国内外锚杆钻机的使用现状

煤巷锚杆支护是近年来发展较快的一种井巷支护方法。它通过锚入围岩内的锚杆，使支护体与围岩本身形成一个统一的能够承受荷载的结构体，在提高岩体自身的强度，阻止或延缓围岩的变形发展，保持围岩的完整性和巷道断面形状，改善支护效果，降低支护成本，加快成巷速度，减轻劳动强度，提高巷道断面利用率等方面有着十分突出的优越性，正日益受到世界各主要产煤国家的普遍重视和广泛应用，代表了煤巷支护技术的重要发展方向。每年我国国有重点煤矿掘进的600多万m巷道．平均锚杆支护率已达到50％．国外先进采煤国平均锚杆支护率往往超过80％。锚杆钻机是实现锚杆支护技术的重要机械设备。随着锚杆支护技术的飞速发展。用于钻凿锚杆孔的锚杆钻机也得到快速发展。分析锚杆钻机现状，展望它的发展，有助于不断促进锚杆钻机的技术进步，使其更加适应现代支护技术的需要。

1 国外锚杆钻机的使用状况

国外锚杆钻机的品种与功能多样，技术性能优越．可靠性高．并各有各的特点。相关资料显示：美国煤矿大量使用的是塔架钻车式锚杆钻机，班工作效率达120—240根．现已着手开发计算机控制的全自动锚杆钻机。法国生产的是转架式锚杆钻机。集钻孔、安装锚杆为一体。并具有储存锚杆杆体的锚杆仓。芬兰则生产具有树脂注射系统的钻车式锚杆机，使钻孔、安装锚杆杆体、注入粘接剂全由机械完成。机械化程度颇高。澳大利亚气动支腿式锚杆钻机主要有柱塞马达与齿轮马达式2种。采用玻璃钢碳素纤维支腿。能以矿物油和难燃液为工作液，回转机构由摆线液压马达驱动。有的产品采用玻璃钢碳素纤维支腿使机重减轻。

2国内锚杆钻机的使用状况

国内锚杆钻机的研制经历了30多a的历程．曾先后研制出机械支腿式电动锚杆钻机、钻车式锚杆钻机、支腿与导轨式液压锚杆钻机、支腿式气动锚杆钻机、非机械传动支腿式电动锚杆钻机等，目前已形成液压式、电动式、气动式3大系列。到目前为止．我国已开发了30多种型号和不同类型的锚杆钻机．但能够适于井下使用且可靠性较好的只有3~4种产品。由于电动锚杆钻机扭矩特性不好．有的产品过载能力不到额定值的2倍，不能满足锚杆孔钻进时需克服相当于额定扭矩2．5倍左右的阻力矩的要求，产品固有可靠性不高，且与之配套的支腿都不是很理想，因此电动锚杆钻机尚未正式在井下成批使用。目前煤矿锚杆钻机多为回转式，为配合推广小直径树脂锚杆。钻头采用27rai n～29 mil l的回转钻头．其结构类型多为两翼对称、两翼不对称和两翼连筋式．可供钻进不同性质岩石时选用。钻杆由B19或B22(少数)六角中空钢加工。现在国内使用锚杆钻机的主流是气动式和液压式．两者各有所长，各有所短。我们以山东兖煤制造的MQT一90型气动锚杆机和同煤集团佳腾厂生产的MYT一100型液压锚杆钻机为例。对现使用的锚杆钻机使用状况进行分析。MQT一90型气动锚杆机由支腿、控制组件和动力组件3大部分构成。该机以压缩空气为动力。压缩空气通过马达控制阀进入马达，驱动马达齿轮旋转，经过两级减速齿轮，减速后驱动钻机主轴旋转，调节操纵扳手的角度，可改变主轴的转速，随之驱动钻杆工作。当打开支腿控制阀，压缩空气经快速排气阀进人支腿气缸，从而使气缸体逐渐伸出，推动马达上升，进行钻进工作。改变操纵旋转钮角度，可改变支腿伸出速度。当打开水阀时，压力水通过集成块水套进入钻杆、钻头进而冲洗孔内的钻屑。改变操纵旋钮旋转角度，即能调节冲洗水能量的大小。该型号锚杆钻机集钻孔、搅拌、安装锚杆于一身，实行螺母一次性扭紧，达到初锚预紧力要求，是顶板硬度厂≤8的各种岩巷、煤巷、半煤巷进行锚护作业的理想工具。该机结构紧凑、操作简单、维护方便、适应性强。且体积小、重量轻、推力大、运转稳定、可靠性好。MYT一100型液压锚杆钻机由主机和液压泵站两大部件组成。主机主要由旋转机头、三级伸缩油缸、支腿操纵臂组成。泵站由油箱、滑橇、防爆电机、齿轮泵、操纵控制元件、压力表、液位计及管路附件等组成。另外，主机配有供水系统，用中压专用胶管供水，用以冷却钻头、冲洗和防尘，实现湿式钻孔。该机通过泵站输出的压力油．经过油管送至主机，以实现钻机支撑定位和钻进锚杆孔。该型号锚杆钻机适用于煤矿顶板硬度f<10的各种岩巷、煤巷、半煤巷进行锚护作业时钻凿锚杆孔和安装锚杆。该机的特点体现在以下几方面：先进的马达设计使该机转矩大、效率高；噪音小、重量轻，有效改善了作业环境，降低了劳动强度；先进的回转和支腿部件使该机可靠性和使用寿命提高；液压系统中马达和支腿采用串联，并采用旁路节流系统。合理利用能量。系统使用效率得到提高；采用可收缩支架，定位好，安全性好。针对煤矿经济状况与煤岩、半煤岩巷道的具体特点。单体回转式锚杆钻机是一个时期内产品生产与开发的主流。从目前技术现状看，在具有压缩空气源的条件下，气动锚杆钻机仍为首选产品。但是实践中发现，由于煤矿井下压缩空气系统的输送管道距离长，工作面气体工作压力偏低，常常在0．4MPa以下，使钻机性能与钻进速度下降30％以上(对应0．63 MPa压力)，影响锚杆孔钻进的效果，特别是在坚硬岩石与深孔作业条件下。钻进作业更加困难。此外，噪声偏大，虽然小于94dB。但离职业健康安全管理要求还有距离。

    液压回转式锚杆钻机因其工作压力高、扭矩大、动力系统可不受外界影响。在一些场合下是合理的机型。液压锚杆钻机输出的扭矩高于气动锚杆钻机，能够达到140Nm。特别在坚硬岩石作业条件下尤为明显。此外．液压锚杆钻机与掘进机配套是较优越的工作方式之一j 但是，该种钻机液压系统温升过高，连续运转2 h后系统温度升至65℃以上．性能急剧下降。而且过高的温度易使工作液变质，密封件容易早期失效。同时，由于以矿物油为工作介质，在煤矿井下使用存在一定安全隐患。钻头是回转式锚杆孔钻进设备的重要钻具。钻头型式与国产硬质合金片的性能。影响钻头的应用范围。目前，普通硬质合金的岩石钻头主要适用于页岩、砂页岩及部分砂岩(磨蚀性不高的砂岩)，寿命为30m左右。高于常规钻头价格50％的国产优质合金钻头．可以钻进抗压强度60 MPa～80MPa的中等磨蚀性岩石，寿命可达25m～30m。然而，相当多的生产厂家因受经济利益驱动。不按标准要求组织生产，硬质合金质量低劣，工艺技术不高，产品寿命只有10m一20 m。甚至是5m～10 m。