[科普中国]-预防性灌浆技术

预防性灌浆就是将水、黄土(或经破碎的页岩、电厂粉煤灰等)按一定比例配制成泥浆，利用高度差或泥浆泵通过输浆管路，将其输送到采空区等可能发生自燃火灾的地点，以防止自燃火灾的发生。

防护作用泥浆预防自燃火灾的作用是：①隔绝氧气。泥浆灌入采空区后，其中的固体物沉淀，充填于煤、岩碎块的缝隙之间，并将碎煤包裹起来。这样，不仅增加了采空区的密实程度，减少了漏风，而且又防止了碎煤氧化。②吸热降温。泥浆能增加碎煤的湿润，并吸热降温，从而抑制煤的氧化进程。

采前预灌井田内老窑自然发火严重，在这种井田开采时，应采用采前预灌，如图4-3所示。这种方法是在岩石运输巷和回风巷掘出后、分层巷未掘通前，打钻探明老窑采空区的分布情况，要求钻孔经岩石穿透煤层到煤层顶板，终孔间距为30～50m，当工作面的长度超过90m时，应在岩石运输巷和回风巷都布置钻孔，两巷中钻孔的位置要错开，钻孔呈放射状，然后钻孔和灌浆管连接即可灌浆。灌浆过程应连续，灌满一个再接另一个，把整个工作面的老空区灌满后，经足够的脱水时间后，方可进行开采。

随采随灌随采随灌是为防止工作面后方采空区遗留煤的自燃，另外，对于厚煤层分层开采形成再生顶板起到胶结作用。随采随灌可分为埋管灌浆、插管灌浆、钻孔灌浆和向采空区洒浆等方法。

埋管灌浆法如图4-4所示，当工作面推进时，在放顶前，沿回风巷在采空区预先铺好灌浆管路，灌浆管路埋入冒落区10～15m，可采取临时木垛保护灌浆管路，灌浆完毕后用回柱绞车牵引灌浆管路。

插管灌浆法如图4-5所示，放顶前，用木垛维护回风巷8～10m，将灌浆管路插到采空区冒落体上方，灌浆管每隔8m移动一次，灌浆完毕后撤出灌浆管。

钻孔灌浆法如图4-6所示，在开采煤层已有的巷道或专门开凿的底板灌浆道内，每隔10～15m向采空区打钻灌浆，为了减少钻孔长度和便于操作，可沿灌浆道每隔20～30m开凿一小巷(钻窝)，在此向采空区打钻灌浆(图4-7)。

洒浆法就是从灌浆管接出一段胶管，在工作面放顶时，沿工作面自下而上向采空区冒落岩块上洒浆。为安全和工作方便，洒浆一般落后于放顶15～20m。洒浆通常作为灌浆的一种补充措施，使整个采空区特别是下半段采空区也能灌到足够的泥浆。1

采后灌浆当煤层的自然发火期较长时，为避免采煤、灌浆工作互相干扰，可在一个采区结束后封闭停采线的上下出口，然后在上出口的密闭内插管并大量灌浆(图4-8)。采后灌浆的目的一是充填最易发生自燃火灾的停采线空间，二是封闭整个采空区。

灌浆材料应选择渗水性强、脱水快、收缩量小、不含可燃物、能就地取材以及便于开采、运输和制备的灌浆材料。可选用含砂量不超过30%的砂质黏土;或者用黏土和10%的砂子(按体积计)配制成泥浆。2

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学