煤礦錨桿鉆機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展

1煤礦用錨桿鉆機(jī)存在的問題

我國研制的錨桿鉆機(jī)類型與型號(hào)不少，但正式批量生產(chǎn)并在生產(chǎn)建設(shè)中起作用的不多，目前存在的主要問題是：

(1)鉆車式錨桿鉆機(jī)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、安全性好，但因煤礦井下狹窄，錨桿鉆車在井下需占用一定空間，目前尚未解決好使用錨桿鉆車的施工工藝問題。因此，雖然錨桿鉆車曾取得良好效果，但在短時(shí)間內(nèi)難以廣泛推廣。

(2)單體式錨桿鉆機(jī)質(zhì)量輕、體積小，可由人工挪移，先后有30種以上的單體錨桿鉆機(jī)投入煤礦試驗(yàn)和使用。但是，投入正式批量生產(chǎn)的產(chǎn)品還不到10%，在煤礦井下成為錨桿支護(hù)作業(yè)主產(chǎn)品的則更少，其主要原因是產(chǎn)品性能與可靠性都存在以下問題：①電動(dòng)錨桿鉆機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單，但轉(zhuǎn)矩特性較差，電機(jī)容易過載，加上錨桿孔鉆進(jìn)是立式作業(yè)。電機(jī)內(nèi)易受淋水污染，電氣部分事故率高。電動(dòng)錨桿鉆機(jī)的支腿推進(jìn)方式至今尚不理想：液壓推進(jìn)須設(shè)附加泵站；水力推進(jìn)的排放水污染工作面問題不易解決；機(jī)械式推進(jìn)呈剛性結(jié)構(gòu)，操作性能不好；氣動(dòng)支腿推進(jìn)需合理解決氣源問題。②液壓錨桿鉆機(jī)轉(zhuǎn)矩特性好，推進(jìn)系統(tǒng)容易與鉆機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)匹配，但有的鉆機(jī)轉(zhuǎn)矩低，系統(tǒng)發(fā)熱問題未解決好，以及滲漏、泄漏問題的存在，使用戶不易接受。同時(shí)，由于液壓配套件質(zhì)量控制問題未引起錨桿鉆機(jī)廠家的高度重視，產(chǎn)品可靠性尚有問題。因此，液壓錨桿鉆機(jī)類型不少，但正式使用的不夠多。當(dāng)然，由于必須配備輔助液壓泵站，給井下使用維修帶來不便，也是影響長期使用的原因。③氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)轉(zhuǎn)矩特性好，產(chǎn)品不易過載，又因應(yīng)用非金屬材料，故產(chǎn)品質(zhì)量輕。但是，葉片式馬達(dá)的錨桿鉆機(jī)轉(zhuǎn)矩小(低于50 N*m)、鉆進(jìn)效率低，國內(nèi)外都已出現(xiàn)淘汰勢(shì)態(tài)。國產(chǎn)齒輪式馬達(dá)的錨桿鉆機(jī)傳動(dòng)件、支腿以及密封等都存在問題，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，使國產(chǎn)齒輪氣馬達(dá)式錨桿鉆機(jī)尚未取得多數(shù)用戶的認(rèn)可。國產(chǎn)柱塞式馬達(dá)的錨桿鉆機(jī)正處于開發(fā)、試用階段，若大面積進(jìn)行推廣，還需要在非金屬材料、氣馬達(dá)性能等技術(shù)上與其它方面做很多工作。

(3)錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品是工具類產(chǎn)品，機(jī)重的限制與功能要求存在矛盾。目前的生產(chǎn)廠家大多是小廠，靈活性好，但技術(shù)管理與質(zhì)量保證體系方面都存在嚴(yán)重問題，甚至缺乏產(chǎn)品質(zhì)量保證的基本條件。有的生產(chǎn)廠家售后服務(wù)存在不少問題，產(chǎn)品又供應(yīng)不及時(shí)。這樣，國產(chǎn)錨桿鉆機(jī)還難以更廣泛地在生產(chǎn)中應(yīng)用。

(4)煤礦用戶科學(xué)使用錨桿鉆機(jī)的機(jī)制尚未完全建立起來，對(duì)錨桿鉆機(jī)缺乏應(yīng)有的維修、保養(yǎng)，維修條件又不具備，致使錨桿鉆機(jī)過早報(bào)廢。有的煤礦使用進(jìn)口錨桿鉆機(jī)時(shí)，不及時(shí)按規(guī)定注潤滑油，不處理系統(tǒng)的污物，氣馬達(dá)早期破損。有的煤礦對(duì)出現(xiàn)非致命故障的鉆機(jī)不及時(shí)維修，使機(jī)械運(yùn)行出現(xiàn)惡性循環(huán)，數(shù)10臺(tái)錨桿鉆機(jī)僅1 a時(shí)間幾乎全部報(bào)廢。

(5)與錨桿鉆機(jī)配套的鉆具性能差，國產(chǎn)鉆頭壽命常常不足10鉆米，掉片、斷齒以及早期磨損等頻頻發(fā)生。特別是，個(gè)別鉆頭廠家使用劣質(zhì)硬質(zhì)合金，靠劣質(zhì)材料降低產(chǎn)品成本，使錨桿鉆頭產(chǎn)品質(zhì)量極差。

(6)錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品開發(fā)、制造等缺乏科學(xué)性，一些產(chǎn)品反復(fù)立項(xiàng)研究，但技術(shù)進(jìn)步的步子不大，特別是，因某些原因不按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行性能試驗(yàn)與可靠性試驗(yàn)，致使鑒定的產(chǎn)品缺乏批量生產(chǎn)的基本條件。在產(chǎn)品制造過程中，也常常缺乏科學(xué)管理，片面追求利潤，不重視售后服務(wù)，對(duì)產(chǎn)品缺乏負(fù)責(zé)精神。

2煤礦用錨桿鉆機(jī)的合理趨向

僅國有重點(diǎn)煤礦，每年就有3 000多個(gè)掘進(jìn)工作面。錨桿支護(hù)施工需要相當(dāng)數(shù)量的錨桿鉆機(jī)，市場(chǎng)的需要使諸多科研、制造單位紛紛投入錨桿鉆機(jī)及其配套機(jī)具的開發(fā)與生產(chǎn)，產(chǎn)品型式繁多，相類似的產(chǎn)品反復(fù)出現(xiàn)、反復(fù)鑒定。錨桿鉆機(jī)是錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展的客觀需要，它必然按一定規(guī)律向前發(fā)展，經(jīng)過一個(gè)時(shí)期的競(jìng)爭后，會(huì)逐漸走上正軌。經(jīng)對(duì)國內(nèi)外錨桿鉆機(jī)分析認(rèn)為，煤礦用錨桿鉆機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將有以下特點(diǎn)：

(1)由于煤礦錨桿支護(hù)將在量大面廣的煤巷、半煤巖巷廣泛應(yīng)用，在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，單體錨桿鉆機(jī)是錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品發(fā)展的主流。在部分使用綜合掘進(jìn)機(jī)的巷道，將逐漸采用液壓單體式錨桿鉆機(jī)，并共用掘進(jìn)機(jī)的液壓動(dòng)力源。為進(jìn)一步提高綜掘設(shè)備的錨桿支護(hù)機(jī)械化水平，仍將繼續(xù)探討如何廣泛使用機(jī)載錨桿鉆機(jī)。機(jī)載錨桿鉆機(jī)仍以液壓回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)方式為主，但仍會(huì)尋求解決鉆進(jìn)抗壓強(qiáng)度大、磨蝕性強(qiáng)的巖石的合理鉆進(jìn)方式。在大斷面巖巷掘進(jìn)中，液壓鉆車的使用會(huì)更加體現(xiàn)其鉆進(jìn)錨桿孔與安裝錨桿的優(yōu)越性，而專用錨桿鉆車的應(yīng)用不會(huì)在短期內(nèi)提上日程。

(2)液壓回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)將向進(jìn)一步提高輸出轉(zhuǎn)矩方向發(fā)展，以適應(yīng)錨桿孔高速鉆進(jìn)與安裝錨桿的需要。液壓錨桿鉆機(jī)將在進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)性能的同時(shí)提高可靠性，著重解決液壓元件耐用性、井下長期工作穩(wěn)定性的問題，并尋求如何與現(xiàn)有井下設(shè)備共用動(dòng)力源問題。為使液壓錨桿孔鉆進(jìn)適應(yīng)面更廣，人們會(huì)探討高轉(zhuǎn)矩回轉(zhuǎn)輔以小能量沖擊錨桿孔鉆進(jìn)的問題。

(3)氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性好、重量輕、失速轉(zhuǎn)矩大，但產(chǎn)品可靠性與產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性會(huì)在一個(gè)時(shí)期內(nèi)更加令人關(guān)注。為了更廣泛地使用氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)，煤礦現(xiàn)場(chǎng)將會(huì)有意識(shí)地調(diào)整壓縮空氣系統(tǒng)，并逐漸重視井下移動(dòng)式空壓機(jī)的應(yīng)用問題。

(4)電動(dòng)錨桿鉆機(jī)成本低，主機(jī)動(dòng)力簡單且能源消耗少，人們將在提高電動(dòng)錨桿鉆機(jī)可靠性與合理解決支腿方式上繼續(xù)攻關(guān)。鑒于電動(dòng)錨桿鉆機(jī)轉(zhuǎn)矩特性硬、電機(jī)可靠性較差的問題，在采用壓力水沖洗錨桿孔時(shí)，電機(jī)可靠性的關(guān)鍵將在于過載能力與防水、密封性能；只有在二者得到根本解決后，電動(dòng)錨桿鉆機(jī)才能被更廣泛地用于井下作業(yè)。

(5)氣動(dòng)沖擊式錨桿孔鑿巖機(jī)與氣動(dòng)回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)、氣動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)(幫錨桿孔鉆機(jī))互相配套使用，使井下動(dòng)力系統(tǒng)單一，效果好。人們會(huì)進(jìn)一步改進(jìn)氣動(dòng)沖擊鑿巖方式，使之更好的與氣動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)方式匹配。

(6)錨桿孔回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)使用的鉆具是消耗量大的易損件。隨著錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品正常化，鉆具性能及質(zhì)量將會(huì)更加受到重視，鉆具結(jié)構(gòu)、材料與加工工藝會(huì)逐漸趨于合理，回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)方式的適應(yīng)范圍會(huì)有所擴(kuò)大。

(7)錨桿鉆機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展，要求錨桿鉆機(jī)及其配套機(jī)具的標(biāo)準(zhǔn)化水平進(jìn)一步提高。在此技術(shù)上，產(chǎn)品競(jìng)爭將主要在質(zhì)量、服務(wù)、價(jià)格方面。為此，有些錨桿鉆機(jī)與鉆具生產(chǎn)廠家會(huì)在科學(xué)化管理上下功夫，逐漸自覺地貫徹ISO 9000族標(biāo)準(zhǔn)，以使其產(chǎn)品更有競(jìng)爭能力。

(8)錨桿鉆機(jī)性能參數(shù)的研究是錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品發(fā)展與質(zhì)量控制的基礎(chǔ)，幾種產(chǎn)品的競(jìng)爭，會(huì)逐漸提高對(duì)錨桿鉆機(jī)基礎(chǔ)性研究重要性的認(rèn)識(shí)。在錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品競(jìng)爭中，生產(chǎn)廠家將會(huì)爭技術(shù)、爭人才、爭條件建設(shè)。

(9)錨桿鉆機(jī)的發(fā)展有一定技術(shù)難度，它的應(yīng)用效果與現(xiàn)場(chǎng)的使用維修條件有關(guān)。煤礦現(xiàn)場(chǎng)將會(huì)尋求應(yīng)用錨桿鉆機(jī)的科學(xué)管理方法，重視與加強(qiáng)錨桿鉆機(jī)的維修、保養(yǎng)，建立錨桿鉆機(jī)維修點(diǎn)。

(10)錨桿鉆機(jī)的水平、質(zhì)量影響錨桿支護(hù)綜合效益，煤礦現(xiàn)場(chǎng)會(huì)逐漸重視使用錨桿鉆機(jī)與鉆具的綜合經(jīng)濟(jì)效益問題，并做為選擇錨桿鉆機(jī)與鉆具的重要根據(jù)。

3結(jié)語

錨桿鉆機(jī)與鉆具是應(yīng)用錨桿支護(hù)的關(guān)鍵。目前，國有重點(diǎn)煤礦的年進(jìn)500多萬m巷道中，采用錨噴支護(hù)的只有100多萬m。按達(dá)到年錨噴支護(hù)率50%的目標(biāo)，每年將有200多萬m的巷道采用錨噴支護(hù)，有1 500個(gè)左右的掘進(jìn)工作面配備錨桿鉆機(jī)，加上一定數(shù)量的備用，需要數(shù)千臺(tái)錨桿鉆機(jī)。目前，每年投入煤礦的錨桿鉆機(jī)只有500～600臺(tái)左右，質(zhì)量與性能參差不齊，真正在井下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的不多。1995年以來，全國各煤礦從澳大利亞引進(jìn)了500～600臺(tái)氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)，有的煤礦在應(yīng)用中取得了一些成效，并積累了經(jīng)驗(yàn)；但也有的煤礦過早報(bào)廢了引進(jìn)的產(chǎn)品，得到了一些教訓(xùn)。種種跡象表明，錨桿鉆機(jī)在我國仍處于向前發(fā)展的階段，技術(shù)管理、產(chǎn)品開發(fā)、制造以及使用維修等均需不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在經(jīng)過一個(gè)時(shí)期以后，錨桿鉆機(jī)的發(fā)展會(huì)走上正軌，在發(fā)展我國錨桿支護(hù)技術(shù)中起到應(yīng)有作用。

錨桿鉆機(jī)的發(fā)展以鑿巖技術(shù)與錨桿支護(hù)技術(shù)為基礎(chǔ)，高鉆進(jìn)速度、良好的適應(yīng)性、高可靠性以及生產(chǎn)廠家的優(yōu)質(zhì)服務(wù)是錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品競(jìng)爭的目標(biāo)。錨桿鉆機(jī)性能參數(shù)的研究、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選擇的合理化以及產(chǎn)品質(zhì)量保證體系的建立是錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。

錨桿鉆機(jī)是錨桿支護(hù)施工機(jī)械，它影響錨桿支護(hù)施工質(zhì)量——錨桿孔的方位、深度、孔徑以及錨桿安裝質(zhì)量等，產(chǎn)品本身的技術(shù)特征又涉及操作者的安全。

國外曾將錨桿鉆機(jī)列為影響錨桿支護(hù)安全性的重要因素之一，一直致力于如何合理解決錨桿支護(hù)機(jī)械化問題。美國曾投入巨資解決煤礦全自動(dòng)錨桿孔鉆進(jìn)與自動(dòng)安裝錨桿問題，并盡量在施工中應(yīng)用機(jī)械化程度高的錨桿鉆機(jī)，例如專用錨桿鉆機(jī)、機(jī)載錨桿鉆機(jī)等；法國、芬蘭、德國、瑞典、奧地利等也都重視高度機(jī)械化錨桿鉆機(jī)的開發(fā)與應(yīng)用。但是，單體式錨桿鉆機(jī)在煤礦仍會(huì)繼續(xù)發(fā)展，澳大利亞煤礦自60年代起尋求錨桿鉆機(jī)發(fā)展道路，目前將氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)大量投入市場(chǎng)，并推薦液壓錨桿鉆機(jī)、綜合機(jī)械化錨桿鉆機(jī)，推動(dòng)了錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

研究國外錨桿支護(hù)與錨桿鉆機(jī)的發(fā)展過程與經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國錨桿支護(hù)機(jī)械化研究與應(yīng)用是有益的。