大众网8月23日讯（通讯员 吴玉华 记者 王露）粉煤灰，燃煤电厂排出的固体炉渣。原本它是废弃物，现在它找到了另一种用途：井下注浆。
兖州煤业和西安科技大学经过长达5年的研究实验、《基于粉煤灰资源化的矿井防灭火成套技术及装备研究》在2009年获得中国煤炭科学技术科技进步二等奖后，粉煤灰荣耀加身、身价倍增。
取之于煤，用之于煤。目前，粉煤灰作为新型的注浆材料，在兖州煤业纷纷回到它们的“发源地”，担负起保一方平安的重任。
让“废弃物”回到“发源地”担当重任
在兖州煤业兴隆庄矿综合利用电厂储灰仓旁，记者见到了一套由管路和罐体组成的“混合体”。
“这就是传说中的粉煤灰注浆站。”兴隆庄矿通防工区区长李志勇指着这套看似复杂的设备说，“这个注浆站由地面注浆站、注浆管路立孔和井下管路系统组成。”他介绍说，干灰通过FU链式运至仓外的制浆站后，通过搅拌机喷水增湿后进入浆池，经移动式搅拌机搅拌成浆后经过立孔输送到井下。“这套设备使用很方便，效果很好。”
兖州煤业生产技术部通防科长于晓波介绍，兖州煤业根据各矿情况，研究开发了适合现场实际的粉煤灰管送工艺、井下的灌注充填和喷涂工艺，以及简单、易于掌握和操作、可靠性高的配套系统及装备，所属的南屯、兴隆庄、鲍店、东滩、济宁二号、济宁三号6对开采自燃煤层矿井都采用了类似的粉煤灰注浆技术。多功能灌浆注胶系统具有的功能，一是系统可用砂土、粉煤灰、黄土等多种灌浆材料，易实现灌浆材料就地取材；二是系统能制备各种浓度浆液，以适应不同情况的灌浆；三是通过在高浓度浆液中加入悬浮剂，使高浓度浆液能够通过胶体防灭火系统顺利地输送到用浆地点，且不会堵塞管路；四是仅需变换外加剂，即可通过该系统实现大流量地压注凝胶、胶体泥浆、稠化胶体、复合胶体和固化充填材料等多种新型防灭火材料，提高系统的利用率；五是完善的自动化控制系统可确保胶体防灭火系统的稳定运行，减小人为因素影响，提高系统的可操作性。
“最终实现基于粉煤灰资源化的‘堵漏、惰化、降温’的预防煤层自然发火技术体系。”于晓波说，“该技术的推广应用大幅度地降低了灌浆防灭火的原料成本。”
记者了解到，该6对矿井实施粉煤灰注浆后，大大降低了防治煤层自然发火成本，2006年到2009年累计计算，节支总额2713万元 。
用粉煤灰注浆兖媒每年节约成本3000万
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物，是我国当前排量较大的工业废渣之一。
兖州煤业华聚能源6座综合利用电厂，发电总装机容量144MW，年发电10亿度，年消耗煤泥、煤矸石等低热值燃料110余万吨。有资料显示，按全国平均计算，每增加10WM装机容量，每年增加近万吨粉煤灰，煤矿综合利用电厂粉煤灰的排污费约20元/m3。
兖州煤业本部有8对大型现代化矿井，这些矿井几乎所有的煤层都存在自燃发火的危险，仅南屯、兴隆庄、鲍店、东滩、济宁二号、济宁三号6对开采自燃煤层矿井，每年灌浆需用的黄土量约50万m3。
“一边是粉煤灰排放需要高额排污费，一边是井下充填需要大量黄土，何不废物利用？”兖矿集团副总工程师王振平介绍，《基于粉煤灰资源化的矿井防灭火成套技术及装备研究》，就是在“预防为主、变废为宝、环境保护”的思想指导下立项进行的，将粉煤灰应用于矿井的综合防灭火体系，使矿井能够在不同的环境，做到有的放矢地采取预防、控制和处理煤层火灾，提高煤矿防火工程效益。
记者了解到，在使用粉煤灰注浆前，兖州煤业所属的上述6对开采自燃煤层矿井，每年灌浆需用的黄土量约50万m3，成本约40元/m3，推广应用粉煤灰注浆后，每年可节约灌浆原料和排污费约3000万元，社会效益和经济效益显著。
兖州煤业攻坚克难 新研发技术世界领先
把粉煤灰充填到井下，要面临许多困难。
粉煤灰是固体粉状物，在运送过程中怎么保持其悬浮不沉淀？在注入后如何使其形成“包浆”状？《基于粉煤灰资源化的矿井防灭火成套技术及装备研究》，对这样的诸多困难一一解决。
王振平介绍，课题开发出稠化胶体悬浮剂，解决了粉煤灰高浓度浆液远距离输送管损、沉淀、堵管等问题；开发了粉煤灰灌浆注胶防灭火系统及装备，解决了粉煤灰灌浆系统的灌注工艺以及粉煤灰灌浆系统为主的无机固化粉煤灰灌浆工艺；研究了以粉煤灰为主要材料的四大系列粉煤灰无机固化配方，该配方主要由主料粉煤灰、固化激发剂、硬化速凝剂与水组成，固化时间为几秒至十几分钟，固化强度可达3MPa以上；研究了高掺量粉煤灰水泥新型喷浆材料相关性能参数，得出了该混合材料的最佳配比；研究了粉煤灰喷浆材料连续式定量制滤浆装置，解决水和固体物料的定量配比及连续式制浆和滤浆问题。
记者了解到，目前我国电厂以燃煤为主，随着电力工业的不断发展，粉煤灰的排放量也日益增多。我国粉煤灰利用率仅有30%-40%，而国外已达到70%-80%。灌浆，则是我国煤矿井下最主要的防灭火手段之一，许多矿井都把灌浆作为矿井正常生产中不可缺少的重要环节。
泥浆能够吸热降温，对煤体还有包裹作用，达到隔氧的目的，防灭火效果显著，已成为与井下内因火灾斗争的主要措施之一。用于煤矿井下防灭火灌浆的材料很多，最常用的是黄土，但是，由于国家土地保护政策的出台，采用黄泥灌浆进行矿井防灭火受到了极大的限制。把粉煤灰作为煤矿井下防灭火灌浆材料在国外已普遍采用，兖州煤业的实践也证明，用电厂粉煤灰替代黄土作为井下防灭火材料在技术上是可行和先进的。
“课题研究成果为煤层火灾预防和治理提供了技术、材料、工艺和系统装备的保障，促进了灌浆和胶体防灭火技术的推广应用。”王振平说，“这项研究提高了矿井防灭火装备的机械化程度和技术水平，巩固了我国在该领域研究的国际领先地位。”
初审编辑：王露
责任编辑：赵帅
