HSN系列灰砂粘稠剂

    黄泥浆是我国煤矿井下防灭火的传统材料，由于黄土资源匮乏及部分地区禁止采挖黄泥，许多煤矿急需寻找黄泥的替代材料用于煤矿灌浆防灭火。我公司研制的HSN是能使电厂粉煤灰（飞灰），河沙和山砂具有保水性、渗透性、悬浮性和致密性的粘稠剂，是配合电厂飞灰、河沙、山砂替代黄泥用于煤矿井下填充防灭火的新型材料。该产品的使用，使电厂飞灰、河沙、山砂克服了粘性差、不亲水的缺点，使其在极短时问内“活化”、“水化”、“泥化”，并形成泥浆体。

 

    HSN粘稠剂是在研究了黄土与飞灰之差别、黄泥浆与飞灰浆之不同后，按照“阻燃设计”的要求，在飞灰+HSN+水混合的-瞬间就改变了水溶液的表面状况，大大降低了水的表面张力；同时，PAB粘稠剂也降低了水和粉煤灰颗粒间的界面能力，从而大幅度提高了飞灰所处"介质"环境的粘度，以大量水花膜联结拉拢飞灰中70~80％以上的微颗粒（小于80微米的微粒）使其处于水化膜形成的网络结构中。随着微集料及形貌效应共同作用，这种多层网络结构，加水搅拌后可以在短时间内形成。这个新结构飞灰浆具有黄泥浆同等的功能，在含水量、保水时间、触变性及粘附力方面皆大于黄泥浆，具有很好的阻燃（隔氧、降温）及灭火功能。
    使用HSN形成的泥浆与纯黄泥浆相比具有更强的流动性、悬浮性、触变性、使管道不易堵塞；喷到火区后可在较长时间内覆裹火源、防止复燃。该产品无毒、无腐蚀、用水少，对人体和环境无损害和污染，特别适用于电厂飞灰，沙质黄泥和沙漠干旱地区的山砂处理，且操作简单，对设备管道损害小，成本比使用黄泥还便宜。
    HSN是按照“阻燃设计”原理，选用具有一定交联度的高聚物，又添加了3~5种无机材料混合而成的特种高分子活性材料，其大分子结构中含有羟基、羧基、酰胺基等亲水基团，在介质环境中，能迅速形成强有力氢键等吸附单元，可以形成以水化膜为主的空间网络，它可使原状粉煤灰在2~10分钟内能粘稠，能迅速产生水化膜、形成强力空间网络结构，从而使粉煤灰浆颗粒之间具有较强内聚粘结力、粘附力，并具有较好的触变性能，使粉煤灰浆体成为高质量的粘附性灭火材料。
    HSN灰浆是一种粘稠性很强的凝胶，具有粘结性、粘附性、柔顺性及胶体应变等特性。故能在经泵压从管道口喷出后到完全恢复结构，恢复其粘稠状态的间隙时间（2~10分钟可调）内借动力（出口动能）充满煤体裂隙，并包裹覆盖在碎煤与岩石裂隙上，起到屏蔽隔氧、降温作用。
    目前我国煤矿粉煤灰的地面制浆设施工艺方法可以说是相差甚大。老矿区多半是沿用各矿原黄泥制浆的地面系统与设施。煤矿的输灰、存灰及冲灰方式直接影响着HSN灰砂粘稠剂的添加方式。

　　输灰、冲灰方式

　　1、湿灰管道输灰方式
　　2、干灰风力输灰方式
　　3、灰场堆会冲灰方式
　　一般较简易的注浆站中，粉煤灰由汽运方式卸在贮灰场中，用高压水枪将粉煤灰冲入注浆池中沉淀，达到需要的水灰比后，添加HSN灰砂粘稠剂，搅拌后下浆（有的矿没有设置搅拌机），这种简易的注浆方式在部分矿区的矿井中数量居多，故也有一定的代表性。

　　HSN灰砂粘稠剂的添加工艺

　　PAB灰砂粘稠剂的添加方式分为地面添加和井下移动添加两种方式，这是由矿方灌浆的目的、灌浆地点的远近及注浆条件的不同所决定的。由于注浆条件、粉煤灰质量及注浆地点的不同，在水灰比的选择和添加方式、添加数量方面有很多各自的特点。

　　地面注浆方式

　　1、机械添加方式 在搅拌机上设置振动式螺杆自动下料机构
　　在搅拌池白备的搅拌机上安装一台小型偏心轮振动式螺杆自动下料机构。该机构设有贮料箱，容量为60~100kg，贮斟箱下端为一螺杆送料设备，随着螺杆的转动，粉状料剂被输送到下料偏心轮振动筛上，从而完成自动下料的过程。下料的数量由螺杆机的转速调节控制完成。该机构体积小、重量轻、制造方便，自动化程度更高。
　　　添加比例根据注浆池的容积及水灰比，按浆液的体积及粉煤灰的质量计算HSN灰砂粘稠剂的数量，一般为灰液体积立方数的4~8‰ 为宜，按搅拌机搅拌两个来回的时间设定HSN灰砂粘稠剂下料速度，调整螺杆电机的步距即可。
　　水灰比，按矿方管线设计的倍数要求，根据粉煤灰的质量，实际注浆地点的相对距离应满足6~10倍倍数的范围内，则水灰比可调为1：0.5~0.7为宜，若粉煤灰较湿，则粉煤灰量可适当增加，但不宜超过1：0.8的比例，粉煤灰质量较差时，HSN的添加量应适当调高至浆液体积立方数的6~8‰ 。

2.人工添加方式
这种方式适合于有搅拌机的注浆站，将HSN灰砂粘稠剂均匀地倾倒在注浆池边缘，随搅拌机移动，用铁铲将HSN铲入池中，参与反应，经搅拌机搅拌成胶后即可向井下灌注。
根据粉煤灰的质量，实际注浆地点的相对距离应满足6~10倍倍线的范围内，则水灰比可调为1：0.5~0.7为宜，若粉煤灰较湿，则粉煤灰量可适当增加，但不宜超过1：0.8的比例，粉煤灰质量较差时，HSN的添加量应适当调高至浆液体积立方数的6~8‰ 。

　　3.井下移动式注浆
　　没有地面注浆系统的矿井或需要高稠度粉煤灰注浆的矿井可采用井下移动式注浆方案。在井下修建一个2~3 m3的注浆池或简单的采用矿车也可，首先在注浆池或矿车中加水，再按水灰比把干粉煤灰和定量的PAB灰砂粘稠剂的混合料加人注浆池或矿车中，用1-2个压风管代替搅拌机进行搅拌。
　　水灰比可按粉煤灰的干湿程度和注浆泵的压力设定为1：0.8~1，注浆泵可选NBB200／40或NBB250／60等压力较大的泥浆泵或排砂泵。在井下的输送距离可达300~500米地势平坦的矿井甚至可达到800米。
使用这种方式，搅拌效果和泥浆粘稠度都十分理想，是向采空区、破碎煤柱、夹缝密闭墙等处灌注高稠度粉煤灰的理想方案。