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煤矿锚杆孔钻进设备的技术问题分析(一)

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  锚杆孔钻进是锚杆支护施工的重要环节,锚杆支护的发展需要大量锚杆孔钻进设备作保证。锚杆孔钻进设备包括锚杆钻机和配套钻具(钻杆、钻头等)。

  一、锚杆孔钻进设备技术现状

  锚杆孔钻进设备以锚杆钻机为主体。锚杆钻机按结构分为单体式、钻车式、机载式;按动力分为电动式、气动式、液压式;按破岩方式分为回转式、冲击式、冲击回转式、回转冲击式。与锚杆钻机配套的钻具,因破岩方式不同而不同,总的来说有回转类破岩钻具、冲击类破岩钻具以及回转冲击类破岩钻具。

  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27~29mm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。经多年联合攻关,锚杆钻头和钻杆已能初步满足一定条件下锚杆支护的需要。但由于锚杆孔钻进设备的开发、研究和生产与锚杆支护技术的迅速发展不相适应,煤矿锚杆支护施工中大量使用的还是传统气动凿岩机与煤电钻。

  二、煤矿用锚杆孔钻进设备存在的主要技术问题

  (一)开发的品种多,但性能适宜且可靠性好的产品不多

  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,但适于井下使用且可靠性较好的只有3~4种产品。

  1、单体气动回转式锚杆钻机是锚杆钻机产品的主流,在齿轮式、柱塞式和叶片式三种类型气动马达中,叶片马达式已基本淘汰,齿轮式马达与柱塞式马达在扭矩——转速特性、不同气压下的性能、噪声特性、对润滑的要求与抗污染等方面各有优缺点,在不同使用条件下都有各自的市场。总的来说,齿轮气动马达式已基本能代替进口产品,但玻璃钢支腿等部分的可靠性需要进一步提高;柱塞马达式锚杆钻机尚处于小批量生产阶段,尚需考核。

  2、液压锚杆钻机输出的扭矩高于气动锚杆钻机,在某些场合下应用较好,特别是与掘进机配套是较优越的工作方式。从目前已正式投入使用的支腿式液压锚杆钻机来看,钻机输出扭矩仍然偏低,液压系统容易发热。由于以矿物油为工作介质,在煤矿井下使用中存在安全隐患。

  3、电动锚杆钻机的输出特性较差,实际钻孔速度较低,电机可靠性及防水性能存在严重问题,尚无良好的推进方式。因此,尽管已鉴定了多种电动锚杆钻机,但近期尚难大量用于井下锚杆支护。

  4、已开发的钻车式与机载式锚杆钻机都具有一定特点,并取得一些效果,但因煤矿井下具体条件以及经济上的原因,近期难以广泛应用。

  5、气动冲击式锚杆钻机基本以双级气腿式为主,因其结构较成熟,可以在坚硬岩石上钻进。尽管在某种岩石条件下的凿岩速度低于回转式,且噪声颇高,仍被相当多地应用于锚杆支护。 煤矿锚杆孔钻进设备的技术问题分析(一)

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