问题——压裂注水作业是煤矿瓦斯治理、冲击地压防治以及顶板与煤体改造的重要手段之一,但长期以来,井下作业面空间受限、通道狭窄、环境复杂,高压供液装备普遍存在“搬得动难、走得快难、稳得住难、管得精难、修得省难”等现实矛盾。
一些矿井在设备转运、就位与启停环节耗时较多,人员近距离操作的安全风险也随之上升,制约了工艺推广与效率提升。
原因——行业痛点背后,既有井下工况对装备体积、重量、越障能力提出更高要求的客观约束,也有高压系统在长时间连续运行时对动力匹配、抗腐蚀与密封可靠性提出的硬指标。
同时,随着煤矿智能化建设加速,传统泵站在远程操控、工况感知、故障预警与全过程数据管理方面的短板更加凸显,导致“高强度作业与高水平安全”难以兼顾。
影响——在此背景下,天玛智控研发的履带式智能注水泵站正式发布,标志着我国井下智能压裂供液装备在机动化、智能化和可维护性方面迈出关键一步。
业内人士认为,这类装备有望在综采工作面实现更快速的部署与更稳定的高压供液,减少转运与停机时间,提高压裂注水工艺的适配范围,从而更好支撑灾害治理前移与源头防控,服务煤炭安全高效开采。
对策——据介绍,新装备以“适应井下、贴近工艺、保障安全”为导向,围绕移动通行、智能管控、性能提升和检修效率等环节进行系统设计:一是强化机动能力,采用液压驱动履带底盘,兼顾行走与越障;通过紧凑化布局优化,使整机无需拆解即可通过井下标准风门,减少搬运组织与等待时间,提升现场周转效率。
二是提升安全与智能水平,配置隔爆兼本质安全型电控系统,支持遥控操作,推动人员从高压风险区域“退后一步”;同时集成全过程监测与管控平台,结合高可靠动力系统与耐蚀液力端设计,提高运行稳定性与可控性。
三是增强工况覆盖能力,核心泵组采用定制化变频一体化方案,在50兆帕工况下最大理论流量可达537升/分钟,整机最大流量达767升/分钟,较上一代产品明显提升,可在更宽的压力—流量区间内精细调节,更好适配不同矿井地质条件与差异化压裂工艺。
四是直面检修难题,采用快速拆卸泵头结构,将单组密封件更换时间控制在30分钟内,有助于降低维护强度与停机损失,提升连续作业保障能力。
前景——当前,我国煤矿安全生产正从“经验管理”向“数据驱动、智能协同”转型,井下高压供液装备的升级是提升灾害治理能力的重要一环。
随着相关装备在更多矿井开展工况验证与规模化应用,未来可进一步与矿井通信系统、综采自动化系统和安全监测系统实现数据互联,推动注水压裂从“单机作业”向“系统协同”演进;同时,在关键部件可靠性、抗腐蚀材料与标准化维保体系方面持续迭代,将有望降低全生命周期成本,带动井下压裂装备向更高安全等级、更强适应能力和更低运维负担发展。
这一成果充分体现了我国在煤矿装备领域的自主创新能力。
从解决实际生产难题出发,通过关键技术的融合创新,天玛智控研发团队将科技进步转化为生产力,为行业发展注入了新的动力。
随着该装备的推广应用,必将进一步推动煤矿开采技术的升级换代,为我国能源安全和矿山安全生产作出更大贡献。