卜祝龍 張鐸 呂英英 王慧 王泓皓 楊娟娟

摘 要：以煤制烯烴產(chǎn)煤渣為基料，羥丙基甲基纖維（HPMC）為膠凝劑，Na2CO3為促凝劑，通過(guò)配比實(shí)驗(yàn)測(cè)試不同水灰比、HPMC及Na2CO3添加量下的交聯(lián)體系對(duì)膠凝時(shí)間、熱穩(wěn)定性以及保水率的影響，結(jié)合礦井火災(zāi)防治的要求，篩選出氣化灰渣漿液膠凝劑和促凝劑的最佳配比。實(shí)驗(yàn)得出，除水灰比為1∶0.25的煤渣漿液外，其余煤渣渣漿液加入膠凝劑后的膠凝時(shí)間均在3 min以內(nèi);熱穩(wěn)定性測(cè)定表明，膠凝劑可以增強(qiáng)煤渣漿液的熱穩(wěn)定性;膠保水率的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，氣化灰渣凝膠保水效果較好。

關(guān)鍵詞：煤渣;膠凝劑;凝膠配比;水灰比;膠凝保水

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ427.2+6;TQ637?????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2022）01-0012-07

Experimental study on proportioning of fire

resistant gel filled with cinder

BU Zhulong1，ZHANG duo2，LYU Yingying3，WANG Hui1，WANG Honghao1，YANG Juanjuan1

（1.YulinVocational and Technical College，Yulin 719000，Shaanxi China;

2.Xi′an University of Science and Technology，Xi′an 710054，China;

3.Yulin Ecological Environment Bureau，Yulin 719000，Shaanxi China）

Abstract：In this paper，the water cement ratio of coal cinder，the optimal addition amount of gelling agent and accelerator are determined through experiments，which plays an important guiding role in the process of fire prevention and extinguishing of coal cinder filling.Taking coal to olefin cinder as base material，hydroxypropyl methyl fiber（HPMC）as gelling agent and Na2CO3 as accelerator，the effects of crosslinking system on gelation time，thermal stability and water retention rate under different water cement ratio，HPMC and Na2CO3 addition amount were tested through proportioning experiment.Combined with the requirements of mine fire prevention，the optimal proportioning of gelling agent and accelerator for gasification cinder slurry was selected.The results show that the gelation time of all the coal slag slurries is less than 3 min，except for the coal slag slurry with water cement ratio of 1：0.25.The results of thermal stability test show that the gelling agent can enhance the thermal stability of coal slag slurry. The experimental results of gel retention rate show that the water retention of the gasification slag gel was better.

Key words：cinder;gelling agents;coagulant gel ratio;water cement ratio;gel retention water

我國(guó)已查明的煤炭?jī)?chǔ)量巨大，煤炭對(duì)于保障能源供應(yīng)具有重大意義。而煤化工產(chǎn)業(yè)可以生產(chǎn)和衍生出多種化工產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔高效利用，解決煤炭產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題，所以大力發(fā)展煤化工行業(yè)，有利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和戰(zhàn)略規(guī)劃[1]。煤制油作為新型煤化工路徑之一，近年來(lái)發(fā)展較為迅速，煤制油產(chǎn)能達(dá)到531 t/a，占全國(guó)總產(chǎn)能的57%，預(yù)計(jì)至2025年可達(dá)1 500 t/a[2-3]。煤制油行業(yè)順利發(fā)展的同時(shí)也受環(huán)境污染等環(huán)保問(wèn)題的困擾。在煤化工的生產(chǎn)過(guò)程中，水資源消耗嚴(yán)重，平均每生產(chǎn)1 t油就需要用水至少7 t，而且會(huì)產(chǎn)生大量的廢水、廢氣、廢渣，如潞安集團(tuán)煤間接液化項(xiàng)目，其年產(chǎn)量達(dá)18萬(wàn)t，但煤制油固廢物（氣化灰渣）產(chǎn)量可達(dá)14 萬(wàn)t/a，長(zhǎng)期堆積既破壞了生態(tài)環(huán)境，也危害人員的生命健康[4-5]。目前我國(guó)煤制油行業(yè)仍處于發(fā)展初級(jí)階段，廢氣、廢水排放控制技術(shù)有待提升，而煤制油氣化灰渣產(chǎn)量高、堆存量高、利用率低，缺乏綠色的固廢處理技術(shù)[6]。因此，如何實(shí)現(xiàn)煤渣的再利用，保障煤制油產(chǎn)業(yè)的綠色高效發(fā)展是目前亟需解決的問(wèn)題。

1 目前形勢(shì)

1.1 煤渣利用情況

我國(guó)煤制油氣化灰渣堆積量大、年產(chǎn)量高，處置方式較為傳統(tǒng)，包括掩埋、堆放、焚燒等，對(duì)于氣化灰渣的回收利用是煤化工行業(yè)綠色發(fā)展的重要組成部分。本文采用的氣化灰渣占煤制油固廢物比例高，目前我國(guó)煤制油氣化灰渣的綜合利用領(lǐng)域主要包括金屬回收、建筑材料、熱利用以及環(huán)保利用等，綜合利用技術(shù)研究取得一定進(jìn)展，但綜合利用水平仍需提升[7-8]。煤制油氣化灰渣利用的具體途徑如下：

（1）熱利用。有學(xué)者分析了氣化灰渣和煙煤的理化特性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了單一樣品與混合樣品的燃燒特性，結(jié)果表明：適量添加氣化灰渣可提高燃燒效率[8];氣化細(xì)灰經(jīng)過(guò)再次燃燒脫碳后形成低碳灰，可將其用于建筑材料中，利于氣化灰渣的循環(huán)利用[9];

（2）金屬回收。在煤化工生產(chǎn)過(guò)程中，煤中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物參與反應(yīng)，殘?jiān)羞€殘留著一些物質(zhì)，這些物質(zhì)由多種金屬氧化物、硅化物、重金屬等組成[10]。因此，氣化灰渣可用于金屬回收;

（3）建筑、建工材料。氣化灰渣目前在建筑領(lǐng)域使用較為廣泛，可用作生產(chǎn)磚塊、保溫材料、水泥、混凝土等建筑材料。在磚塊生產(chǎn)方面，有采用正交實(shí)驗(yàn)，對(duì)包括灰渣在內(nèi)的材料進(jìn)行一系列工業(yè)處理制備出免燒磚[11];對(duì)制備的原材料進(jìn)行分析，確定各種材料的添加量后，采用高壓強(qiáng)液壓成型機(jī)制備了蒸壓粉煤灰磚[12]。在生產(chǎn)水泥及混凝土方面，通過(guò)濕顆粒堆積密實(shí)度測(cè)試方法，測(cè)試了粉煤灰微珠和硅灰分別與水泥摻和后的堆積密實(shí)度和強(qiáng)度的變化，結(jié)果表明：粉煤灰微珠制備水泥的需水量較小，且強(qiáng)度大于硅灰所制備的水泥[13];

（4）環(huán)保領(lǐng)域。為了解決金屬離子污染水嚴(yán)重以及凈水不足的問(wèn)題，用灰渣制備了鋁硅酸鹽Nosean，分析了該材料的理化特性、吸附參數(shù)，并繪制吸附等溫線，最終進(jìn)行熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究，以確?；以紺a2+、Mg2+和Cu2+的性質(zhì)并構(gòu)建吸附模型[14];在低溫下用NaOH對(duì)灰渣進(jìn)行改性研究，并采用ICP-OES、X射線衍射、比表面分析、粒度分析和掃描電鏡等技術(shù)對(duì)改性和未改性的灰渣進(jìn)行表征研究，最終測(cè)試結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)6 h后發(fā)現(xiàn)Cu2+、Pb2+、Ni2+、Cr3+和Co2+去除率超過(guò)95%[15]。

1.2 礦用防火凝膠阻化特性研究現(xiàn)狀

礦用防滅火凝膠是一種介于固態(tài)與液態(tài)之間的彈性半固體，通過(guò)膠凝前漿液輸送至井下，逐漸滲流進(jìn)入到煤巖裂隙，最終將煤體表面覆蓋，阻止氧氣與煤體接觸;凝膠中的水分子可以吸收煤體熱量降低煤溫，且水受熱汽化后形成的水蒸氣能降低區(qū)域內(nèi)的氧氣濃度，減緩煤氧反應(yīng)速率，達(dá)到礦井火災(zāi)防治的目的[16-17]。

礦用防滅火凝膠的防滅火功能，不僅借助于凝膠自身的吸熱降溫、密封堵漏等性能，同時(shí)凝膠的阻化效果也是研究的重點(diǎn)，因此需要展開(kāi)煤制油氣化灰渣凝膠對(duì)煤氧化升溫過(guò)程的阻化機(jī)制研究。以聚丙烯酸/海藻酸鈉高吸收劑（PS）、抗壞血酸（VC）和水為原材料，制備了一種緩釋型抑制劑PS-C，并通過(guò)TGA-DSC實(shí)驗(yàn)、FTIR測(cè)試了其阻化效果，結(jié)果表明：該抑制劑對(duì)煤炭的自燃具有高效且持續(xù)的抑制性能[18];采用羧甲基纖維素鈉（CMC）、葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯（GDL）和檸檬酸鋯（ZR CIT）制備了一種新型防滅火凝膠，結(jié)果表明：凝膠的加入提高了反應(yīng)難度，抑制了煤的氧化反應(yīng)[19];通過(guò)將高分子聚合物與交聯(lián)劑引入WG凝膠中，選取煤氧化熱解后產(chǎn)生的CO體積分?jǐn)?shù)衡量凝膠材料的阻化特性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：阻化率達(dá)到69.1%，對(duì)煤的氧化熱解起到良好的抑制作用[20]。

由于煤制油氣化灰渣堆存量高、產(chǎn)量大，目前對(duì)于氣化灰渣的高效循環(huán)利用缺乏有效的技術(shù)手段和措施，所以將煤制油氣化灰渣用于礦井火災(zāi)防治是促進(jìn)煤制油行業(yè)綠色發(fā)展的一個(gè)方向。煤渣制成漿液后在輸送管道的流動(dòng)性以及輸送到井下防滅火區(qū)域后都能達(dá)到很好的防滅火作用，這與煤渣漿液的膠凝性、保水率以及熱穩(wěn)定性有很大關(guān)系。那么煤渣在填充防滅火方面的應(yīng)用過(guò)程中，其煤渣水灰比、膠凝劑以及促凝劑的最佳添加量需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。

2 膠凝時(shí)間的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

膠凝時(shí)間是影響氣化灰渣凝膠對(duì)礦井火災(zāi)防治效果的關(guān)鍵，較長(zhǎng)或較短的膠凝時(shí)間都無(wú)法達(dá)到火災(zāi)防治的目的。本文所采用的氣化灰渣所配制的漿液透過(guò)度較低，為提高礦井火災(zāi)防治的有效性，膠凝時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，并且氣化灰渣漿液膠凝成型后會(huì)形成半固體狀物，具備一定的強(qiáng)度和形態(tài)。因此，本文借助測(cè)試水泥稠度凝結(jié)時(shí)間的維卡儀來(lái)測(cè)定氣化灰渣漿液的膠凝時(shí)間。

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

維卡儀;容量為250 mL的燒杯30個(gè);量程為100 mL的量筒1個(gè);玻璃棒若干;JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器;分析天平。

2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（1）安裝長(zhǎng)50 mm，直徑1 mm的試針，調(diào)整維卡儀的試針與圓模，接觸時(shí)進(jìn)行對(duì)零調(diào)整;

（2）將30個(gè)250 mL的燒杯，分成5份，每份為一組依次向每組燒杯中分別加入25、50、75、100、125和150 g的氣化灰渣，量取100 mL的水倒入燒杯中，用JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器攪拌均勻5 min，配制成漿液;

（3）稱(chēng)取1%、2%、3%的促凝劑，分別加入上述的漿液中，將加入促凝劑的漿液攪拌均勻后準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn);

（4）用分析天平量稱(chēng)取0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%的膠凝劑HPMC。使用玻璃棒將添加HPMC的氣化灰渣漿液攪拌均勻后，迅速置于試模中，轉(zhuǎn)動(dòng)螺絲使試針端部下降至與液面接觸。擰緊止動(dòng)螺絲1～2 s后，突然松開(kāi)使試驗(yàn)針垂直自由地沉入泥漿中。當(dāng)試針停止下沉?xí)r，記錄試桿與玻璃板之間的距離。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

不同水平促凝劑下膠凝時(shí)間變化情況如圖2所示。

根據(jù)圖1實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得出以下結(jié)論：

（1）當(dāng)HPMC的添加量低于0.5%時(shí)，所有水灰比下的氣化灰渣漿液均未膠凝;當(dāng)HPMC的添加量為2.5%時(shí)，所有水灰比下的氣化灰渣漿液均發(fā)生膠凝;對(duì)水灰比為1∶0.25的氣化灰渣漿液添加2.5%的HPMC后，其膠凝效果較差，所形成的凝膠在短時(shí)間內(nèi)析出水分較多;當(dāng)水灰比為1∶1.5時(shí)，氣化灰渣漿液雖然可以在很短時(shí)間內(nèi)發(fā)生膠凝，但凝膠流動(dòng)性極差，無(wú)法滲透破碎的松散煤體，僅可覆蓋于煤體表面。因此在后續(xù)研究和結(jié)論中不予考慮水灰比為1∶0.25和1∶1.5的氣化灰渣漿液;

（2）當(dāng)HPMC的添加量相同時(shí)，不同水灰比下氣化灰渣漿液的膠凝時(shí)間不同。隨著漿液中氣化灰渣含量的增加，膠凝時(shí)間隨之縮短，呈近似線性減小的變化趨勢(shì);

（3）水灰比相同的氣化灰渣漿液膠凝所需的時(shí)間隨著HPMC添加量的增加而減少;

（4）在保證膠凝效果的前提下，當(dāng)水灰比大于1∶0.5時(shí)，所有的氣化灰渣漿液所需的HPMC最低添加量均為1%;

（5）通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膠凝時(shí)間受pH值影響。當(dāng)水灰比和膠凝劑添加量相同時(shí)，隨著促凝劑Na2CO3添加量由0%增加至3%，膠凝時(shí)間不斷減少;

（6）通過(guò)本實(shí)驗(yàn)得出煤渣在井下防滅火應(yīng)用過(guò)程中將水灰比控制在1∶0.25和1∶1.5之間，膠凝劑HPMC按照2.5%添加，煤渣制成漿液后有很好的膠凝效果能滿足井下防滅火要求。

3 熱穩(wěn)定性測(cè)定實(shí)驗(yàn)

凝膠的熱穩(wěn)定性指的是凝膠在高溫下能夠抵抗受熱并保持其性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的能力。通常煤礦在進(jìn)行防滅火過(guò)程中一般會(huì)選用耐熱性較好的材料，這是因?yàn)榈V用凝膠在高溫下能夠較好地穩(wěn)定自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)，確保水分子固定在網(wǎng)狀構(gòu)架內(nèi)。凝膠由于其自身結(jié)構(gòu)對(duì)水的約束力使得水分子在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)逐步釋放，因此凝膠在高溫下具備抵抗熱變形和熱分解的能力，掌握凝膠在高溫條件下的穩(wěn)定性對(duì)于研究礦井火災(zāi)防治、確保煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。本文參照無(wú)氨凝膠的熱穩(wěn)定性測(cè)試方法，分析研究水灰比和HPMC添加量對(duì)氣化灰渣凝膠熱穩(wěn)定性的影響。

3.1 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

分析天平;容量為250 mL的燒杯16個(gè);玻璃棒若干;量程為100 mL的量筒1個(gè);JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器;101-2AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱。

3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（1）打開(kāi)101-2AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱，設(shè)置恒溫為100 ℃，預(yù)熱30 min;

（2）按照水灰比1∶0.5、1∶0.75、1∶1、1∶1.25配比分別配制漿液并攪拌均勻，然后在燒杯內(nèi)放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%、1.5%、2%、2.5%的HPMC，配制出不同配比的氣化灰渣凝膠。然后將它們一起放入101-2AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，每隔1 h拿出測(cè)量質(zhì)量，連續(xù)測(cè)10次。其他比例的漿液重復(fù)上述步驟進(jìn)行測(cè)量;

（3）將所測(cè)得數(shù)據(jù)用公式3.1計(jì)算。假設(shè)凝膠的失水率用τ來(lái)表示，則

τ=ma-mbma×100%

式中：τ為凝膠失水率;mb為凝膠瞬時(shí)含水量;ma為凝膠總含水量。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

不同水灰比和膠凝劑添加量下氣化灰渣凝膠的熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

根據(jù)圖2實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得出以下結(jié)論：

（1）氣化灰渣凝膠的熱穩(wěn)定性隨著膠凝劑添加量的增大而提升。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，未添加膠凝劑的氣化灰渣材料漿液在100 ℃時(shí)的失水率均高于添加膠凝劑的氣化灰渣材料漿液，即后者的熱穩(wěn)定性更強(qiáng)。這是因?yàn)闅饣以c膠凝劑混合后，凝膠內(nèi)會(huì)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在高溫下凝膠也不會(huì)出現(xiàn)失水率過(guò)大的情況。通過(guò)對(duì)比分析圖3可以發(fā)現(xiàn)，除未添加膠凝劑的氣化灰渣漿液外，當(dāng)膠凝劑的添加量大于1%時(shí)，相同水灰比、不同膠凝劑添加量的氣化灰渣漿液失水率變化幅度相對(duì)較小，4條曲線有重合的趨勢(shì)，說(shuō)明膠凝劑添加量對(duì)失水率的減少作用不顯著。因此在實(shí)際應(yīng)用中，僅考慮凝膠熱穩(wěn)定性時(shí)，膠凝劑的添加量最小可控制為1%。

（2）當(dāng)膠凝劑添加量相同時(shí)，氣化灰渣漿液的水灰比越大，凝膠的失水率越小，其熱穩(wěn)定性也隨之提升，這說(shuō)明水灰比的增加使得膠體的熱穩(wěn)定性增加，如當(dāng)膠凝劑添加量為1.5%時(shí)，氣化灰渣凝膠在100 ℃的干燥箱放置10 h后，水灰比1∶0.75和1∶1的氣化灰渣凝膠失水率分別為8.36%和7.29%。因此，在保證凝膠的流動(dòng)性、膠凝時(shí)間等性能的前提下，可以在制備凝膠的過(guò)程中通過(guò)增加漿液的水灰比來(lái)提高凝膠的熱穩(wěn)定性;

（3）本實(shí)驗(yàn)可以得出煤渣在用于井下防滅火過(guò)程中只要膠凝劑HPMC添加比大于1%，制成后的煤渣漿液可以有很好的熱穩(wěn)定性滿足防滅火的需求。

4 保水率測(cè)定實(shí)驗(yàn)

凝膠的保水率是測(cè)試凝膠在長(zhǎng)期放置后其固水性能的變化。凝膠結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)狀構(gòu)架能夠?qū)⒋罅孔杂伤潭ㄐ纬山Y(jié)合水，從而降低膠體的流動(dòng)性。不同凝膠的網(wǎng)狀構(gòu)架不同，其固水能力差異也較大。當(dāng)氣化灰渣漿液注漿進(jìn)入礦井后，需要在較長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)礦井火災(zāi)進(jìn)行防范。因此研究氣化灰渣凝膠的保水率是完成礦井火災(zāi)防治任務(wù)的重要因素之一。

4.1 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

容量250 mL燒杯若干;玻璃棒;量筒;分析天平;保鮮膜;JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器。

4.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（1）配置水灰比為1∶0.5、1∶0.75、1∶1、1∶1.25的氣化灰渣漿液，各水灰比配置4份，每份按照1%、1.5%、2%、2.5%的膠凝劑添加量依次加入，配置成氣化灰渣凝膠;

（2）用保鮮膜密封保存，靜置2個(gè)月。倒出1、3、7、15、25、40和60 d凝膠析出的水，并用量筒稱(chēng)量;

（3）將所測(cè)得數(shù)據(jù)用公式計(jì)算。假設(shè)漿液的失水率用η來(lái)表示，則

η=w0-w1w0

式中：η為漿液保水率;w1為漿液析水量;w0為漿液總含水量。

4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

不同水灰比和HPMC添加量下氣化灰渣凝膠保水率變化情況如圖3所示。

根據(jù)圖3實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得出以下結(jié)論：

（1）當(dāng)氣化灰渣漿液的水灰比不變時(shí)，凝膠的保水率隨HPMC的添加量增大而提高。這可能是因?yàn)镠PMC的結(jié)構(gòu)中具有甲氧基和羥丙氧基，它們?cè)贖PMC的分子鏈上均勻分布，當(dāng)膠凝劑添加量變大時(shí)，這兩種基團(tuán)的數(shù)量也隨之增大，有利于氧原子與水形成大量氫鍵，吸附和結(jié)合漿液中的游離水。因此在礦井火災(zāi)防治的應(yīng)用當(dāng)中，可以適當(dāng)提高HPMC的添加量，從而增大氣化灰渣凝膠的保水率;

（2）當(dāng)氣化灰渣漿液中HPMC的添加量不變時(shí)，凝膠的保水率隨水灰比的增大而提高。這是因?yàn)镠PMC在漿液中能夠包裹氣化灰渣顆粒，形成一層潤(rùn)濕膜，當(dāng)水灰比增大時(shí)，氣化灰渣顆粒增多，潤(rùn)濕膜的厚度、體積也隨之增大;

（3）氣化灰渣凝膠在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的保水率變化大致分為兩個(gè)過(guò)程：一是失水階段，時(shí)間范圍為0～25 d，在這一時(shí)期內(nèi)，氣化灰渣凝膠失水較多。這是由于HPMC形成的結(jié)構(gòu)包裹形成固定水后，仍有小部分自由水逐步析出。二是穩(wěn)定階段，這一階段自由水析出基本結(jié)束，凝膠結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，保水率不再減小;

（4）本實(shí)驗(yàn)得出在水灰比確定的情況可以適當(dāng)增加HPMC添加量以保證煤渣漿液有更好的保水率。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)膠凝時(shí)間測(cè)定實(shí)驗(yàn)得出，除水灰比為1∶0.25的氣化灰渣漿液外，其余氣化灰渣漿液加入膠凝劑后的膠凝時(shí)間均在3 min以內(nèi);膠凝時(shí)間隨著氣化灰渣漿液的水灰比、HPMC添加量和Na2CO3添加量的增加均呈現(xiàn)減小趨勢(shì);

（2）熱穩(wěn)定性測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氣化灰渣漿液與膠凝劑混合后，凝膠內(nèi)會(huì)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠使水分子固定在網(wǎng)狀構(gòu)架中失去流動(dòng)性，在高溫下凝膠也不會(huì)出現(xiàn)失水率過(guò)大的情況，即膠凝劑可以增強(qiáng)氣化灰渣漿液的熱穩(wěn)定性;當(dāng)膠凝劑的添加量大于1%時(shí)，膠凝劑對(duì)氣化灰渣凝膠熱穩(wěn)定性的失水率影響程度減弱;

（3）通過(guò)對(duì)氣化灰渣凝膠保水率的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果表明：氣化灰渣凝膠保水效果較好。在室溫下靜置60 d，隨著膠凝劑添加量和水灰比增大，氣化灰渣凝膠的保水率最大可達(dá)93%。由此可得出，氣化灰渣凝膠能夠滿足井下的應(yīng)用需求;

（4）煤渣在防滅火的應(yīng)用過(guò)程中，結(jié)果表明：將水灰比控制在1∶0.25和1∶1.5內(nèi)，膠凝劑添加量為2.5%時(shí)，能達(dá)到很好的管道流動(dòng)性及防滅火效果。在水灰比一定的情況下可以適當(dāng)增加膠凝劑的添加量，以確保有更好的保水率;在膠凝劑添加比例不變的情況下可以適當(dāng)?shù)脑龃笏冶?，以增加煤渣漿液的保水率和提高熱穩(wěn)定性。

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