煤炭工程 ›› 2024, Vol. 56 ›› Issue (10): 178-185.doi: 10.11799/ce202410021

• 施工技术 • 上一篇    下一篇

钻井法凿井壁后充填大比重水泥浆研制及其耐久性能

姚直书,朱宏伟,张辉,等   

  1. 1. 安徽理工大学土木建筑学院
    2. 安徽理工大学
    3. 鄂尔多斯市成达矿业有限公司
  • 收稿日期:2024-02-01 修回日期:2024-04-11 出版日期:2023-10-20 发布日期:2025-01-16
  • 通讯作者: 姚直书 E-mail:yao.zs@163.com

Development and Durability Performance of High Density Cement Slurry Filled with Drilling method for shaft sinking

  • Received:2024-02-01 Revised:2024-04-11 Online:2023-10-20 Published:2025-01-16

摘要: 为提升西部地区深大钻井井筒第一段高壁后充填置换效果,提出采用大比重水泥浆作为新型壁后充填材料。首先,通过对比试验,优选重晶石粉作为加重剂、硅酸镁铝为悬浮剂。然后,采用正交试验和极差分析法,分析了水灰比、重晶石粉、硅酸镁铝和膨胀剂掺量对大比重水泥浆的密度、初凝时间、流动度、3 d及28 d抗压强度的影响,采用综合平衡法确定了大比重壁后充填材料的最优配合比为水泥∶水∶重晶石粉∶硅酸镁铝∶膨胀剂∶减水剂=1∶0.55∶0.5∶0.03∶0.025∶0.015。硫酸盐溶液侵蚀对比试验表明,与常用的水泥浆充填材料相比,大比重水泥浆充填材料具有可靠的耐久性能。最后,通过XRD和SEM分析了优选组加重水泥浆在3 d和28 d的水化产物和微观结构,揭示其优异抗渗性和耐久性能的机理。研究结果可为西部地区深大钻井井筒壁后充填提供大比重、高强度、低渗透以及耐久性好的新型壁后充填材料。

关键词: 西部矿区, 深大钻井, 壁后注浆, 高强微膨胀材料, 配合比