根据我国各矿区使用的灌浆系统，基本上可归为两类：集中灌浆、分散灌浆。使用的预防性灌浆方法有：采前预灌、随采随灌和采后灌浆3种。

1．灌浆参数设计

（1）灌浆材料的选择

对灌浆材料要求如下：

 颗粒要小于2mm，而且细小颗粒（粘土：≤0．005mm者应占60～70％）。

 密度为2.4～2.8；

塑性指数为9～11（亚粘土）；

胶体混合物（按Mgo含量计）为25％～30％；

含砂量为25％－30％（粒径为0.5～0.25mm以下）；

容易脱水和具有一定的稳定性。

 不含有（或少含有）可燃物。

在煤矿里，传统的灌浆材料是含砂量不超过25～30％的地表黄土。根据实际需要，也可就地取材采用适当的代用材料，如砂土、粉煤灰等。故本设计灌浆材料选用粉煤灰作为灌浆材料。灌注浆灰水比详见表5-3-1。

（2）灌浆参数

地面灌浆站在正常情况下与矿井工作制度一致，年工作日为330d，每天3班灌浆，1班准备，每班纯灌浆时间为6h，每天纯灌浆时间为18h。

 日灌浆所需材料量

Q_t2＝KmLHC

式中：

Q_t2—日灌浆所需土量，m³/d；

K—灌浆系数，为灌浆、材料的固体积与需要灌浆的采空区容积之比，取0.07；

m—煤层采高，m，2^-2号煤层平均厚2.3m；

L—工作面日推进度，m/d，L＝7.2m；

H—灌浆区的倾斜长度，m，200m；

C—采煤回收率，95％。

2^-2号煤1个回采面日需材料量为：

Q_t2＝0.07×2.3×7.2×200×0.95＝220.25（m³/d）

 日灌浆所需实际土量

Q_t3＝αQ_t2

式中：

Q_t3—日灌浆所需实际土量，

α—取材料系数（考虑杂质和开采运输损失，取α＝1.1）；

Q_t2—意义同上。

Q_t3＝l.1×Q_t2＝l.1×220.25＝242.28（m³/d）

 每日制浆用水量

Q_s1＝Q_t2δ

式中：

Q_s1—制备泥浆用水量，m /d

δ—泥水比的倒数，根据经验泥水或浆灰水的比取1:3，则δ＝3；泥浆密度为γ_j＝1.20；

Q_s1＝Q_t2δ＝220.25×3＝660.75（m³/d）

 每日灌浆用水量

Q_s2＝K_sQ_t2δ

式中：

Q_s2—灌浆用水量，m³/d；

K_s—用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数，取1.10；

Q_s2＝1.1×220.25×3＝726.83（m³/d）

 每日灌浆量

Q_j1＝（Q_s1＋Q_t2）M

式中：

Q_j1—日灌浆量，m³/d；

M—泥浆制成率，取0.880；

Q_j1＝（660.75＋220.25）×0.880＝775.28（m³/d）

 每小时灌浆量

Q_j2＝Q_j1/n×t

式中：

Q_j2—每小时灌浆量，m³/h；

N—每日灌浆班数，班/d，n＝3班/d；

t—每班纯灌浆时间，h/班，t＝6h/班；

Q_j2＝775.28/（3×6）＝43m³/h。

 每小时灌浆量

考虑到今后生产规模扩大和煤层发火不确定等因素，灌浆主管路按目前所需能力的1.5倍设计，则每小时候灌浆量为：

Q_jmax＝1.5Q_j2＝1.5×43＝64.5（m³/h），取65m³/h。

式中：

Q_jmax—每小时灌浆量，m³/h。

特别需要说明的是：灌浆系统的灌浆系数、泥水比等各项参数在实际生产中必须根据煤层发火情况、输送距离、煤层倾角、灌浆方式及灌浆材料和季节等因素通过实验确定，以确保灌浆效果和生产的安全。

2．地面制浆工艺流程

常用的制浆工艺主要有两种：水力取土机械制浆法和机械搅拌制浆。水力取土机械制浆法，多采用于制备黄泥浆，可就地取材；机械搅拌制浆常用于制浆材料距生产源距矿井较远的材料。本设计采用水力取土机械制浆法工艺。工艺流程图5-3-1。

图5-3-1  地面制浆系统示意图

来自工业场地附近高位日用消防水池的水重力流至黄泥灌浆站，由高压水枪取土后供至泥浆搅拌池，经过混合搅拌的泥浆再由灌浆管道重力供至井下进行灌浆灭火。

根据工艺要求，工业场地内设置黄泥灌浆搅拌站。黄泥灌浆搅拌站设黄泥搅拌间一座，地上式，尺寸为：36.0×6.0×6.0m，车间内设有黄泥搅拌池1座(每池二格)，单池容积V=45m3，尺寸为23.0×1.26 （净尺寸） ×（2.3～1.9）m（深），每池池顶设有一台行车式泥浆搅拌机，型号为NBJ-10，Q=10m3/h，N=7.5KW。

3．井下灌浆系统及方法的确定

根据该矿煤层自燃的特点及采煤方法，为保证防火效果，本设计采用集中灌浆系统和随采随灌埋管灌浆的灌浆方案。即在回采前沿回风巷道采空区预先埋好灌浆管（一般预埋5～8m钢管，钻孔直径一般为75mm或100mm），预埋管一端通采空区，一端接胶管，胶管长一般为20～30m，开采后立即开始灌浆。随工作面的推进，按开采步距用回柱绞车逐渐牵引灌浆管，牵引一定距离灌一次浆。工作面停采前一般实行“多轮适量，间隔进行”，停采后实行“连续足量，充分灌注”，如图5-3-2所示。

图5-3-2 埋管灌浆图

井下自动化黄泥制浆站采用静压供浆，系统包括黄泥搅拌池、减压设备及管道等。井下黄泥灌浆为井下黄泥灌浆专用的枝状管网，灌浆泥浆通过D159X8管道经回风斜井自流至井下采空区。管道采用无缝钢管，管道连接方式采用卡箍式柔性管接头，各分支管设有闸阀以便检修。在井下采、掘工作面每50m设注浆阀一个。

4．灌浆主要设备

该系统主要有泥浆搅拌机、配套电机、泥浆阀、手动单轨小车、灌浆管道等设备组成。

系统参数及性能指标

 泥浆搅拌机：NBJ-10，搅拌机能力Q=10m³/h；

 配套电机：Y132M-4，N=7.5KW；

 泥浆阀：DN125，Z73X-6；DN10，Z73X-6；

 手动单轨小车：SG-1-2，起重量1-2t；

 环链手拉葫芦：HS1.5，起重量1.5t；

5、确保通过验收