[摘要]煤礦錨桿支護是巷道支護的發(fā)展方向，錨桿孔鉆進設備是推廣錨桿支護的基礎。本文介紹了國內外錨桿孔鉆進設備的現(xiàn)狀、目前存在的主要技術問題以及發(fā)展前途。
錨桿孔鉆進是錨桿支護施工的重要環(huán)節(jié)，錨桿支護的發(fā)展需要大量錨桿孔鉆進設備作保證。錨桿孔鉆進設備包括錨桿鉆機和配套鉆具（鉆桿、鉆頭等）。分析錨桿孔鉆進設備現(xiàn)狀，展望它的發(fā)展前途，有助于不斷促進錨桿孔鉆進設備的技術進步，使其適應錨桿支護技術的需要。
1、錨桿孔鉆進設備的發(fā)展現(xiàn)狀
錨桿孔鉆進設備以錨桿鉆機為主體。錨桿鉆機按結構分為單體式、鉆車式、機載式；按動力分為電動式、氣動式、液壓式；按破巖方式分為回轉式、沖擊式、沖擊回轉式、回轉沖擊式。與錨桿鉆機配套的鉆具，因破巖方式不同而不同，總的來說有回轉類破巖鉆具、沖擊類破巖鉆具以及回轉沖擊類破巖鉆具。
國內錨桿鉆機的研制經(jīng)歷了30多年的歷程，曾先后研制機械支腿式電動錨桿鉆機、鉆車式錨桿鉆機、支腿與導軌式液壓錨桿鉆機、支腿式氣動錨桿鉆機、非機械傳動支腿式電動錨桿鉆機、機載式錨桿鉆機和雙級氣腿鑿巖機等。煤礦錨桿鉆機多為回轉式，為配合推廣小直徑樹脂錨桿，鉆頭采用27～29mm的回轉鉆頭，其結構類型多為兩翼對稱、兩翼不對稱和兩翼連筋式，可供鉆進不同性質巖石時選用。鉆桿由B19或B22（少數(shù)）六角中空鋼加工。經(jīng)多年聯(lián)合攻關，錨桿鉆頭和鉆桿已能初步滿足一定條件下錨桿支護的需要。
但是，由于錨桿孔鉆進設備的開發(fā)、研究和生產(chǎn)與錨桿支護技術的迅速發(fā)展不相適應，煤礦錨桿支護施工中大量使用的還是傳統(tǒng)氣動鑿巖機與煤電鉆。專用錨桿孔鉆進設備中，使用國外進口設備較多，但因進口設備價格高和備件供應不及時，煤礦用戶希望采用國產(chǎn)的錨桿孔鉆進設備。
2、煤礦用錨桿孔鉆進設備存在的主要技術問題
2.1開發(fā)的品種多，但性能適宜且可靠性好的產(chǎn)品不多
到目前為止，我國已開發(fā)了30多種型號和不同類型的錨桿鉆機，但適于井下使用且可靠性較好的只有3～4種產(chǎn)品，當前正式投入使用的僅占已開發(fā)產(chǎn)品總數(shù)的10%左右。
2.2回轉式錨桿鉆機扭矩性能偏低，加上鉆頭耐磨性能的影響，尚不能滿足抗壓強度大于60MPa高磨蝕性巖石的錨桿孔鉆進。
2.3錨桿鉆機產(chǎn)品可靠性差，很多產(chǎn)品難以在井下連續(xù)正常使用
可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的能力。錨桿鉆機可靠性與產(chǎn)品設計、制造、使用等因素有關。從目前來說，錨桿鉆機實際利用率不高的主要原因是產(chǎn)品本身的可靠性問題，但使用問題也不容忽視。
3、煤礦錨桿孔鉆進設備的前途
錨桿孔鉆進設備是錨桿支護發(fā)展的客觀需要，它必然按一定規(guī)律向前發(fā)展，錨桿鉆機及其配套鉆具的研究、開發(fā)、生產(chǎn)與使用，都必須符合客觀規(guī)律。分析國內外有關信息，總結經(jīng)驗教訓，注意煤礦錨桿孔鉆進設備發(fā)展的基本趨向，有利于使產(chǎn)品在市場競爭中不斷發(fā)展。
3.1氣動、液壓單體回轉式錨桿鉆機是一個時期的主流
綜觀國外錨桿鉆機發(fā)展歷程以及國內多方面實踐，針對煤礦經(jīng)濟狀況與煤巖、半煤巖巷道的具體特點，單體回轉式錨桿鉆機是一個時期內產(chǎn)品生產(chǎn)與開發(fā)的主流。從目前技術現(xiàn)狀看，在具有壓縮空氣源的條件下，氣動回轉式錨桿鉆機仍為首選產(chǎn)品。但是，如何解決壓縮空氣工作壓力不足的問題會逐漸引起人們的重視。合理選擇壓縮空氣管網(wǎng)系統(tǒng)，正確確定空壓機及其動力系統(tǒng)的技術參數(shù)，開發(fā)新型的提高壓縮空氣壓力的機械設備，將成為進一步發(fā)揮氣動錨桿鉆機作用的關鍵。
氣動回轉式錨桿鉆機中，采用柱塞式馬達與齒輪式馬達各有優(yōu)缺點。兩種不同類型氣動馬達錨桿鉆機的競爭核心，是如何使鉆速高、可靠性好、維修費低。產(chǎn)品進一步研究開發(fā)的核心將是采用合理技術參數(shù)、高科技、新材料、先進工藝。
液壓回轉式錨桿鉆機因其工作壓力高、扭矩大、動力系統(tǒng)可不受外界影響，在一些場合下是合理的機型。今后回轉式錨桿鉆機的發(fā)展前途，將是如何擴大鉆進巖石的范圍、提高產(chǎn)品可靠性與減輕機重。
3.2研究錨桿鉆機扭矩與改革鉆頭是發(fā)展回轉式錨桿孔鉆進設備的關鍵
回轉式錨桿孔鉆進方式有其一定的優(yōu)越性，但若更加廣泛地應用，必須首先從提高扭矩入手，配以適合的鉆頭，適應鉆進具有較高磨蝕性的巖石。提高鉆頭的水平，離不開高新技術，盡量采用新材料和新工藝，特別是經(jīng)濟有效的表面強化技術。國外曾試驗研究高壓水細射流技術和小孔徑金剛石鉆進技術，目前尚未正式用于錨桿孔鉆進。硬質合金仍是錨桿孔鉆進的主要鉆具材料。采用高新技術，改進硬質合金片的性能，同時，研究合理的鉆頭結構參數(shù)，仍是小直徑回轉式巖石鉆頭的主攻方向。
3.3高新技術的發(fā)展，有宜于錨桿孔鉆進技術的變革
幾十年來，錨桿孔鉆進設備已有了一定的提高，隨著知識經(jīng)濟的發(fā)展，錨桿鉆機及其配套鉆具會逐漸有所變革，預計在以下方面會引起產(chǎn)品的重大變化：
?。?）結構參數(shù)的優(yōu)化以及高科技新材料的應用，使單體錨桿鉆機性能提高、重量減輕。采用了高新技術的巖石鉆頭將使回轉式鉆進方式擴大應用范圍。
?。?）高科技微電子技術在不同動力、不同類型錨桿鉆機上的應用，可能會使錨桿鉆機發(fā)生某些根本性的革，例如改變鉆機特性、改善操作性能、提高可靠性等。國外已探討計算機控制的錨桿孔鉆進與錨桿安裝的綜合性自動化設備。鑿巖機器人的成功應用必將有力地促進錨桿孔鉆進設備的進步。
?。?）錨桿孔鉆進設備的發(fā)展，以錨桿支護技術與鑿巖技術的發(fā)展為基礎，錨桿支護新類型、新材料的出現(xiàn)會對錨桿鉆機的結構參數(shù)、技術性能與功能提出新的要求。錨桿孔鉆機的開發(fā)必須緊隨錨桿支護的技術發(fā)展。同時，鑿巖技術的發(fā)展會促進錨桿孔鉆進設備的提高。不同鑿巖方式的研究以及通用鑿巖機具的研究成果，都將會及時地移植到錨桿孔鉆進設備的開發(fā)上來。
?。?）錨桿孔鉆進設備是錨桿支護的關鍵設備，它影響著錨桿支護的質量——錨桿孔的方位、深度、孔徑的準確性以及錨桿安裝質量，又涉及操作者的人身安全、勞動強度與作業(yè)條件。錨桿孔鉆進設備的核心是高效與安全。發(fā)展煤礦錨桿孔鉆進設備以高效、安全為核心，就會有強勁的競爭力，這是產(chǎn)品具有發(fā)展前途的根本。
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