深部金属矿建井与提升关键技术
国家重点研发计划
项目编号:2016YFC0600800

国家重点研发计划项目“深部金属矿建井与提升关键技术”课题三研究成果——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

281
发表时间:2020-09-29 11:04


北京科技大学刘娟红教授团队奋战一线,研究成果

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

             2020年9月16日,北京科技大学刘娟红教授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,针对新型井壁材料的浇筑过程中可能出现的问题进行了深入的探讨,并对现场施工人员进行了用水量、搅拌时间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

            在9月19日凌晨4时和9月23日下午4时分别开始混凝土的两次浇筑。在刘娟红教授的指导下(图3),现场工程人员通过纤维分批装入吊笼、搅拌机干拌2分钟等重要工序进行粉料和纤维的均匀分散。同时借助出水口流量,将混凝土用水量转换为出水口喷洒时间,简化了浇筑工序的同时保障混凝土的和易性(图4)。

图3 刘娟红教授(右三)指导井壁混凝土浇筑

图片2.png

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-1120 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。

            近年不断建设的深部矿井中复杂环境特质对相关研究、工程人员提出前所未有巨大挑战的大背景下,刘娟红教授团队基于二十年对于超高性能增韧混凝土的研究基础,明确了深部井壁混凝土存在的典型问题,提出了混凝土具有冲击倾向性等的重要特征。通过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,研发适配于滨海深部地层的新型专用高性能混凝土(HUC),并将之付诸于实际工程应用,尽己之所能确保井下作业人员的安全,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。