自从上世纪以来,世界范围内对矿产资源的开采利用达到了人类历史上前所未有的强度和规模。随着矿产资源开采不断向地层深部的延伸,高地应力、高地温问题日益突出,矿山充填开采技术是缓解深部开采的高地应力问题的有效措施。基于矿山充填开采技术,本研究提出在充填料浆中添加一定比例的冰粒,在充填开采同时实现矿井降温,以缓解深部矿井热害问题。本文以采空区内的含冰充填材料为研究主体,基于高温热源与风流间的热交换、围岩导热、水泥化产热等基本理论,对充填区内的含冰充填料浆与围岩、采场的传热问题进行数值模拟研究,分析在不同孔隙率和不同冰水比例条件下,含冰充填材料在融化过程中的液相率、充填体面平均温度、临近采场面的平均温度变化,结果表明:(1)当冰水比例为1:1时,在融化过程中,因为孔隙率的不同,冰变成水的时间节点也不相同,这也表明孔隙率的大小会直接改变融化速率。孔隙率为0.22时,液相态在融化过程的第1.8天产生;孔隙率为0.32时,液相态在融化过程的2.8天产生;孔隙率为0.42时,液相态在融化过程的第3.4天产生;孔隙率为0.52时,液相态在融化过程的第4天产生。(2)当冰水比例为1:1时,随着孔隙率的增加,冰全部融化所需要的时间增加。孔隙率分别为0.22、0.32、0.42、0.52时,融化所需要的时间分别为9天、14天、17天、22天。在融化过程中,液相率的变化趋势基本是相同的,都是随时间线性变化。融化过程中,充填体整体表面平均温度变化比临近采场的上界面平均温度变化大,且都是随着融化的进行,温度不断上升。(3)在孔隙率为0.32时,对水冰比例分别为1:1和3:7的工况下含冰充填料浆的融化过程进行数值模拟。含冰充填材料不断融化时,液体所占充填体的比例与时间呈线性相关。水冰比例不同,融化时间也不同。孔隙率为0.32,水冰比例为1:1时,含冰充填体中冰全部融化时间为14天;水冰比例为3:7时,其融化所需时间为17天。在融化过程中,充填体整体表面平均温度和临近采场的上界面平均温度不断升高,但是上界面温升的趋势较表面平均温升速度慢。融化结束时,它们的变化速率却有着相同的趋势。含冰充填料浆作为矿山充填开采与采场协同降温技术的主体,不仅其固化形成的充填体要有良好的力学性能,满足充填强度的要求,而且还要求充填料浆中添加的冰粒在融化过程中能很好的实现采场降温。本研究得到的含冰充填料浆孔隙率和冰水比对融化速率、冰粒完全融化时间的影响规律,能为含冰充填料浆的降温效能分析提供基本数据,为矿山充填开采与采场降温技术的应用奠定良好的基础。