煤层注浆泵是用于向煤层或相关地质结构中注入浆液的专用设备,主要通过压力将水泥浆、化学浆等介质注入目标区域,实现加固、封堵、充填等功能。其使用范围涵盖煤矿开采、地质工程等多个领域,具体如下:
一、煤矿开采中的核心应用
1. 煤层加固与顶板管理
应用场景:
掘进工作面过断层、破碎带时,向煤层裂隙注入水泥浆或化学浆(如聚氨酯),增强煤层整体性,防止片帮、冒顶;
回采工作面超前注浆加固煤壁,降低煤层脆性,减少开采时的煤块垮落风险;
充填采空区上方的离层空间,支撑顶板,防止地表沉降(如条带式采煤后的注浆充填)。
技术特点:
采用中高压注浆泵(压力 10~30MPa),适应深孔注浆(孔深 50~200m);
浆液以水泥 - 水玻璃双液浆为主,凝固时间可控(几秒至几分钟)。
2. 防灭火与瓦斯治理
应用场景:
向采空区注入粉煤灰浆、黄土浆或凝胶,覆盖遗煤,隔绝氧气,抑制煤炭自燃;
压注阻化剂(如氯化钙溶液)到煤层裂隙,降低煤的氧化活性;
注浆封堵瓦斯逸出通道,配合抽采系统提高瓦斯抽采效率(如钻孔周边注浆密封)。
技术特点:
大流量低压力泵(流量 50~200L/min,压力≤8MPa),适应大面积注浆;
浆液需具备良好的流动性和保水性(如水灰比 1:1.5~1:2)。
3. 堵水与防治水害
应用场景:
封堵煤层顶底板含水层裂隙,切断水流入井通道(如奥灰水突水前的注浆帷幕);
加固巷道周边破碎岩层,防止淋水、渗水影响作业安全;
充填老空区积水区,减少水害威胁。
技术特点:
高压注浆泵(压力 20~40MPa),穿透性强,适应复杂地质构造;
采用速凝浆液(如水泥 - 水玻璃双液浆,初凝时间≤10 秒)。
二、地质工程与矿山修复
1. 地层加固与边坡稳定
应用场景:
煤矿井田范围内的滑坡体治理,向滑动面注入注浆加固土体;
立井井筒周边地层注浆,防止井壁漏水或地层沉降;
露天矿边坡裂隙注浆,提高岩体抗剪强度。
典型案例:
某煤矿露天边坡因节理发育出现滑移迹象,采用高压旋喷注浆泵注入水泥浆,形成防渗加固帷幕,控制边坡位移。
2. 废弃矿井回填与生态修复
应用场景:
向废弃巷道、采空区注入工业固废(如粉煤灰、煤矸石浆),减少地表塌陷;
注浆改良矿区土壤结构,为植被恢复创造条件(如添加固化剂的土壤注浆)。
技术特点:
采用大排量注浆泵(流量≥100m³/h),适应大规模充填;
浆液需包含骨料(如砂粒、矸石粉),提高充填体强度。
三、其他相关领域
1. 隧道与地下工程
应用场景:
煤矿井下巷道穿越破碎带时的超前预注浆(类似煤矿掘进加固);
地铁隧道穿越煤层区域时的注浆支护,防止煤层瓦斯突出。
2. 石油与天然气工程
应用场景:
煤层气井的压裂注浆,提高煤层渗透率(与煤矿瓦斯抽采技术互通);
井壁加固注浆,防止钻井过程中煤层坍塌。
四、注浆泵选型与应用匹配
应用场景 推荐泵型 压力范围 流量范围 常用浆液
煤层加固 柱塞式注浆泵(如 ZBQ 系列) 10~20MPa 30~100L/min 水泥浆、聚氨酯
采空区防灭火 螺杆式注浆泵 4~8MPa 100~300L/min 黄土浆、粉煤灰浆
高压堵水 液压注浆泵(如 BY 系列) 20~40MPa 10~50L/min 水泥 - 水玻璃双液浆
大规模充填 气动注浆泵 ≤5MPa 50~200m³/h 矸石浆、工业固废浆
五、注意事项
浆液适配性:根据煤层裂隙宽度选择浆液粒径(如裂隙<0.5mm 时需用化学浆,裂隙>1mm 可用水泥浆);
压力控制:注浆压力需超过地层孔隙水压力 1~2MPa,但不得超过煤层抗张强度(避免压裂煤层引发瓦斯突出);
安全规范:煤矿井下注浆需符合《煤矿安全规程》,确保注浆区域瓦斯浓度<1%,避免浆液堵塞通风通道。
通过精准匹配应用场景与注浆泵性能,可有效发挥设备在煤层加固、灾害防治及矿山修复中的作用,提升煤矿安全生产水平与资源利用效率。