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我国煤矿巷道锚杆支护 配套机具及材料 姓 名：王方荣（研究员、副总工程师） 单 位：煤炭科学研究总院南京研究所 地 址：南京市珠江路370号 邮政编码：210018 电话号码：025电子邮件：wfr@ 网 址： 前 言 一、锚杆钻机的发展与现状 1、我国锚杆钻机的发展历程 我国煤矿巷道锚杆钻机的发展至今已有近50年的历史，无论是岩巷锚杆钻机还是煤巷锚杆钻机，都是在引进、消化、吸收国外技术的基础上结合我国实际情况研究、开发、改进、提高，从而形成了具有我国特色的锚杆钻机产业。我国锚杆钻机的发展，大致可分为三个阶段见表1。 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 2、煤矿锚杆钻机的现状 液压、气动锚杆、锚索钻机品种齐全，已形成系列化，在单体、轻型系列产品方面已完全取代进口产品，完全满足国内市场的需求，并开始外销。 新材料（轻型复合材料）已逐步在钻机中得到运用，产品质量、性能、可靠性基本达到国外同类产品20世纪90年代末的水平。且价格仅为国外同类产品的1/3～1/4。 一、锚杆钻机的发展与现状 骨干生产厂已建立了完善的配件供应、维修、技术服务体系。 我国煤矿锚杆钻机以单体为主，台车式、机载式掘锚一体化机组至今没有定型产品，仍处于试验研究阶段。 现有手持式、支腿式帮锚杆钻机在帮孔施工，锚固剂安装上仍很困难，必须研制全方位锚杆钻孔安装机。 目前国内锚杆钻机生产市场十分混乱，质量、价格差异大。 一、锚杆钻机的发展与现状 气动锚杆钻机结构、性能与特点 结构 气动锚杆钻机主要由气马达总成、推进支腿、操纵架、连接座组成。（齿轮式、活塞式气动锚杆钻机结构见图6、图7） 一、锚杆钻机的发展与现状 图6 齿轮式气马达顶板锚杆钻机 图7 柱塞式气马达顶板锚杆钻机 一、锚杆钻机的发展与现状 性能 特点 具有良好的切削破岩性能、过载能力大 岩石是不均质的，内部组织结构变化较大，根据试验室试验，从松软的煤到坚硬的砂岩、石灰岩、花岗岩，破岩钻孔阻力矩要相差几倍，甚至十几倍。旋转式气动锚杆钻机一般适应岩石坚固性系数f≤8的岩石中钻孔，旋转式钻机的破岩能力即钻孔速度的快慢，主要取决于钻机的输出转矩、输出转速，推进力的大小以及三者之间的匹配关系，气动锚杆钻机的机械特性见图8。 一、锚杆钻机的发展与现状 图8 气动锚杆钻机性能参数关系曲线 一、锚杆钻机的发展与现状 从图7可以看出，气动锚杆钻机的机械特性是“软特性曲线”，其特性变化规律是： 岩石强度变大→阻力矩变大→转速降低→马达齿间气压增大→输出转矩变大→破岩能力增强→克服最大阻力矩钻孔 当转速n→0时，气马达积蓄的能量瞬间释放，使输出转矩T达到最大值（最大负荷转矩）。 一、锚杆钻机的发展与现状 钻孔速度快，适应钻装作业 动力单一，重量轻，操作简单 不足： 与液压、电动锚杆钻机相比 噪音大（＞90dA）、油雾污染大； 效率低、耗能大（为液压钻机3～4倍，电动钻机9-10倍）； 对动力源的要求高； 一、锚杆钻机的发展与现状 液压锚杆钻结构、性能与特点 结构 液压锚杆钻机主要由主机（液压马达、支腿或支架）、辅机（泵站）、操纵装置、液压管路组成（结构见图9、图10） 一、锚杆钻机的发展与现状 性能 特点 具有良好的钻削破岩性能，过载能力强； 液压锚杆钻机转矩—转速特性曲线见图11。 易实现无级调速，钻孔速度快； 噪音低、污染小，钻孔平稳，质量好； 动力单一，动力源电压的变化对钻机性能影响； 能耗较低。 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 不足 泵站重量重，移动不便； 效率较低； 对油液清洁度的要求较高。 一、锚杆钻机的发展与现状 3、锚杆钻机的选型 根据岩石性能选择不同破岩方式的钻机 分析旋转切削钻孔和冲击一旋转凿岩在不同岩性中的钻孔速度，见图12、表2 一、锚杆钻机的发展与现状 一、锚杆钻机的发展与现状 表2 旋转式钻机与冲击一旋转钻机钻速比较表 一、锚杆钻机的发展与现状 根据产品性能、服务、价格选择产品 国产气动旋转锚杆钻机、气动凿岩机、液压旋转锚杆钻机