一种新型粉煤灰灌浆助剂的制作方法
本发明属于煤矿防灭火材料，具体涉及一种新型粉煤灰灌浆助剂。
背景技术：
1、我国有将近60％的矿井煤层都存在着自燃发火的危险，一旦煤层发生自燃，一方面会造成煤炭资源的浪费，另一方面甚至会引起矿井瓦斯煤尘爆炸，造成大量的人员伤亡和财产损失，所以掌握有效的防灭火技术十分必要。目前国内外广泛采用的防灭火技术主要有灌浆、喷洒阻化剂、注入惰性气体、注凝胶、均压等，而防灭火设计规范明确规定，开采容易自燃煤层或采用放顶煤开采自燃煤层的矿井，必须设计以灌浆为主的两种以上综合防灭火措施，可见灌浆防火技术在矿井自燃防治方面发挥着举足轻重的作用。煤矿黄泥灌浆原理是基于一定泥水比的泥浆对破碎煤炭块进行喷洒处理，基于泥浆良好的流动性，可以更有效地对煤炭块之间缝隙进行全方位包裹，进而对煤炭与空气的完全隔绝，以实现抑制煤炭氧化自热和自燃事故的发生，对于已经自燃的火区也可采取黄泥/粉煤灰灌浆处理方法。
2、我国煤炭资源地区也是严重缺水地区，若能用处理过后的煤化工浓盐水用于煤矿黄泥/粉煤灰灌浆用水，既能解决煤化工高含盐废水的资源化利用，实现污水不外排，也能缓解当地水资源短缺，促进工业用水循环高效利用，从而推动传统高耗水行业转型升级。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种新型粉煤灰灌浆助剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型粉煤灰灌浆助剂，包括悬浮剂、凝胶剂和水，所述灌浆助剂用水为一般用水或煤化工高含盐废水经处理后得到的盐水。
3、方案中需要说明的是，所述水为一般用水或煤化工高含盐废水经处理后得到的盐水在制备工艺中用量相同。
4、进一步值得说明的是，所述高含盐废水通过无机除氟、有机物脱除处理后得到的水质情况，达到cod≤100mg/l，色度≤8倍，挥发酚≤0.5mg/l，氰化物≤0.5mg/l，煤矿灌浆目前没有明确的水质标准，煤矿井下用水参考主要水源是煤矿井下消防，洒水，水质和水压满足煤矿井下消防、洒水设计规范(gb50383-2016)。
5、更进一步需要说明的是，所述悬浮剂用量为0.1～0.2，所述粘胶剂用量为0.1～0.2，通过不同用水的选用，能够对悬浮剂和粘胶剂的用量进行一定的减少，进而能够降低灌浆液体的制备成本。
6、作为一种优选的实施方式，所述粉煤灰灌浆助剂采用一般水制备时，所述悬浮剂用量为0.2，所述粘胶剂用量为0.2，通过其合适的配比用量能够形成稳定的灌浆液体，以便对其进行使用。
7、作为一种优选的实施方式，所述粉煤灰灌浆助剂采用煤化工高含盐废水经处理后得到的盐水制备时，所述悬浮剂用量为0.1，所述粘胶剂用量为0.1，由于高含盐废水存在的无机盐离子能够有助于提高灌浆材料的粘结性和稳定性，将其作为灌浆液体的助剂时，可以减少对悬浮剂和粘胶剂的用量。
8、作为一种优选的实施方式，所述煤化工高含盐废水经处理后得到的盐水中无机盐离子总离子浓度为0.2mol/l～2.5mol/l，随着无机盐离子含量的增加，灌浆液体的粘度逐渐增大，灌浆液体的流动度逐渐降低，在无机盐离子含量适中(0.2-1.5mol/l)时，灌浆体的抗压强度较高，然而，当离子含量过高(2.5mol/l)时，抗压强度反而下降，可能是由于灌浆液体过于粘稠，导致灌浆体内部存在缺陷或不均匀，因此能够得知，当选用煤化工高含盐废水经处理后得到的盐水作为灌浆助剂时，需要选择合适浓度含量的无机盐离子进行制备，以便于保证其具备对不同火情下燃烧的煤炭进行全方位的覆盖，以达到灭火的目的。
9、与现有技术相比，本发明提供的一种新型粉煤灰灌浆助剂，至少包括如下有益效果：
10、为保证气化粉煤灰的浆液的悬浮性，流动性，通常需要添加悬浮剂和凝胶剂，不同的比例的灰水比，助剂的用量也不同，而通过煤化工高含盐废水中无机盐离子(na+、k+、ca2+、mg2+、cl-、so42-)有助于提高灌浆材料的粘结性和稳定性，将其作为粉煤灰灌浆液体的助剂，减少用水量、悬浮剂和胶凝剂的用量，解决了煤化工高含盐废水的资源化利用，实现污水不外排，也能缓解当地水资源短缺，促进工业用水循环高效利用，从而推动传统高耗水行业转型升级。
11、煤化工高含盐废水中无机盐离子，如na+、cl-、so42-等，含量丰富且种类多样，这些无机盐离子在作为粉煤灰灌浆液体的助剂时，会对灌浆材料形成一定的粘结性和稳定性，再例如，一些阳离子(如ca2+、mg2+等)可以与粉煤灰中的硅酸盐或铝酸盐反应，生成更加稳定的化合物，这些反应有助于增强灌浆体的内部结构，提高其抗裂性和耐久性。
技术特征：
1.一种新型粉煤灰灌浆助剂，包括悬浮剂、凝胶剂和水，其特征在于：所述粉煤灰灌浆助剂用水为一般用水或煤化工高含盐废水经处理后得到的盐水。
2.根据权利要求1所述的一种新型粉煤灰灌浆助剂，其特征在于：所述水为一般用水或煤化工高含盐废水经处理后得到的盐水在制备工艺中用量相同。
3.根据权利要求1所述的一种新型粉煤灰灌浆助剂，其特征在于：所述高含盐废水通过无机除氟、有机物脱除处理后得到的水质情况，达到cod≤100mg/l，色度≤8倍，挥发酚≤0.5mg/l，氰化物≤0.5mg/l。
4.根据权利要求1所述的一种新型粉煤灰灌浆助剂，其特征在于：所述悬浮剂用量为0.1～0.2，所述粘胶剂用量为0.1～0.2。
5.根据权利要求1所述的一种新型粉煤灰灌浆助剂，其特征在于：所述粉煤灰灌浆助剂采用一般水制备时，所述悬浮剂用量为0.2，所述粘胶剂用量为0.2。
6.根据权利要求1所述的一种新型粉煤灰灌浆助剂，其特征在于：所述粉煤灰灌浆助剂采用煤化工高含盐废水经处理后得到的盐水制备时，所述悬浮剂用量为0.1，所述粘胶剂用量为0.1。
7.根据权利要求1或3所述的一种新型粉煤灰灌浆助剂，其特征在于：所述高含盐废水处理后得到的水中无机盐离子总离子浓度为0.2mol/l～2.5mol/l。
技术总结
本发明公开了一种新型粉煤灰灌浆助剂，属于煤矿防灭火材料技术领域，针对了其制备过程中用水量较大而煤化工领域高含盐废水经处理后又亟待扩大资源化利用途径的问题，包括悬浮剂、凝胶剂和水，所述粉煤灰灌浆助剂用水为一般用水或通过高含盐废水处理后得到的水制备；本发明为保证气化粉煤灰的浆液的悬浮性，流动性，通常需要添加悬浮剂和凝胶剂，不同的比例的灰水比，助剂的用量也不同，而通过煤化工高含盐废水中无机盐离子有助于提高灌浆材料的粘结性和稳定性，将其作为粉煤灰灌浆液体的助剂，减少用水量、悬浮剂和胶凝剂的用量，解决了煤化工高含盐废水的资源化利用，实现污水不外排，也能缓解当地水资源短缺，促进工业用水循环高效利用。
技术研发人员：陆曦,刘勇,孙文艳,沈丽娜,李绚天
受保护的技术使用者：南京工大环境科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23