采用有限元软件构建了二维平面数值模型，深入探讨了冻结温度场的动态发展规律。研究的核心是理解并分析了导热系数、比热容以及初始地温等关键参数对冻结温度场的影响。 首先，导热系数是物质传递热量的能力指标，对于冻结温度场的扩散速度有着直接影响。较高的导热系数意味着热量传递更快，可能导致冻结壁形成的速度更快，但同时也可能使得冻结效果不均匀，需要精确控制以确保冻结质量。 其次，比热容反映了物质温度变化时吸收或释放热量的量，它决定了地层在冻结过程中温度变化的程度。比热容越大，相同温度变化下需要吸收或释放的热量越多，因此在冻结过程中可能会需要更长的时间来达到预期的冻结效果。 再者，初始地温是决定冻结过程初始条件的关键因素。在低温环境下，冻结过程可能会加速；相反，高温环境可能会延缓冻结进程。因此，准确掌握地温数据对于优化冻结方案至关重要。 文章中提到的煤体应力分析部分，虽然并非冻结温度场的直接研究，但揭示了采矿活动对井筒周围地层稳定性的影响。研究显示，当工作面靠近煤体应力测站时，煤体应力值会显著增加，这提示了在设计井筒时必须考虑采矿活动引发的应力变化，以防止井筒结构的破坏。 结语部分总结了三个关键发现：(1)巷道围岩的变形主要受到工作面采动的滞后影响，最剧烈的变形发生在工作面采后15～290米区段，然后逐渐趋于稳定；(2)工作面的超前支承压力影响范围为前方18米，侧向影响范围为10米；(3)在工作面采过一定距离后，煤体应力变化显著，为了巷道维护，建议煤柱宽度至少为16米，现场实际留设的20米煤柱被认为安全。 参考文献涵盖了多个领域的研究，包括深井综放巷道小煤柱宽度研究、支承压力分布影响因素分析、动压条件下的煤柱宽度确定，以及基本顶断裂对窄煤柱稳定性的影响等，这些研究为理解和改善矿井冻结工程提供了理论支持和技术指导。 这项研究为类似富水软岩井筒的冻结工程提供了重要的数值分析方法和实践经验，有助于优化工程设计，保障矿井安全和效率。