煤礦錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備的技術(shù)問(wèn)題分析(一)

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錨桿孔鉆進(jìn)是錨桿支護(hù)施工的重要環(huán)節(jié),錨桿支護(hù)的發(fā)展需要大量錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備作保證。錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備包括錨桿鉆機(jī)和配套鉆具(鉆桿、鉆頭等)。
    一、錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀
    錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備以錨桿鉆機(jī)為主體。錨桿鉆機(jī)按結(jié)構(gòu)分為單體式、鉆車式、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。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)類破巖鉆具、沖擊類破巖鉆具以及回轉(zhuǎn)沖擊類破巖鉆具。
    煤礦錨桿鉆機(jī)多為回轉(zhuǎn)式,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)類型多為兩翼對(duì)稱、兩翼不對(duì)稱和兩翼連筋式,可供鉆進(jìn)不同性質(zhì)巖石時(shí)選用。經(jīng)多年聯(lián)合攻關(guān),錨桿鉆頭和鉆桿已能初步滿足一定條件下錨桿支護(hù)的需要。但由于錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備的開(kāi)發(fā)、研究和生產(chǎn)與錨桿支護(hù)技術(shù)的迅速發(fā)展不相適應(yīng),煤礦錨桿支護(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。
    二、煤礦用錨桿孔鉆進(jìn)設(shè)備存在的主要技術(shù)問(wèn)題
    (一)開(kāi)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(guó)已開(kāi)發(fā)了30多種型號(hào)和不同類型的錨桿鉆機(jī),但適于井下使用且可靠性較好的只有3~4種產(chǎn)品。
    1、單體氣動(dòng)回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(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。
    2、液壓錨桿鉆機(jī)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)配套是較優(yōu)越的工作方式。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。
    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。因此,盡管已鑒定了多種電動(dòng)錨桿鉆機(jī),但近期尚難大量用于井下錨桿支護(hù)。
    4、已開(kāi)發(fā)的鉆車式與機(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、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)。