CN115234282B - 厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法：步骤1，搜集资料，掌握采空区扰动漏风情况；步骤2，施工先导钻孔，探查地层裂隙特征，确定注浆浆液类型，根据帷幕平面位置与工作面在地表投影位置相互关系及移动角，确定帷幕有效厚度、高度，设计帷幕封堵钻孔间距和结构，分序施工；步骤3，若钻孔内温度异常且有自燃气体，执行步骤5；正常则执行步骤4；步骤4：对注浆孔投入骨料、注入膏体或浆液；步骤5，向钻孔内注灭火浆液。本发明将有限的浆量控制在合理的注浆范围内，短时间内快速形成有效帷幕、快速消灭火情，起到堵漏风、防灭火的效果，保证综采工作面的安全回采，实现煤矿降本增效的同时保护自然环境。
Description
技术领域
本发明属于地质灾害防治与煤矿安全开采领域，具体涉及一种厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法。
背景技术
我国煤炭资源丰富，厚煤层在全国各个聚煤中心分布广泛，以陕北地区为例，煤层较厚且埋藏较浅(局部煤层厚度超过10m，埋深一般不超过300m)，煤层倾角小(一般为 0～3°)，煤层相距较近(层间距甚至达到5m)且分叉严重，煤变质程度浅、丝炭含量高、燃点低，因此具有较强的自燃倾向性。
上世纪80年代，由于液压支架高度有限，单次开采高度受到限制，厚煤层普遍采用分层开采方法进行开采。上分层工作面开采后，下分层工作面在上分层工作面采空区垮落的顶板下进行，下分层开采后造成上下分层采空区贯通，由于煤层埋藏较浅且地表沟壑发育，因此产生严重的垂向和侧向漏风现场。漏风供氧会进一步引起采空区遗煤升温进而发生自燃，严重威胁煤矿安全生产和生态环境。对于地表垂向漏风可以采取地表覆土措施进行治理，但对于工作面侧向漏风和遗煤自燃目前还没有很好的治理方法。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案予以解决：
一种厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法，具体包括如下步骤：
步骤1，搜集地质和图纸资料、厚煤层分层重叠开采资料、历次开采后地表塌陷情况、煤层自燃探查情况，掌握采空区扰动漏风情况，分析采空区遗煤受漏风供氧引起的升温自燃规律，确定帷幕施工平面位置，确定帷幕附近采空区遗煤自燃范围；
步骤2，在巷道、采空非压密区和压密区内分别施工先导钻孔，利用钻孔探查冒落带及非压密区和压密区内上三带地层裂隙特征，确定注浆浆液类型，根据帷幕施工平面位置与工作面在地表的投影位置相互关系及移动角，确定帷幕有效厚度、高度，设计帷幕封堵钻孔间距和钻孔结构，进行分序施工；
步骤3，钻孔成孔后，测量每个钻孔内的温度和气体，根据温度和气体情况判断遗煤是否自燃，若钻孔内所测温度异常且含有煤层升温自燃标志性气体，说明遗煤自燃，执行步骤5；若温度和气体成分均正常，则说明遗煤未自燃，执行步骤4；
步骤4：视步骤2得到的钻探揭露地层情况以及掉钻情况，对每个注浆孔投入骨料、注入膏体或浆液；
步骤5，根据风流方向及逆风流空间分布位置，采用钻探追踪控制自燃火区范围，向钻孔内注灭火浆液快速围堵灭火，灭火后，待钻孔内浆液初凝后重新扫孔，利用单向注浆技术分段、多次加压劈裂对重点部位精准注浆，封堵帷幕范围内剩余裂缝空间。
进一步的，所述步骤1中，根据地表塌陷情况、地表漏风情况和SF6漏风测定系统掌握采空区扰动漏风情况；根据采空区开采条件和煤层自燃规律分析遗煤受漏风供氧引起的升温自燃规律。
进一步的，所述步骤2具体包括如下子步骤：
步骤21，布置先导钻孔，该过程中全孔取芯，并对取芯岩样进行试验检测，检测内容主要包括孔隙率、含水率、岩石力学参数；
步骤22，将步骤21得到的结果结合钻孔中电视成像结果，获得冒落带、非压密区和压密区内上三带地层裂隙分布特征；
步骤23，依据煤层埋藏深度、厚度、厚煤层历次开采后地表塌陷情况，确定基岩移动角和松散层移动角。
步骤24，确定注浆浆液类型和帷幕有效厚度、高度，设计帷幕封堵钻孔间距和钻孔结构。
进一步的，所述步骤23中，一次采动条件下基岩移动角为75°，重复采动时基岩移动角相较一次采动减少10～15°，松散层移动角为45°。
进一步的，所述步骤2中，钻孔间距根据浆液扩散半径确定，注浆扩散半径计算公式为：
式中：R为浆液扩散半径，m；k为受注土层渗透系数，m/h；t为浆液扩散所需时间，h；h为注浆压力，MPa；r0为注浆管半径，m；n为受注煤岩体有效孔隙率；β为注浆浆液与水的黏度比。
进一步的，所述步骤2中，先导钻孔施工过程中配备瓦斯、气体监测器及警报器。
进一步的，所述步骤3中，所述温度异常指温度大于80℃；含有煤层升温自燃标志性气体是指监测到CO含量超过24ppm。
进一步的，所述步骤4具体包括如下子步骤：
步骤41，在非压密区内钻进过程中发生掉钻的情况下，先从孔口注入膏体或带粗骨料的浆液封堵掉钻大空间；在非压密区未掉钻情况下以及在压密区内，先从孔口注入高浓度复合浆液封堵大裂缝；实时监测注浆孔孔口压力，达到压力标准时结束注浆；
步骤42，待初凝后重新扫孔，利用单向注浆技术分段、多次加压劈裂对重点部位精准注浆，封堵帷幕范围内剩余裂缝空间。
还包括步骤6，对步骤4和步骤5的结果进行质量检测，如果不合格，则进行补孔，然后返回步骤3。
进一步的，所述步骤4中，骨料采用粉碎的煤矸石、去除污染物后的建筑垃圾、滤渣中的至少一种或采用多种的混合物；拌合膏体或浆液的主要材料为磨粉的煤矸石，根据不同的需要增加不同的材料，需要增加和易性时加入粉煤灰或黄土，需要在遗煤处起防火作用时加入熟石灰，控制浆液流动性时加入水泥和水玻璃，需要快速灭火时加入氮气。
相较于现有技术，本发明具有以有益效果：
1)本发明根据成孔后测温及测气情况、钻孔揭露情况采取合适的注浆工艺和浆液类型，快速消灭火情，利用单向注浆技术分段、多次加压劈裂技术进行精准控制注浆，将有限浆量控制在合理的注浆范围内，短时间内快速形成有效的帷幕、快速消灭火情，起到堵漏风、防灭火的效果；
2)能够保证综采工作面的安全回采，实现煤矿降本增效的同时保护自然环境，并为厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵及防灭火方面提供有效技术。
3)经试验，未治理的工作面旁侧的工作面经过本发明的方法进行治理后，回风量满足矿方安全生产需要，漏风量远远低于未治理的工作面漏风量，治理效果显著。
附图说明:
并入本发明并形成说明书的一部分的附图例示了本发明的方法，并且附图与说明书一起进一步用于解释本发明的原理以及使得所属领域技术人员能够制作和使用本公开。
图1为本发明的厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法的流程图；
图2为实施例中下分层工作面开采时侧向漏风示意图；
图3为实施例中钻孔取芯柱状图；
图4为实施例中钻孔彩色电视成像图片图；
图5为实施例中非压密区三角区示意图；
图6为实施例中注膏体时的钻孔结构图；
图7为实施例中非压密区三角区注膏体示意图；
图8为实施例中注复合浆液的钻孔结构图；
图9为实施例中分段、多次、单向加压劈裂注浆技术示意图；
图10为实施例中着火区域注入灭火浆液进行灭火示意图；
图11为实施例中治理后形成帷幕示意图；
图12为实施例中未治理的工作面回风情况；
图13为实施例中治理后的工作面回风情况。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本领域的技术人员能够理解，尽管以下的说明涉及到有关本发明的实施例的很多技术细节，但这仅为用来说明本发明的原理的示例、而不意味着任何限制。本发明能够适用于不同于以下列举的技术细节之外的场合，只要不背离本发明的原理和精神即可。
另外，为了避免使本说明书的描述限于冗繁，在本说明书中的描述中，可能对可在现有技术资料中获得的部分技术细节进行了省略、简化、变通等处理，这对于本领域的技术人员来说是可以理解的，并且这不会影响本说明书的公开充分性。
首先对本发明涉及到的技术术语进行说明：
采空区：指将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔。
采空区遗煤：煤层开采过程中遗留的煤柱。
帷幕：使各钻孔中注浆体相互搭接以形成一道“墙”，这道“墙”称为帷幕。
冒落带：冒落带是指工作面回采后引起的煤层上覆岩体完全垮落的那部分岩层。
非压密区：工作面巷道正帮一侧，塌陷区非压实区域。
压密区：工作面开采中间位置，塌陷区压实区域。
上三带地层裂隙特征：指垮落带、断裂带、弯曲带这上三带中裂隙分布情况。
单向注浆技术：指浆液进入单向注浆器的圆形孔洞时，顶开橡皮套，向岩石面扩散；停止灌浆和外界浆液串入时，外侧包裹的橡皮套具有逆止阀的作用，外界浆液无法通过缝面进入注浆器，从而形成单向注浆。
多次加压劈裂：加压灌注泥浆，将先前注浆凝固的浆液劈裂开形成新的注浆通道的方法，多次重复进行上述方法。
如图1所示，本发明的厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法具体包括如下步骤：
步骤1，搜集地质和图纸资料、厚煤层分层重叠开采资料、历次开采后地表塌陷情况、煤层自燃探查情况，掌握采空区扰动漏风情况，分析采空区遗煤受漏风供氧引起的升温自燃规律，确定帷幕施工平面位置，确定帷幕附近采空区遗煤自燃范围。
具体的，通常可根据地表塌陷情况、地表漏风情况和SF6漏风测定系统掌握采空区扰动漏风情况；根据采空区开采条件和煤层自燃规律分析遗煤受漏风供氧引起的升温自燃规律，进一步确定帷幕施工平面位置。
步骤2，在巷道、采空非压密区和压密区内分别施工先导钻孔，利用钻孔探查冒落带及非压密区和压密区内上三带地层裂隙特征，确定注浆浆液类型，根据帷幕施工平面位置与工作面在地表的投影位置相互关系及移动角，确定帷幕有效厚度、高度，设计帷幕封堵钻孔间距和钻孔结构，进行分序施工。
步骤3，钻孔成孔后，测量每个钻孔内的温度和气体，根据温度和气体情况判断遗煤是否自燃，若钻孔内所测温度异常(根据矿方施工经验，温度大于80℃即为异常温度) 且含有煤层升温自燃标志性气体(主要为CO，当含量超过24ppm时为异常)，说明遗煤自燃，执行步骤5；若温度和气体成分均正常，则说明遗煤未自燃，执行步骤4；
步骤4：视步骤2得到的钻探揭露地层情况(即步骤2中利用钻孔冒落带及非压密区和压密区内上三带地层裂隙特征)以及掉钻情况，对每个注浆孔投入骨料、注入膏体或浆液。具体操作如下：
步骤41，在非压密区内钻进过程中发生掉钻的情况下，先从孔口注入膏体或带粗骨料的浆液封堵掉钻大空间(大空间指采空塌陷后依然存在的空洞)；在非压密区未掉钻情况下以及在压密区内，先从孔口注入高浓度复合浆液封堵大裂缝；实时监测注浆孔孔口压力，达到压力标准时结束注浆；
步骤42，待初凝后重新扫孔(扫孔是地质专用术语，此处指孔口注浆结束后，利用钻机将钻孔内沉淀浆液扫除，以便下入单向管进行单向注浆)，利用单向注浆技术分段、多次加压劈裂对重点部位(即掉钻部位及采空区上三带裂缝)精准注浆，封堵帷幕范围内剩余裂缝空间。
步骤5，根据风流方向及逆风流空间分布位置，采用钻探追踪控制自燃火区范围，向钻孔内注灭火浆液快速围堵灭火，灭火后，待钻孔内浆液初凝后重新扫孔，利用单向注浆技术分段、多次加压劈裂对重点部位精准注浆，封堵帷幕范围内剩余裂缝空间。
本发明的方法还可以包括步骤6，对步骤4和步骤5的结果进行质量检测，如果不合格，则进行补孔，然后返回步骤3；
通过上述技术方案，能够将有限浆量控制在合理的注浆范围内，短时间内快速形成有效的帷幕，同时能够快速消灭火情，起到堵漏风、防灭火的效果，保证综采工作面的安全回采，实现煤矿降本增效的同时保护自然环境。
优选的，步骤1中，地质和图纸资料包括地质报告、井上下对照图、钻孔柱状图、综合采掘工程平面图、岩层力学参数。
厚煤层分层重叠开采资料、历次开采后地表塌陷情况、煤层自燃探查情况，掌握开采工作面(采空区)的主要漏风通道及漏风量情况。
优选的，步骤2具体包括如下操作：
步骤21，布置先导钻孔，该过程中全孔取芯，并对取芯岩样进行试验检测，检测内容主要包括孔隙率、含水率、岩石力学参数；
步骤22，步骤21得到的结果结合钻孔中电视成像结果，获得冒落带、非压密区和压密区内上三带地层裂隙分布特征；
步骤23，依据煤层埋藏深度、厚度、厚煤层历次开采后地表塌陷情况，确定基岩移动角和松散层移动角。根据统计，一次采动条件下基岩移动角一般按照75°计，重复采动时基岩移动角相较一次采动减少10～15°，松散层移动角一般按照45°计；步骤24，确定注浆浆液类型和帷幕有效厚度、高度，设计帷幕封堵钻孔间距和钻孔结构。
其中，注浆浆液类型根据钻探揭露情况确定，帷幕有效厚度根据施工工程需要确定；帷幕有效高度已由步骤1确定。钻孔间距根据浆液扩散半径确定。
优选的，步骤2中，钻孔间距根据浆液扩散半径确定，注浆扩散半径是根据地质、钻孔及注浆参数等信息确定的，具体的，注浆扩散半径一般与注浆压力、土层渗透系数、孔隙率、浆液可注入性等因素有关，通过调整上述参数可控制注浆扩散半径，计算公式为：
式中：R为浆液扩散半径(m)(简称注浆半径)；k为受注土层渗透系数(m/h)；t为浆液扩散所需时间(h)；h为注浆压力(MPa)；r0为注浆管半径(m)；n为受注煤岩体有效孔隙率；β为注浆浆液与水的黏度比。
据此控制帷幕有效厚度(控制注浆扩散半径从而控制帷幕有效厚度)，预估注浆总量(注浆总量预估通常通过浆液损耗系数、注浆范围体积、采空塌陷区平均孔隙率、注浆充填系数等参数确定)。
优选的，步骤2中，先导钻孔施工过程需要配备瓦斯、CO等气体监测器及警报器，实时监测有毒有害气体逸出情况，防止发生中毒事故。
优选的，步骤4中，骨料采用粉碎的煤矸石、去除污染物后的建筑垃圾、滤渣中的至少一种或采用多种的混合物；拌合膏体或浆液的主要材料为磨粉的煤矸石，根据不同的需要可以增加不同的材料，增加和易性时可加入粉煤灰或黄土，遗煤处起防火作用时可加入碱性的熟石灰(用于防灭火)，控制浆液流动性时加入水泥和水玻璃，快速灭火时可加入氮气进行发泡(用于步骤5自燃灭火)。
为了验证本发明的方法的可行性和有效性，本发明进行了如下实施例：
实施例1：
本实施例为陕北某煤矿实例，以下结合图2-图13具体说明本实施例的实施情况。
陕北某煤矿12煤煤层厚度近10m，分上下两层进行开采，上下层工作面的地面投影位置相互对应，上分层回采高度约4m，于本世纪初回采完毕；下分层工作面沿底板掘进，与上分层采空区间隔厚约2m的煤层，现有接续的12煤下205、207和209工作面，三个工作面切眼外侧是相邻综治项目的露采坑，距离工作面切眼最近处仅约40m，三个工作面上部均是上分层采空塌陷区(即采空区及形成的冒落带)，露天煤矿已挖通上分层采空区，三个工作面开采切顶时，冒落带会联通上分层采空塌陷区，进而引起工作面向露天矿坑侧向漏风(见图2)，造成通风系统紊乱，加之露天采坑煤层处于自燃状态，该煤矿下分层开采工作面局部地点发生煤层自燃。12煤下209工作面回采最早，回采过程中未采取有效的防止侧向漏风的手段，因此回采过程中漏风现场严重，最严重时回风量为-300m3左右，漏风供氧使局部地方产生自燃情况，严重影响煤矿安全生产和生态环境。
鉴于12下209工作面开采过程中产生严重漏风和自燃情况，对12下207工作面进行侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火治理。治理工作程序如下：
首先，搜集地质报告、井上下对照图、钻孔柱状图、综合采掘工程平面图、岩层力学参数、煤层群历次开采后地表塌陷情况、煤层自燃探查情况、开采工作面主要漏风通道及漏风量等资料。
依据煤层埋藏深度、厚度、煤层群历次开采后地表塌陷情况确定帷幕施工平面位置，根据统计确定基岩移动角和松散层移动角，对于本地区基岩移动角按照70°计算，松散层移动角按照45°计算，分别取垂直露天矿坑边界的近似地质剖面和垂直下12下203与12下205工作面之间的近似地质剖面，前者帷幕高度100m时帷幕不受下分层回采的影响，后者帷幕高度40m时帷幕不受下分层回采的影响。
其次，在巷道、非压密区和压密区等多个位置施工先导孔，对先导孔进行全孔取芯(见图3)，经过岩石力学测试获取孔隙率、含水率、岩石力学参数等信息，结合孔中电视成像结果(见图4)，获得上三带地层裂隙分布特征，利用先导孔信息指导注浆参数、浆液扩散半径及帷幕钻孔技术参数。
注浆前，实验室测量受注土层渗透系数、受注煤岩体有效孔隙率等准确参数，根据设备和现场条件确定浆液扩散所需时间、注浆压力及注浆管路半径等关键参数，通过公式
合理控制浆液扩散距离和浆体堆积角，保证注浆质量。本次按照浆液扩散半径为7.5m、钻孔间距为10m。
然后，钻孔成孔后，进行温度和气体成分分析。对于若温度和气体成分正常且在非压密区钻进过程中发生掉钻，先注膏体或带粗骨料的浆液封堵掉钻大空间(见图5-图7)；在非压密区未掉钻及在压密区内，先孔口注高浓度复合浆液封堵大裂缝；达到压力标准时结束注浆，待初凝后重新扫孔，利用单向注浆技术分段、多次加压劈裂对重点部位精准注浆，封堵帷幕范围内剩余裂缝空间(见图8-图9)。对于所测温度异常且含有煤层升温自燃标志性气体，钻探追踪控制自燃火区范围，注灭火浆液快速围堵灭火，待灭火后对帷幕范围内钻孔采用上述扫孔注浆工艺，使用有限的浆量封堵剩余裂缝空间。在钻孔内测温度异常且含有煤层升温自燃标志性气体，注灭火浆液快速围堵灭火(见图10)，待灭火后进行帷幕注浆，使用有限的浆量封堵剩余裂缝空间。
最终形成如图11所示的帷幕，起到堵漏风、防灭火作用。
其中，膏体的材料配比为：水:水泥:粉煤灰＝0.45:0.5:0.5，间歇性的加入占水泥用量 5～10％的水玻璃；带粗骨料浆液材料配比为：水:水泥:粉煤灰:粗骨料＝1:0.33:0.77:3；复合浆液材料配比为：黄土/粉煤灰:石灰＝0.9:0.1(钻孔下部)或黄土/粉煤灰:石灰：水泥＝0.8:0.05:0.15(钻孔下部，吃浆量大时采用此浆液，并根据实际情况加入占水泥量5％的水玻璃)。根据单孔的吃浆量大小适当调整水固比。
钻探过程中如果揭露高温情况，若温度和CO气体含量均较高则直接注入三相泡沫；若温度和CO气体含量稍高(超过24ppm)则直接注入凝胶材料。三相泡沫材料配比为：浆：氮气：起泡剂＝200:6000:1；凝胶材料主要采用水玻璃和水泥进行混合，视火情适当调高水玻璃占比。灭火完成后按照帷幕注浆工艺进行施工。最终达到堵漏风与防灭火双重作用。
图12所示，为未治理的工作面回风情况，在没有进行帷幕堵漏风的条件下整体漏风严重；图13所示为未治理的工作面旁侧的经过治理的工作面回风情况，漏风量远远低于未治理的工作面漏风量，说明治理效果显著，经现场测温，钻孔内煤层深度温度下降明显。
本实施例中，尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
注意到当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例来实现这样的特征、结构或特性将在所属领域的技术人员的知识范围内。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的方法原理和新颖性特征相一致的最广范围。
Claims (10)
1.一种厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1，搜集地质和图纸资料、厚煤层分层重叠开采资料、历次开采后地表塌陷情况、煤层自燃探查情况，掌握采空区扰动漏风情况，分析采空区遗煤受漏风供氧引起的升温自燃规律，确定帷幕施工平面位置，确定帷幕附近采空区遗煤自燃范围；
步骤2，在巷道、采空非压密区和压密区内分别施工先导钻孔，利用钻孔探查冒落带及非压密区和压密区内上三带地层裂隙特征，确定注浆浆液类型，根据帷幕施工平面位置与工作面在地表的投影位置相互关系及移动角，确定帷幕有效厚度、高度，设计帷幕封堵钻孔间距和钻孔结构，进行分序施工；其中，所述非压密区为工作面巷道正帮一侧，塌陷区非压实区域；所述压密区为工作面开采中间位置，塌陷区压实区域；所述上三带地层裂隙特征指垮落带、断裂带、弯曲带这上三带中裂隙分布情况；
步骤3，钻孔成孔后，测量每个钻孔内的温度和气体，根据温度和气体情况判断遗煤是否自燃，若钻孔内所测温度异常且含有煤层升温自燃标志性气体，说明遗煤自燃，执行步骤5；若温度和气体成分均正常，则说明遗煤未自燃，执行步骤4；
步骤4：视步骤2得到的钻探揭露地层情况以及掉钻情况，对每个注浆孔投入骨料、注入膏体或浆液；
步骤5，根据风流方向及逆风流空间分布位置，采用钻探追踪控制自燃火区范围，向钻孔内注灭火浆液快速围堵灭火，灭火后，待钻孔内浆液初凝后重新扫孔，利用单向注浆技术分段、多次加压劈裂对重点部位精准注浆，封堵帷幕范围内剩余裂缝空间；
所述单向注浆技术指浆液进入单向注浆器的圆形孔洞时，顶开橡皮套，向岩石面扩散；停止灌浆和外界浆液串入时，外侧包裹的橡皮套具有逆止阀的作用，外界浆液无法通过缝面进入注浆器，从而形成单向注浆；
所述多次加压劈裂指加压灌注泥浆，将先前注浆凝固的浆液劈裂开形成新的注浆通道的方法，多次重复进行上述方法。
2.如权利要求1所述的厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法，其特征在于，所述步骤1中，根据地表塌陷情况、地表漏风情况和SF6漏风测定系统掌握采空区扰动漏风情况；根据采空区开采条件和煤层自燃规律分析遗煤受漏风供氧引起的升温自燃规律。
3.如权利要求1所述的厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下子步骤：
步骤21，布置先导钻孔，该过程中全孔取芯，并对取芯岩样进行试验检测，检测内容包括孔隙率、含水率、岩石力学参数；
步骤22，将步骤21得到的结果结合钻孔中电视成像结果，获得冒落带、非压密区和压密区内上三带地层裂隙分布特征；
步骤23，依据煤层埋藏深度、厚度、厚煤层历次开采后地表塌陷情况，确定基岩移动角和松散层移动角；
步骤24，确定注浆浆液类型和帷幕有效厚度、高度，设计帷幕封堵钻孔间距和钻孔结构。
4.如权利要求3所述的厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法，其特征在于，所述步骤23中，一次采动条件下基岩移动角为75°，重复采动时基岩移动角相较一次采动减少10～15°，松散层移动角为45°。
5.如权利要求1所述的厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法，其特征在于，所述步骤2中，钻孔间距根据浆液扩散半径确定，浆液扩散半径计算公式为：
式中：R为浆液扩散半径，m；k为受注土层渗透系数，m/h；t为浆液扩散所需时间，h；h为注浆压力，MPa；r0为注浆管半径，m；n为受注煤岩体有效孔隙率；β为注浆浆液与水的黏度比。
6.如权利要求1所述的厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法，其特征在于，所述步骤2中，先导钻孔施工过程中配备瓦斯、气体监测器及警报器。
7.如权利要求1所述的厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法，其特征在于，所述步骤3中，所述温度异常指温度大于80℃；含有煤层升温自燃标志性气体是指监测到CO含量超过24ppm。
8.如权利要求1所述的厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法，其特征在于，所述步骤4具体包括如下子步骤：
步骤41，在非压密区内钻进过程中发生掉钻的情况下，先从孔口注入膏体或带粗骨料的浆液封堵掉钻大空间；在非压密区未掉钻情况下以及在压密区内，先从孔口注入高浓度复合浆液封堵大裂缝；实时监测注浆孔孔口压力，达到压力标准时结束注浆；
步骤42，待初凝后重新扫孔，利用单向注浆技术分段、多次加压劈裂对重点部位精准注浆，封堵帷幕范围内剩余裂缝空间。
9.如权利要求1所述的厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法，其特征在于，还包括步骤6，对步骤4和步骤5的结果进行质量检测，如果不合格，则进行补孔，然后返回步骤3。
10.如权利要求1所述的厚煤层分层开采扰动侧向漏风精准帷幕封堵与防灭火方法，其特征在于，所述步骤4中，骨料采用粉碎的煤矸石、去除污染物后的建筑垃圾、滤渣中的至少一种或采用多种的混合物；拌合膏体或浆液的材料包括磨粉的煤矸石，根据不同的需要增加不同的材料，需要增加和易性时加入粉煤灰或黄土，需要在遗煤处起防火作用时加入熟石灰，控制浆液流动性时加入水泥和水玻璃，需要快速灭火时加入氮气。
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