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高性能超深井专用混凝土(HUC)在中国第一深井工程中成功应用

发布日期:2020-09-28

    针对深地“高地应力、高渗透压、高地温和强腐蚀”的特点,北京科技大学学帝都娱乐官网刘娟红教授率团队展开近十年的调研、分析及试验研究,研发了一种适用于沿海超深井井壁和硐室的高韧性混凝土材料。

    2020年9月16日,团队成员与莱州汇金矿业投资有限公司袁永忠董事长、王秀会副总经理等,针对新型井壁材料浇筑过程中可能出现的技术问题进行深入探讨,并对现场施工人员进行了搅拌工艺和配合比等关键步骤的交底工作。9月18日完成了原材料运输装卸(图1)、混凝土拌合物和易性验证试验(图2)和井下模板安装等前期重要工作。 

图1 原材料运输与装卸

图2 HUC浇筑前的混凝土和易性验证

    混凝土的浇筑分两次在9月19日凌晨4时和9月23日下午4时分别开始,共历时20余小时。在我校技术团队的指导下(图3),现场工程人员通过原材料分批装入吊笼、干料搅拌等重要工序保证了粉料和纤维的均匀分散。同时注意调控现场混凝土的和易性,从而保证混凝土可以顺利浇筑在千米以下的关键部位。

图3 我校刘娟红教授(右三)技术团队指导井壁混凝土浇筑

图4 HUC装入吊罐后运送至井下

    9月24日,吴瑞东博士(左二)、周昱程博士研究生(左一)、马虹波(右一)和孟翔(右二)硕士研究生等(图5)下井至马头门部位对浇筑混凝土进行检测。拆模后的HUC表面平整度较好,光亮、密实。HUC的变形、温度等数据可以通过浇筑前埋入的应变计和测量锚杆进行实时测定,以表征后续HUC的工程实际应用效果。

图5 课题组成员下井对混凝土进行检测

图6 马头门HUC拆模后混凝土表面情况

    HUC浇筑部位:进风井掘进断面7.3 m、尽断面6.5 m的井筒以及标高-1,120 m掘进宽度、高度均为5.4 m的马头门结构,支护厚度400 mm,共计使用约120方HUC混凝土材料。

    这次高性能超深井专用混凝土(HUC)在纱岭金矿进风井的成功浇筑,是我院承担的十三五国家重点研发计划“深部金属矿建井与提升关键技术”科研项目的一次重大实践创新突破,是密切结合实地工程高地应力、高渗透水压、高地温、强腐蚀环境特点,研发适用滨海深部地层的新型专用高性能混凝土(HUC)的一次材料革新。该项目的成功应用,可以大大降低井下作业人员的安全隐患,为我国超深井建设用高韧性、高耐久混凝土的研究与工程应用开辟了道路。