新型隔热混凝土喷层支护技术研究与应用.pdf

第 3 4卷 第 1 期 2 0 1 7年 1月 长 江科学 院 院 报 J o u r n a l o f Ya n g t z e R i v e r S c i e n t i fi c Re s e a r c h I n s t i t u t e V0 1 34 No 1 J a n 2 0 1 7 doi ： 1 0 1 1 988 c ky y b 2 01 50 8 99 新型隔热混凝土喷层支护技术研究与应用 姚韦靖 。 庞建勇 ( 安徽理工大学 土木建筑学院， 安徽 淮南2 3 2 0 0 1 ) 摘要 ： 针对 当前矿井热害 问题 ， 对深井热源进行了 阐述 ， 从 喷射支 护材料角 度 出发 ， 选取 陶粒 、 玻化微 珠 、 粉 煤灰 作为隔热材料 ， 通过正交试验 的方法 ， 研制 出一种新型 隔热混凝 土 ； 由功效 系数法得 出最佳掺 量配 比 ， 在保 证混凝 土力学性能的前提下， 提高了保温隔热性能， 其导热系数仅为普通混凝土的 1 8 。结合淮南矿区巷道锚喷支护工 程， 进行了回弹损失、 围岩压力、 混凝土应力和围岩收敛的现场试验。现场监测结果表明， 该种隔热混凝土材料不 仅隔热效果明显， 而且工作性能完全符合井下喷射混凝土的施工需要 ， 有利于井下作业人员的安全和身心健康 ， 具 有 良好的推广和使用价值。 关键 词 ： 喷射混凝土 ； 保温 隔热 ； 正交试验 ； 锚 喷支 护技术 ； 工程应用 中图分类号 ： T U 4 5 文献标志码 ： A 文章编 号 ： 1 0 0 1 - 5 4 8 5 ( 2 0 1 7 ) 0 1 0 1 2 4 0 5 1 研究背景 目前 ， 喷射混凝土广泛应用于煤矿巷道锚喷支护 工程中， 但随着开采深度 日益增加， 地温呈线性增长 趋势 ， 严重的高温热害， 不仅影响矿山的开采效率 ， 也 严重威胁作业人员的生命安全。有关统计表明： 工作 面风温超过标准 1 ， 工作效率降低 7 1 0 ， 同时， 风温在 3 0 3 7 c c以上的工作面 ， 较 3 0以下的工作 面的事故率增加1 5 2 3 倍 。 而 目前 ， 常用的井下降温方法为机械制冷方式 ， 主要是人工引入冷介质 ， 如地面 、 地下降温系统、 空 气冷却器 、 人工制冷降温技术等 。本 文从 支护 材料角度出发 ， 通过正交试验 ， 研制 出一种新型隔热 混凝土材料 ， 其既具有保温隔热效果 ， 又具有 良好的 力学性能 ； 将其应用于煤矿巷道锚喷支护当中， 目的 在于限制围岩热量 向巷道内传播 ， 再辅 以通风降温 等机械制冷方式 ， 将热量排 出， 是一种治本 的主动降 温措施 。该保温隔热材料已经 申请国家发明专利。 2 材料特性与作用机理 2 1 深 井热 源分 析 矿井高温热害的产生是由于各种热源 向井巷散 热的缘故 ， 包括井巷围岩散热、 空气 自压缩热 、 机 电 设备散热 、 运输中的矿物和岩石放热 ， 以及人员散热 等 。其 中， 围岩传热 占据主要影响 ， 围岩通过传 导的方式从岩体本身传到整个深部巷道中去， 也可 作用于地下水 ， 通过对流传递热量。这样 ， 井下空气 利用上述 2种方式获取热量 ， 热量源源不断地从巷 道 围岩深处 向表 面传递 ， 致使温度升高。围岩传热 为最直接和主要的井下热源 ， 占总热源 比重的 4 8 左右 。为此 ， 有必要从 喷层材料人手 ， 研制一种 隔热混凝土材料 ， 应用于井下喷层支护 ， 用以阻止嗣 岩热量向巷道内传播。 2 2 隔热材料的选取 ( 1 )页岩陶粒： 页岩陶粒细观结构如图 1 ( a ) 所 示 ， 是由泥质岩石 、 黏土 、 粉煤灰 、 煤矸石为主要原材 料 ， 经过加工煅烧而制成的具有一定颗粒级配的陶质 物 ， 其内部有封闭的微孔结构 ， 外部是一层致密的釉 壳包裹 ， 呈球状。具有孑 L 隙率高、 筒压强度高 、 保温隔 热 、 耐火性好 、 抗震及耐久性好的特性 。 ( 2 )玻化微珠 ： 玻化微珠如 图 1 ( b ) 所示 ， 是 一 种非金属轻质保温绝热颗粒材料 ， 呈颗粒粉末状 ， 以 火山岩矿石中的松脂岩为原材料 ， 经开采后 ， 破碎 、 筛分 、 高温瞬时燃烧膨胀玻化而成 。具有理化性 能稳定、 轻质、 导热 系数低、 隔热防火 、 耐高低温、 抗 老化 、 吸水率小等优 良特性。 收稿 日期 ： 2 0 1 5 - 1 0 - 2 6 ： 修 回日期 ： 2 0 1 5 -1 1 1 2 基金项目： 国家安全生产监督管理总局 安全生产重大事故 防治关键技术 科技项 目( a n h u i 一 0 0 0 3 2 0 1 6 A Q) ； 安徽 省高校 自然科学重 大项 目 ( K J 2 0 1 5 Z D 2 0 ) 作者简介 ： 姚韦靖 ( 1 9 9 0 一 ) ， 男 ， 安徽 芜湖人 ， 博士研究生 ， 研究方 向为岩土工程 ， ( 电话) 1 8 2 5 5 4 1 5 0 6 8 ( 电子信箱 ) y a o w e ij i n g 0 7 1 3 1 6 3 C O Il l 。 通讯作者 ： 庞建勇 ( 1 9 6 4 一 )， 男 ， 河北保定人 ， 教授 ， 博士生导师 ， 博士 ， 从事矿 山岩体力学 与支 护方面的教学与研究工作 ， ( 电话 ) 1 3 8 5 5 4 8 8 5 2 8 ( 电子信箱 ) p m g j y o n g 1 6 3 c o rn。 第 1 期 姚韦靖 等 新型隔热混凝土喷层支护技术研究与应用 ( a ) 贝 嚣 陶 椒 ( b )玻 化 微 珠 图 1 页岩陶粒和玻化微珠细观 图 F i g 1 S h a l e c e r a mi s i t e a n d g l a z e d h o l l o w b e a d 2 3隔热材 料作 用机 理概 述 利用 陶粒 、 玻化微珠较石子、 砂子导热系数和重 度低 的优点( 性能对 比见表 1 ) ， 将其掺入混凝土中 代替石砂 ， 有助于混凝土材料内部形成多孔结构 ， 使 热量不仅在骨料中传播 ， 还在空隙中传播 ， 空隙中的 空气本身即为良好的隔热材料 ( 导热系数仅为0 0 2 3 W ( mK) ) ， 这 样 ， 既增 加 丫热 量传 递 时的损 失 量 ， 还延长 了热量传递 的路径 ， 间接延缓 了传递 速 度 ， 使得混凝土材料的导热系数降低 ， 增强了其保温 隔热性能 。但是 ， F 于石砂骨料掺量 的减 少， 混 凝土的强度必将 下降。本文通过试验 的方法 ， 得到 一 种合理掺量配比， 研制一种既具有 良好 的保温隔 热效果 ， 又能满足喷射混凝土强度需要 的新型隔热 混 凝土 材料 。 表 1 材料导热 系数和密度 Ta bl e 1 The r ma l c o nduc t i v i t y c oe ffi c i e nt an d de ns i t y o f t h e ma t e r i al 3 隔热混凝土 的配制及试件制作 3 1 材料的选择 ( 1 )水泥 ： 采 淮南某厂生产的 P 0 4 2 5 级普 通硅酸盐水泥 ； 石子 ： 采用淮南本地产 的瓜子片 ， 由 于应 j 于喷射混凝土 ， 故控制粒径为 5 1 0 mm； 砂 子 ： 采 用淮南本地 的河砂 ， 其细度模数 为2 8 ， 含泥 量 3 M P a ， 粒径为 5 1 5 1 1 1 11 1 ， 在材料中作为粗骨料代替瓜子片。 ( 4 )玻化微珠 ： 采用河南信阳某 厂生产的玻化 微珠 ， 密度为 8 0 k g m ， 吸水率为 1 0 ， 在材料 中以 占混凝土的体积 比掺入 ， 以代替砂子。 ( 5 )聚丙烯纤维 ： 研究表 明， 加入 聚丙烯纤维 ， 能够有效提高混凝土的抗拉 、 抗裂性能 ， 使其延性和 韧性都得到大幅度提高 1 2 - 1 3 ， 采用 山东泰安某 厂生 产的单丝束状聚丙烯纤维 ， 长度为 1 2 m i l l 。 ( 6 )外加剂 ： 减水剂 ， 采用苏州某厂生产的聚羧 酸减水剂 ； 早强剂 ， 采用淮南产的氯盐类早强剂。 3 2配合比设计 以矿井喷射混凝土为基础 ， 根据试验多次试配 和现场工程实践经验 ， 确定喷射混凝 土的配合 比为 水泥 ： 石子 ： 砂子 ： 水 =1： 1 8 4：1 8 4： 0 4 5 。聚 丙烯纤维掺量为0 9 k g m ， 减水剂和早 强剂掺量分 别占水泥质量 的 1 和 2 。混凝 土配 合 比保持不 变， 改变页岩陶粒 、 玻化微珠和粉煤灰掺量作为控制 变量。陶粒取代石子用量 ： 2 0 ， 4 0 ， 6 0 ； 玻化微 珠 占混凝土体积 比： 6 0 ， 1 0 0 ， 1 4 0 ； 粉煤灰取代 水泥用量 ： 1 0 ， 2 0 ， 3 0 ， 具体 表 2 。 表 2 掺量 取值 Ta bl e 2 Do s a g e c ont en t s 3 3 试 验 过程 及结 果 采用 正 交 试 验， 设 计 了 2 7组 试 验 ( 具 体 表 3 ) ， 对材料 2 8 d的 导热系数 、 抗压 、 抗拉 、 抗折强 度作 了测试 。试验时， 由于玻化微珠质轻 ， 且极易飘 散， 试验前均先进行 了过水处理 。将水泥 、 石子 、 砂 子和页岩陶粒先搅拌 2 mi n ， 待搅拌均 匀后 ， 加入水 和玻化微珠搅拌 2 m i n ， 静置 2 4 h ， 等试块有一定强 度后即可拆模 ， 拆模后立即放入标准养护窀 ， 期间定 期洒水养护 ， 并用湿布覆盖试块保持湿润 ， 养护 2 8 d 后进行力学性能测试 ， 其结果见表 3 。 从表 3可 知， 试 件 的导 热 系 数介 于 0 1 7 8 4 0 2 5 3 3 W ( K m) ， 比普通混 凝土的 导热系数 1 7 4 W ( Km) 小得 多， 而抗压、 抗拉 、 抗折强度分别介 于l 7 3 - 3 1 6 ， 1 1 2 1 9 7 ， 1 4 3 3 1 8 MP a ， 强度也 下降 明显。有必要通过功效系数法分析， 选 最佳掺量。 3 4功效 系数分析 功效系数分析数据见表 4 。 1 2 6 长 江科学 院院报 2 0 1 7年 0 2 5 3 1 0 2 5 3 3 0 2 4 9 8 0 2 1 2 0 0 2 1 2 3 O 2 1 2 5 0 2 0 5 0 0 2 0 9 3 0 2 0 3 6 0 2 O 7 8 02 08 2 02 O 7 5 0 2 0 4 1 0 2 0 4 3 0 2 0 5 2 O 1 9 3 2 0 1 9 2 0 0 1 9 3 5 0 2 0 4 2 0 2 1 3 1 O 2 1 3 9 0 1 78 9 0 1 7 8 4 O 1 8 O 1 0 1 8 4 2 0 1 8 3 7 O 1 8 3 9 31 6 28 3 2 7 2 2 8 1 3 0 2 7 6 2 5 1 2 34 2 2 3 2 6 7 2 5 馏 2 39 2 8 1 2 7 3 2 6 7 2 2 2 21 3 1 9 5 2 7- 3 2 6 5 2 5 1 2 0 5 1 8 1 1 7 3 21 1 2 0 3 l 8 4 1 _ 8 6 1 7 5 1 6 8 1 9 O 1 9 7 1 _ 8 2 1 61 1 4 2 1 31 1 7 3 1 6 2 1 5 4 1 51 1 4 5 1 4 4 1 4 3 1 3 3 1 2 3 1 6 8 1 6 2 1 5 6 1 3 5 1 2】 1 1 2 1 3 2 1 2 2 1 1 4 2 5 2 2 5 0 2 3 2 2 9 8 3 1 8 2 _ 8 9 2 7 5 2 71 2 6 9 3 1 8 3 1 6 3 0 4 2 9 9 2 5 6 2 _ 3 9 2 1 0 1 9 5 1 7 6 2 5 8 2 _ 3l 2 O 8 1 8 3 1 5 2 1 4 5 1 7 2 1 6 1 1 4 3 0 7 0 5 0 7 0 4 O 7 1 4 0 8 4 2 0 8 4 0 0 8 4 0 0 8 7 0 0 8 5 2 0 8 7 6 0 8 5 9 0 8 5 7 O 8 6 ( ) 0 8 7 4 0 8 7 3 0 8 7 0 0 9 2 3 0 9 2 9 0 9 2 2 0 8 7 4 0 8 3 7 0 8 3 4 0 9 9 7 1 0 0 0 0 9 91 0 9 6 9 0 9 71 0 9 7 0 1 0 0 0 0 8 9 6 0 8 6 1 0 8 8 9 09 7 5 0 8 7 3 079 4 07 41 07 0 6 0 8 4 5 0 81 6 07 5 6 0 8 8 9 0 8 6 4 0 8 4 5 0 7 0 3 0 6 7 4 061 7 08 6 4 0 8 3 9 0 7 9 4 0 6 4 9 0 5 7 3 0 5 4 7 0 6 6 8 0 6 4 2 0 5 8 2 0 9 4 _4 0 8 5 3 0 8 5 3 0 9 6 4 1 0 0 0 0 9 2 4 0 馏 l 7 O 7 2l 0 6 6 5 0 8 7 8 0 8 2 2 0 7 8 2 0 7 6 6 0 7 3 6 O 7 31 0 7 2 6 0 6 7 5 0 6 2 4 0 8 5 3 0 8 2 2 0 7 9 2 0 6 8 5 O 6 1 4 0 5 6 9 0 6 7 0 0 6 1 9 0 5 7 9 0 7 9 2 0 7 8 6 0 7 3 0 0 9 3 7 1 0 00 0 9 09 0 8 6 5 0 8 5 2 0 8 46 1 0 0 0 0 9 9 4 O 9 5 6 0 9 40 0 8 05 0 7 52 0 6 6 0 0 6 1 3 0 5 5 3 0 8I l 0 7 2 6 0 6 5 4 0 5 7 5 04 78 04 5 6 0 5 4l 0 5 0 6 0 4 5 0 0 8 5 2 0 8 0 6 0 7 8 6 0 9 0 7 0 9 51 0 8 8 6 0 8 3 6 0 7 8 9 0 7 6 8 0 8 9 3 0 8 7 0 0 8 3 5 0 8 6 5 O 8 1 8 0 7 9 7 0 7 4 7 O71 4 0 6 6 6 0 8 5 0 0 8 0 5 07 6 5 0 71 1 0 6 4 0 O6l 2 0 6 9 6 0 6 6 5 0 61 9 2 3 4 5 6 7 8 9 m M 加 第 1期 姚 韦靖 等 新型 隔热混凝土喷层支护技术研 究与应用 1 2 7 由表 4可得 ， 功效系数 d = 0 9 5 1 最大， 即序号 5为 最佳掺量， 其掺量为： 陶粒 2 0 ， 玻化微珠 1 0 0 ， 粉煤 灰 2 0 ， 其力学性能与普通混凝土的对比见表 5 。 表 5混凝土力学性能对 比 Ta b l e 5 Co m p a r i s o n o f me c h a n i c s p e r f o r m a n c e b e t we e n o r d i n a r y c o n c r e t e a n d t h e i n s u l a t i n g c o n c r e t e 混 凝 土 种 类 w ? 一 蒸 蒸 嫠 普通混凝土 1 7 4 0 0 3 4 7 2 2 5 5 5 3 堑型堕垫堡堑圭 ： ： ! ! ： ! ! ： ! 可以看出， 新型隔热混凝土材料 ， 其导热性 能明 显优于普通混凝土 ， 导热系数仅为其 1 8 ， 而抗压 、 抗 拉 、 抗 折 强 度 均 有 所 下 降， 分 别 下 降 了 1 1 2 3 ， 1 2 4 4 ， 4 2 5 0 。这是因为页岩陶粒、 玻化微珠代替 石子 、 砂子 ， 其本身导热系数很低 ， 又在混凝土材料内 部形成 了多孔结构， 使得热量不仅在骨料 中传播 ， 还 在空隙中传播 ， 延长了传热路径 ， 增加了热量损耗， 混 凝土材料的隔热性能明显增加。同时 ， 这 2种保温材 料的强度又很低 ， 陶粒仅为 3 MP a 左右 ， 远小于石子 强度 ， 玻化微珠呈粉末状 ， 几乎没有强度 ， 随着这 2种 材料的加入 ， 混凝土强度下 降是必然的 ， 但 当掺量较 低时， 陶粒掺量在 2 0 4 0 ， 玻化微珠掺量在 6 0 一 1 0 0 时 ， 强度下降较小 ， 可以满足井下喷射混凝土的 施工需要， 具有推广和使用价值。 4 工程应用与效果评价 4 1工 程概 况 淮南矿业集 团某矿 ， 巷道埋深 - 7 8 0 m， 1 V类 围 岩条件 ， 浅层煤炭开采殆尽 ， 开始 向深层开采 ， 由高 地温导致的高温热害现象尤为突出， 在不采取人工 制冷等措施 的情况下 ， 工作面风温高达 3 0 4 O ， 对矿工的身心健康产生 了极为不 良的影响 ， 包括使 人感到烦躁 、 机警力降低 、 导致工人 中暑 、 昏厥、 休克 等 现象 。 4 2 现 场 监测 为了研究新型隔热混凝土材料在巷道支护的适 用性 和可行性 ， 以及实 际力学性 能和围岩收敛稳定 情况 ， 在进行室 内试 验 ， 得出较佳掺量配 比后 ， 决定 在该巷道 1 0 0 m范围内采用新型隔热混凝土喷层代 替传统的素混凝土喷层 ， 并监测其支护效果 。监测 内容包括混凝土 回弹损失率、 围压压力 、 混凝土应力 和围岩收敛测量 。 4 2 1回弹损 失率 回弹是 由于喷射料流与坚硬表面、 钢筋碰撞或 骨料颗粒间相互撞击而从受喷面上弹落下来的混合 物。每喷 3 m 。 ， 收集 回弹物质进行称量 ， 共测试 了 3 段 ， 其结果见表 6 。由表 6可 以看到 ， 平均回弹损失 率为1 6 8 1 。根据相关规定 ， 在 1 5 左右 ， 可 以适 当回收回弹料 ， 掺人料中继续使用 ， 但掺人量不得超 过 3 O 。 表 6回弹损失率 Tabl e 6 Spr i ngb ac k l o s s e s 4 2 2 围岩 压 力 试验采用双膜压力盒与钢弦频率测定仪配套量 测 ， 分别在拱顶 、 拱肩和墙腰对称埋设应变计 。其测 量结果如图 2 ( a ) 所示。可以看出， 喷层围岩压力在 3 0 d前随着时间的推移逐渐增大 ； 在 3 0 d以后趋于 稳定 ， 围岩 达 到 了支 护稳 定 阶段 ， 压力 分 布较 为 均匀。 4 2 3混 凝 土应 力 试验采用应变计和数字式 电桥配合测量 ， 也分 别在拱顶、 拱肩和墙腰对称埋设应变计。其测量结 果见 图 2 ( b ) 。可 以看出 ， 和围岩压力相似 ， 混凝土 应力在 3 0 d前随着时间的发展逐渐增大 ； 3 0 d后喷 层受力趋于平衡状态 ， 各测点的应力值较小 ， 且分布 也较为均匀。 时间 d 时间 d ( a ) 围岩压力埘 间变化曲线 ( b )混凝土应力 时间变化曲线 一左拱脚 一左拱腰 十右拱脚 +右拱腰 一拱顶 图 2新型 隔热 混凝 土喷层围岩压力和 应 力随时间变化曲线 F i g 2 Cu r v e s o f s ur r o u n d i n g r o c k s t r e s s a n d i n s u l a t i n g s ho t c r e t e l a ye r S s t r e s s V S t i me 4 2 4 围 岩 收 敛 试验采 用 G Y一8 5型 收敛 计 ， 仪器 精 度 达 到 0 0 1 m m， 测量结果如图 3所示 。可以看 出， 巷道表 面收敛变形不大 ， 同时两帮和拱顶的变形相差不大 ， 在 1 0 d前 围岩变形较大 ， 收敛 速度相对后期 高， 但 其最大值也不超过1 5 mm d ， 此后收敛速度很快趋 于下降， 在第 4 O天时， 收敛速度在0 0 5 m m d左右 ， 支护结构逐渐趋于稳定。 1 2 8 长 江科 学院院报 2 0 1 7丘 ( a ) 收敛量 錾 一 两帮收敛一 拱顶收敛 图 3巷道收敛量和收敛速度 Fi g 3 M a g n i t u d e a n d s p e e d o f r o a d wa y c o n v e r g e n c e 5 结 论 ( 1 )经过大量试验研究 ， 研制 出一种新型隔热 混凝土材料 ， 拥有很好 的保温隔热性能 ， 导热系数仅 为普通混凝 土的 1 8 ， 有效阻止 围岩热量 向巷道 内 部传递 ， 为井下作业人员提供 了相对适宜的作业环 境 ， 保证 了其安全和身心健康。 ( 2 )工程实例和现场监测分析表明： 新 型隔热 混凝 土材料 ， 其回弹损失率 、 围岩压力、 混凝 土应力 和巷道收敛情况均符合工业生产的需要 ； 支护完成 后 ， 采用大气降温机作为通风排热的冷源 ， 达到了很 好的效果 ， 满足安全生产的需要 ， 具有 良好的应用与 推广价值 。 ( 3 )陶粒、 玻化微珠和粉煤灰 的使用 ， 有效节约 了资源 ， 减少了对环境的损害， 符合我国当前建设绿 色环保型社会的要求。 参考文献 ： 1 谭海文 金属矿山深井热源分析与矿井通风 J 中国 矿业 ， 2 0 0 6 ， 1 5 ( 1 1 ) ： 5 9 - 6 2 2 袁亮 淮南矿区矿井降温研究与实践 J 采矿与安 全工程 学报 ， 2 0 0 7 ， 2 4 ( 3 ) ： 2 9 8 - 3 0 1 3 苗素军， 辛嵩， 彭蓬， 等 矿井降温系统优选决策理 论研究与应用 J 煤炭学报， 2 0 1 0 ， 3 5 ( 4 ) ： 6 1 3 - 6 1 8 4 孙永星 淮南矿区深井降温技术应用综述 J 煤炭T 程 ， 2 0 1 5 ， 4 7 ( 3 ) ： 2 8 3 1 5 陈亚利 浅析新庄矿井下降温系统的选择 J 煤炭工 程 ， 2 0 1 5 ， 4 7 ( 8 ) ： 2 7 - 2 9 6 胡春胜 孙村煤矿深部 制冷降温技术 的研究与应 用 J 矿业安全与环保， 2 0 0 5 ， 3 2 ( 5 ) ： 4 6 - 4 8 7 陈宜华， 孙 浩 深井高温矿床井下热源 与热量分 析 J 金属矿 山， 2 0 1 1 ， ( 1 1 ) ： 1 3 2 - 1 3 5 8 那寒矗 深井矿山岩体热害源分析与控制 D 长沙： 中南大学 ， 2 0 1 4 9 范瑛红， 彭鹏 ， 侯子义 页岩陶粒混凝土工作性及强 度试验分析 J 混凝土与水泥制品， 2 0 1 4 ， ( 1 0 ) ： 3 0 - 3 3 1 0 张泽平 玻化微珠保温混凝土及其结构的基本性能试 验与理论分析研究 D 太原： 太原理工大学， 2 0 0 9 1 1 王 松， 庞建勇 新型混凝土材料力学性能试验研 究 J 煤炭技术， 2 0 1 5 ， 3 4 ( 2 ) ： 3 1 8 - 3 2 0 1 2 庞建勇， 间 沛 软岩巷道聚丙烯纤维混凝土钢筋网壳 复合衬砌试验及工程应用研究 J 岩土力学 ， 2 0 1 0 ， 3 1 ( 1 2 ) ： 3 8 2 9 3 8 3 4 1 3 徐磊， 庞建勇， 张金松， 等 聚丙烯纤维喷层支护技术 研究与应用 J 地下空间与工程学报 ， 2 0 1 4 ， 1 0 ( 1 ) ： 】 5 0-】 5 5 ( 编辑 ： 赵卫 兵) Re s e a r c h a n d Ap p l i c a t i o n o f a S h o t c r e t e S up p o r t Te c h n i q u e Us i n g Th e r m a l I n s u l a t i n g Co nc r e t e Y A O We i - j i n g ， P A N G J i a n y o n g ( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e ri n g a n d A r c h i t e c t u r e ， A n h u i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， H u a i n a n 2 3 2 0 0 1 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： I n v i e w o f t h e t h e r ma l p o l l u t i o n o f mi n e s ，t h e h e a t s o u r c e s o f d e e p mi n e w e r e i n t r o d u c e d A n o v e l t h e r ma l i n s u l a t i n g c o nc r e t e wa s p r e pa r e d wi t h c e r a mi s i t e，g l a z e d h o l l o w b e a d a n d fly a s h a s h e a t i n s u l a t i o n ma t e r i a l s t h r o ug h o r t h o g o na l e x p e r i me n t Th e o pt i mu m mi x r a t i o wa s o bt a i n e d b y us i n g e ffic a c y c o e ffic i e n t me t h o dOn t h e p r e mi s e o f g ua r a n t e e i n g c o n c r e t e S me c ha n i c s p e rfo r ma n c e，t h e h e a t p r e s e r v a t i o n a nd i n s u l a t i o n p e r f o rm a n c e wa s i mp r o v e d，wi t h t h e t h e rm a l c o n d u c t i v i t y c o e ffi c i e n t o n l y 1 8 o f n o r ma l c o nc r e t e W i t h t h e r o c k b o l t a n d s h o t c r e t e s u p p o r t f o r t he r o a d wa y o f mi n i n g a r e a i n Hu a i n a n a s e n g i ne e rin g b a c k g r o u n d，f i e l d t e s t s o f s p r i n g b a c k l o s s，s ur - r o u nd i n g r o c k pr e s s u r e，c o nc r e t e s t r e s s a nd s u r r o u n d i n g r o c k c o n v e r g e nc e we r e c o n d u c t e dFi e l d mo ni t o rin g r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e p r o p o s e d i n s u l a t i n g c o n c r e t e ma t e ria l h a s g o o d h e a t i n s u l a t i o n e f f e c t ，a n d i t s p e rf o rm a n c e c o u l d f u l l y me e t t h e r e q u i r e me n t s o f c o a l mi ne s ho t c r e t e c o n s t r u c t i o n，b e n e fic i a l for t he un d e r g r o u nd wo r k p e r s o n n e l S s a f e t y a n d h e a l t h o f b o d y a n d mi n d Ke y wo r d s： s h o t c r e t e； i ns u l a t i o n；o ah o g o n a l e x p e rime n t ；r o c k b o h a n d s h o t c r e t e s u p p o rt t e c hn i qu e；e n g i ne e rin g a p p l i c a t i o n