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一，錨桿鉆機(jī)的分類(lèi)：

錨桿鉆機(jī)按結(jié)構(gòu)分為單體式、鉆車(chē)式、機(jī)載式；按動(dòng)力分為電動(dòng)式、氣動(dòng)式、液壓式；按破巖方式分為回轉(zhuǎn)式、沖擊式、沖擊回轉(zhuǎn)式、回轉(zhuǎn)沖擊式。到目前為止，我國(guó)已開(kāi)發(fā)了30多種型號(hào)和不同類(lèi)型的錨桿鉆機(jī)，但適于井下使用且可靠性較好的只有3～4種產(chǎn)品。另外，還有許多煤礦在錨桿支護(hù)施工中大量使用的還是傳統(tǒng)氣動(dòng)鑿巖機(jī)與煤電鉆，這不利于安全、作業(yè)。

產(chǎn)品介紹

1、單體氣動(dòng)回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)。

基本情況：該鉆機(jī)是錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品的主流，在齒輪式、柱塞式和葉片式三種類(lèi)型氣動(dòng)馬達(dá)中，葉片馬達(dá)式已基本淘汰，齒輪式馬達(dá)與柱塞式馬達(dá)在扭矩——轉(zhuǎn)速特性、不同氣壓下的性能、噪聲特性、對(duì)潤(rùn)滑的要求與抗污染等方面各有優(yōu)缺點(diǎn)，在不同使用條件下都有各自的市場(chǎng)?？偟膩?lái)說(shuō)，齒輪氣動(dòng)馬達(dá)式已基本能代替進(jìn)口產(chǎn)品，但玻璃鋼支腿等部分的可靠性需要進(jìn)一步提高；柱塞馬達(dá)式錨桿鉆機(jī)尚處于小批量生產(chǎn)階段，尚需考核。

氣動(dòng)沖擊式錨桿鉆機(jī)基本以雙級(jí)氣腿式為主，因其結(jié)構(gòu)較成熟，可以在堅(jiān)硬巖石上鉆進(jìn)。盡管在某種巖石條件下的鑿巖速度低于回轉(zhuǎn)式，且噪聲頗高，仍被相當(dāng)多地應(yīng)用于錨桿支護(hù)。

條件限制：國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)已基本能代替進(jìn)口產(chǎn)品。但煤礦井下壓縮空氣系統(tǒng)的輸送管道距離長(zhǎng)，井下氣動(dòng)設(shè)備多，工作面氣體工作壓力偏低，常常在0.4MPa以下，使鉆機(jī)性能與鉆進(jìn)速度都比0.63MPa壓力下下降30%以上，影響錨桿孔鉆進(jìn)的效果，特別是在堅(jiān)硬巖石與深孔作業(yè)條件下，鉆進(jìn)作業(yè)更加困難。

2、液壓錨桿鉆機(jī)。

基本情況:該機(jī)型輸出的扭矩高于氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)，在某些場(chǎng)合下應(yīng)用較好，特別是與掘進(jìn)機(jī)配套是較*的工作方式。

條件限制：從目前已正式投入使用的支腿式液壓錨桿鉆機(jī)來(lái)看，鉆機(jī)輸出扭矩仍然偏低，液壓系統(tǒng)容易發(fā)熱。由于以礦物油為工作介質(zhì)，在煤礦井下使用中存在安全隱患。液壓錨桿鉆機(jī)的輸出扭矩比氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)大，但是，有的產(chǎn)品扭矩值偏低，扭矩低于60N.m，加上管路壓力損失，井下鉆進(jìn)無(wú)力。有的產(chǎn)品液壓系統(tǒng)溫升過(guò)高，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2h后系統(tǒng)溫度升至65℃以上，性能急劇下降。若保持工作壓力不變，轉(zhuǎn)速下降率達(dá)50%以上。有的產(chǎn)品性能尚好，雖然液壓系統(tǒng)溫度高于65℃，性能下降率不到20%，但過(guò)高的溫度易使工作液變質(zhì)，密封件容易早期失效。

3、電動(dòng)錨桿鉆機(jī)的輸出特性較差，實(shí)際鉆孔速度較低，電機(jī)可靠性及防水性能存在嚴(yán)重問(wèn)題，尚無(wú)良好的推進(jìn)方式。另外，電動(dòng)錨桿鉆機(jī)扭矩特性不好，有的產(chǎn)品過(guò)載能力不到額定值的2倍，不能滿(mǎn)足錨桿孔鉆進(jìn)時(shí)需克服相當(dāng)于額定扭矩2.5倍左右的阻力矩的要求，產(chǎn)品固有可靠性不高，因此電動(dòng)錨桿鉆機(jī)尚未正式在井下成批使用。

4、已開(kāi)發(fā)的鉆車(chē)式與機(jī)載式錨桿鉆機(jī)都具有一定特點(diǎn)，并取得一些效果，但因煤礦井下具體條件以及經(jīng)濟(jì)上的原因，近期難以廣泛應(yīng)用。

5，鉆具的基本情況。與錨桿鉆機(jī)配套的鉆具，因破巖方式不同而不同，總的來(lái)說(shuō)有回轉(zhuǎn)類(lèi)破巖鉆具、沖擊類(lèi)破巖鉆具以及回轉(zhuǎn)沖擊類(lèi)破巖鉆具。

煤礦錨桿鉆機(jī)多為回轉(zhuǎn)式，所以回轉(zhuǎn)式鉆頭也比較流行。為配合推廣小直徑樹(shù)脂錨桿，鉆頭采用27～29mm的回轉(zhuǎn)鉆頭，其結(jié)構(gòu)類(lèi)型多為兩翼對(duì)稱(chēng)、兩翼不對(duì)稱(chēng)和兩翼連筋式，可供鉆進(jìn)不同性質(zhì)巖石時(shí)選用。

目前，硬質(zhì)合金仍是鉆頭采用的主要材料。鉆頭型式與國(guó)產(chǎn)硬質(zhì)合金片的性能，影響鉆頭的應(yīng)用范圍。目前，普通硬質(zhì)合金的巖石鉆頭主要適用于頁(yè)巖、砂頁(yè)巖及部分砂巖（磨蝕性不高的砂巖），壽命為30m左右。高于常規(guī)鉆頭價(jià)格50%的國(guó)產(chǎn)合金鉆頭，可以鉆進(jìn)抗壓強(qiáng)度60～80MPa的中等磨蝕性巖石，壽命可達(dá)25～30m.然而，相當(dāng)多的生產(chǎn)廠家因受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)，不按標(biāo)準(zhǔn)要求組織生產(chǎn)，硬質(zhì)合金質(zhì)量低劣，工藝技術(shù)不高，產(chǎn)品壽命只有 10～20m. 甚至5-10m.

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(guān)，我國(guó)錨桿鉆頭和鉆桿已能初步滿(mǎn)足一定條件下錨桿支護(hù)的需要。

三，錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品可靠性差的原因以及未來(lái)改進(jìn)方式。

1、錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品可靠性不高主要來(lái)自產(chǎn)品設(shè)計(jì)不成熟與加工質(zhì)量不高。有的錨桿鉆機(jī)因性能改進(jìn)盲目，參數(shù)確定不合理，從投產(chǎn)起在井下工作無(wú)力，產(chǎn)品性能提高緩慢；有些產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程無(wú)可靠的質(zhì)量保證體系，元部件質(zhì)量無(wú)法保證，又沒(méi)有必要的檢測(cè)手段，產(chǎn)品性能與質(zhì)量無(wú)法控制，影響井下長(zhǎng)期使用。

2、錨桿鉆機(jī)的科學(xué)使用問(wèn)題未能引起足夠的重視。既有制造廠家的問(wèn)題，又有煤礦使用單位的問(wèn)題。如有些煤礦單位在采用不合理的操作方式之后，又沒(méi)有注重保養(yǎng)，這就造成了錨桿鉆機(jī)的問(wèn)題產(chǎn)生。

四，國(guó)內(nèi)外錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備現(xiàn)狀。

國(guó)外錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備的品種與功能多樣，技術(shù)性能*，可靠性高。美國(guó)煤礦大量使用塔架鉆車(chē)式錨桿鉆機(jī)，班工作效率達(dá)120～240根，并著手開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)錨桿鉆機(jī)。法國(guó)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)架式錨桿鉆機(jī)集鉆孔、安裝錨桿為一體，并具有儲(chǔ)存錨桿桿體的錨桿倉(cāng)。芬蘭生產(chǎn)具有樹(shù)脂注射系統(tǒng)的鉆車(chē)式錨桿機(jī)，使鉆孔、安裝錨桿桿體、注入粘結(jié)劑全由機(jī)械完成，機(jī)械化程度頗高。澳大利亞有4家錨桿鉆機(jī)生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)各種不同類(lèi)型的錨桿鉆機(jī)，尤以單體氣動(dòng)支腿式錨桿鉆機(jī)使用居多，并有多家公司生產(chǎn)能與掘進(jìn)配套的單體支腿式液壓錨桿鉆機(jī)。澳大利亞氣動(dòng)支腿式錨桿鉆機(jī)主要有柱塞馬達(dá)與齒輪馬達(dá)式兩種(早期葉片式氣動(dòng)馬達(dá)已淘汰)，采用玻璃鋼碳素纖維支腿。澳大利亞液壓錨桿鉆機(jī)可以以礦物油和難燃液為工作液，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由擺線液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，有的產(chǎn)品采用玻璃鋼碳素纖維支腿使機(jī)重減輕。

國(guó)內(nèi)錨桿鉆機(jī)的研制經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展歷程，曾先后研制機(jī)械支腿式電動(dòng)錨桿鉆機(jī)、鉆車(chē)式錨桿鉆機(jī)、支腿與導(dǎo)軌式液壓錨桿鉆機(jī)、支腿式氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)、非機(jī)械傳動(dòng)支腿式電動(dòng)錨桿鉆機(jī)、機(jī)載式錨桿鉆機(jī)和雙級(jí)氣腿鑿巖機(jī)等。從實(shí)際情況看，MQT-50C系列支腿式氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)、MZ-Ⅲ型導(dǎo)軌式液壓錨桿鉆機(jī)、ZYX100型(改進(jìn)成MYT-115型)支腿式液壓錨桿鉆機(jī)以及ZY24M、7665M氣動(dòng)雙級(jí)氣腿鑿巖機(jī)在國(guó)內(nèi)有一定市場(chǎng)。其中，MQT-50C系列產(chǎn)品近年已能代替同類(lèi)(氣腿齒輪馬達(dá)式)進(jìn)口產(chǎn)品。

五，煤礦錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備的未來(lái)發(fā)展方向。

1，氣動(dòng)、液壓?jiǎn)误w回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)是一個(gè)時(shí)期的主流。

綜觀國(guó)外錨桿鉆機(jī)發(fā)展歷程以及國(guó)內(nèi)多方面實(shí)踐，針對(duì)煤礦經(jīng)濟(jì)狀況與煤巖、半煤巖巷道的具體特點(diǎn)，單體回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)是一個(gè)時(shí)期內(nèi)產(chǎn)品生產(chǎn)與開(kāi)發(fā)的主流。從目前技術(shù)現(xiàn)狀看，在具有壓縮空氣源的條件下，氣動(dòng)回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)仍為產(chǎn)品。但是，如何解決壓縮空氣工作壓力不足的問(wèn)題會(huì)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(jī)及其動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)，開(kāi)發(fā)新型的提高壓縮空氣壓力的機(jī)械設(shè)備，將成為進(jìn)一步發(fā)揮氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)作用的關(guān)鍵。

氣動(dòng)回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)中，采用柱塞式馬達(dá)與齒輪式馬達(dá)各有優(yōu)缺點(diǎn)。兩種不同類(lèi)型氣動(dòng)馬達(dá)錨桿鉆機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)核心，是如何使鉆速高、可靠性好、維修費(fèi)低。產(chǎn)品進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)的核心將是采用合理技術(shù)參數(shù)、高科技、新材料、先進(jìn)工藝。

2，液壓錨桿鉆機(jī)會(huì)成為氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)的有益補(bǔ)充。

液壓回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)因其工作壓力高、扭矩大、動(dòng)力系統(tǒng)可不受外界影響，在一些場(chǎng)合下是合理的機(jī)型。一個(gè)時(shí)期內(nèi)，液壓錨桿鉆機(jī)主要用于與掘進(jìn)機(jī)配套，共用其液壓泵站。經(jīng)過(guò)一定時(shí)期以后，用戶(hù)會(huì)根據(jù)錨桿支護(hù)的需要與具體條件，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，在適宜的場(chǎng)所確定采用液壓回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)。由于液壓錨桿鉆機(jī)使用量的增加，礦物油介質(zhì)的安全性問(wèn)題會(huì)日益突出，開(kāi)發(fā)難燃液錨桿鉆機(jī)的問(wèn)題將適時(shí)提到日程上來(lái)。

3，電動(dòng)錨桿鉆機(jī)仍會(huì)處在技術(shù)攻關(guān)階段。

電動(dòng)錨桿鉆機(jī)的動(dòng)力單一，是人們理想的機(jī)型。但因目前技術(shù)水平所限，其支腿配套方式、扭矩-轉(zhuǎn)速硬特性和電機(jī)防水耐潮性能差等，都不利于其更快地向前發(fā)展。在一定時(shí)期內(nèi)，電動(dòng)錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品仍會(huì)以“技術(shù)攻關(guān)”為基本特征。

4，回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)方向。

今后回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)的發(fā)展前途，將是如何擴(kuò)大鉆進(jìn)巖石的范圍、提高產(chǎn)品可靠性與減輕機(jī)重。

另外，研究錨桿鉆機(jī)扭矩與改革鉆頭是發(fā)展回轉(zhuǎn)式錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備的關(guān)鍵?；剞D(zhuǎn)式錨桿孔鉆進(jìn)方式有其一定的*性，但若更加廣泛地應(yīng)用，必須首先從提高扭矩入手，配以適合的鉆頭，適應(yīng)鉆進(jìn)具有較高磨蝕性的巖石。提高鉆頭的水平，離不開(kāi)高新技術(shù)，盡量采用新材料和新工藝，特別是經(jīng)濟(jì)有效的表面強(qiáng)化技術(shù)。國(guó)外曾試驗(yàn)研究高壓水細(xì)射流技術(shù)和小孔徑金剛石鉆進(jìn)技術(shù)，目前尚未正式用于錨桿孔鉆進(jìn)。硬質(zhì)合金仍是錨桿孔鉆進(jìn)的主要鉆具材料。采用高新技術(shù)，改進(jìn)硬質(zhì)合金片的性能，同時(shí)，研究合理的鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù)，仍是小直徑回轉(zhuǎn)式巖石鉆頭的主攻方向。

5，錨桿鉆機(jī)未來(lái)可能實(shí)現(xiàn)突破改進(jìn)的方面。

幾十年來(lái)，錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備已有了一定的提高，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展：

(1)結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化以及高科技新材料的應(yīng)用，使單體錨桿鉆機(jī)性能提高、重量減輕。 采用了高新技術(shù)的巖石鉆頭將使回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)方式擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

(2)高科技微電子技術(shù)在不同動(dòng)力、不同類(lèi)型錨桿鉆機(jī)上的應(yīng)用，可能會(huì)使錨桿鉆機(jī)發(fā)生某 些根本性的變革，例如改變鉆機(jī)特性、改善操作性能、提高可靠性等。國(guó)外已探討計(jì)算機(jī)控制的錨桿孔鉆進(jìn)與錨桿安裝的綜合性自動(dòng)化設(shè)備。鑿巖機(jī)器人的成功應(yīng)用必將有力地促進(jìn)錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備的進(jìn)步。

(3)錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備的發(fā)展，以錨桿支護(hù)技術(shù)與鑿巖技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)，錨桿支護(hù)新類(lèi)型 、新材料的出現(xiàn)會(huì)對(duì)錨桿鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、技術(shù)性能與功能提出新的要求。錨桿孔鉆機(jī)的開(kāi)發(fā)必須緊隨錨桿支護(hù)的技術(shù)發(fā)展。同時(shí)，鑿巖技術(shù)的發(fā)展會(huì)促進(jìn)錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備的提高。不同鑿巖方式的研究以及通用鑿巖機(jī)具的研究成果，都將會(huì)及時(shí)地移植到錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備的開(kāi)發(fā)上來(lái)。

(4)錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備是錨桿支護(hù)的關(guān)鍵設(shè)備，它影響著錨桿支護(hù)的質(zhì)量--錨桿孔的方位、 深度、孔徑的準(zhǔn)確性以及錨桿安裝質(zhì)量，又涉及操作者的人身安全、勞動(dòng)強(qiáng)度與作業(yè)條件。錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備的核心是與安全。發(fā)展煤礦錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備以、安全為核心，就會(huì)有強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力，這是產(chǎn)品具有發(fā)展前途的根本。