錨桿支護(hù)是近年來(lái)發(fā)展較快的一種井巷支護(hù)方法，通過(guò)錨入圍巖內(nèi)的錨桿，改善圍巖本身的力學(xué)狀態(tài)，使支護(hù)體與圍巖本身形成一個(gè)統(tǒng)一的能夠承受載荷的結(jié)構(gòu)體，從而提高巖體自身的強(qiáng)度，阻止或延緩圍巖的變形發(fā)展，有效地保持圍巖的完整性和巷道斷面形狀。錨桿鉆機(jī)是錨桿支護(hù)施工中的關(guān)鍵施工設(shè)備。錨桿支護(hù)的施工速度和支護(hù)質(zhì)量的好壞很大程度上取決于錨桿鉆機(jī)。錨桿支護(hù)鉆機(jī)技術(shù)已是影響錨桿支護(hù)施工速度、質(zhì)量、效率的關(guān)鍵技術(shù)之一。 因此，研究性能好、可靠性高、符合我國(guó)煤礦實(shí)際情況的錨桿鉆機(jī)是發(fā)展我國(guó)錨桿支護(hù)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)之一。

 

　　1 國(guó)外錨桿鉆機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

 

　　早在20世紀(jì)40年代，國(guó)外已將錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于巷道支護(hù)工程。隨著錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展，錨桿鉆機(jī)作為錨桿支護(hù)的主要施工機(jī)具，就成為該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。經(jīng)過(guò)幾十年的研究與攻關(guān)，錨桿鉆機(jī)已從當(dāng)初的功能單一、技術(shù)含量低、可靠性差、安全性差、笨重發(fā)展到今天的功能齊全、可靠性好、安全性好、自動(dòng)化水平高的新型鉆機(jī)。在錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用初期，國(guó)外在錨桿支護(hù)施工中采用普通鑿巖機(jī)械鉆鑿錨桿孔，人工安裝錨桿， 用扳手?jǐn)Q緊螺母。到20世紀(jì)50年代初，美國(guó)、瑞典等西方國(guó)家已廣泛應(yīng)用伸縮式氣動(dòng)鑿巖機(jī)鉆鑿頂板錨桿孔，同時(shí)，美國(guó)已研制成功鉆車式錨桿鉆機(jī)并在支護(hù)工程中推廣使用。國(guó)外僅用了10 a左右時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了錨桿支護(hù)的機(jī)械化。20世紀(jì)50年代末，隨著錨桿支護(hù)理論及設(shè)計(jì)方法的不斷完善，英國(guó)等國(guó)家率先將錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于煤礦巷道支護(hù)。為適應(yīng)煤礦巷道斷面積較小的特點(diǎn)，英國(guó)、波蘭等國(guó)研發(fā)了單體電動(dòng)和液壓回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)。20世紀(jì)70年代，為適應(yīng)大斷面巷道錨桿支護(hù)快速施工，美國(guó)英格索蘭、法國(guó)賽克馬、瑞典阿特拉斯等鑿巖設(shè)備公司陸續(xù)推出了功能多、機(jī)械化程度高的臺(tái)車式錨桿鉆裝機(jī)。該類鉆機(jī)既能鉆錨桿孔，又能安裝錨桿，基本實(shí)現(xiàn)了錨桿孔施工、錨桿安裝的機(jī)械化。20世紀(jì)80年代至20世紀(jì)90年代，澳大利亞成功研制了輕型支腿式氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)，并在澳大利亞、英國(guó)、中國(guó)、波蘭和印度等國(guó)的煤礦得到廣泛應(yīng)用。該型鉆機(jī)切削動(dòng)力采用風(fēng)馬達(dá)，推進(jìn)支腿用高強(qiáng)度玻璃纖維和炭素纖維纏繞而成，具有動(dòng)力單一、重量輕、輸出轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，不僅用于錨桿、錨索孔的施工，還可用于攪拌樹(shù)脂錨桿和擰緊螺母，仍是當(dāng)前世界單體錨桿鉆機(jī)的主要機(jī)型。20世紀(jì)90年代，當(dāng)澳大利亞各大采礦設(shè)備公司推出輕型單體錨桿鉆機(jī)的同時(shí)，美國(guó)的杰弗里公司、喬伊公司、英國(guó)的安德森公司、奧地利的奧鋼鐵公司等又相繼研制了與連續(xù)式采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)相配套的機(jī)載式錨桿鉆裝機(jī)，實(shí)現(xiàn)了采掘錨一體化作業(yè)新一代的錨桿鉆裝機(jī)不僅采用了新材料、新工藝，而且應(yīng)用了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，使錨桿施工實(shí)現(xiàn)了高度的機(jī)械化和智能化，使其性能更先進(jìn)、使用更方便施工更安全。

 

　　綜觀國(guó)外錨桿鉆裝設(shè)備的發(fā)展歷程，國(guó)外錨桿鉆機(jī)的發(fā)展始終與錨桿支護(hù)理論不斷完善與發(fā)展緊密相聯(lián)，相互依存，相互促進(jìn)，同時(shí)，國(guó)外錨桿鉆機(jī)的研究不斷采用新材料、新工藝。緊密結(jié)合國(guó)情，開(kāi)發(fā)的每一代產(chǎn)品都能代表當(dāng)時(shí)的世界領(lǐng)先水平。國(guó)外錨桿鉆機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，一方面不斷完善改進(jìn)現(xiàn)已普遍使用的單體錨桿鉆機(jī)，使其更可靠，更適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)需要;另一方面不斷加緊對(duì)掘錨一體化快速掘進(jìn)裝備的研究，目前已經(jīng)推廣使用了多款快速掘錨裝備國(guó)外錨桿鉆機(jī)的研究與開(kāi)發(fā)將會(huì)從這2個(gè)方面開(kāi)展，而且后者為今后發(fā)展重點(diǎn)。

 

　　2國(guó)內(nèi)錨桿鉆機(jī)的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

 

　　我國(guó)錨桿鉆機(jī)的研究起步較晚，從 20世紀(jì)60年代開(kāi)始研制第1代電動(dòng)錨桿鉆機(jī)。由于我國(guó)錨桿支護(hù)技術(shù)推廣應(yīng)用緩慢，錨桿鉆機(jī)技術(shù)也一直處于緩慢發(fā)展和低水平重復(fù)的狀態(tài)。20世紀(jì)9o年代以后，隨著錨桿支護(hù)技術(shù)的大力推廣，錨桿鉆機(jī)技術(shù)才取得長(zhǎng)足的發(fā)展。但是我國(guó)錨桿鉆機(jī)的總體水平與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍然有較大的差距，這也是我國(guó)發(fā)展錨桿支護(hù)技術(shù)急需解決的迫切任務(wù)。從20世紀(jì)60年代起，在引進(jìn)英國(guó)維克托錨桿鉆機(jī)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)研制了系列電動(dòng)錨桿鉆機(jī)。到了20世紀(jì)70年代，又在 7665和ZY24氣動(dòng)鑿巖機(jī)的基礎(chǔ)上，研制了YSP45型伸縮式頂板鑿巖機(jī)。隨著巖巷大量使用沙漿錨桿，1976年成功研制了我國(guó)第1臺(tái)機(jī)械化錨桿鉆孑 L安裝機(jī)，1981年又成功研制了CGM一40型全液鉆車。在20世紀(jì)80年代，用于半煤巖頂板錨桿支護(hù)的MZ系列、QYM單體錨桿機(jī)、 YMJ一1型小斷面巖巷風(fēng)動(dòng)錨桿機(jī)相繼研制成功。 1987年開(kāi)始引進(jìn)澳大利亞氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)，并定點(diǎn)3家廠進(jìn)行小批量生產(chǎn)。近l0 a來(lái)，我國(guó)單體錨桿鉆機(jī)在吸收國(guó)外錨桿鉆機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上已有了一定的發(fā)展。目前錨桿鉆機(jī)生產(chǎn)廠家主要是生產(chǎn)氣動(dòng)頂板錨桿鉆機(jī)、氣動(dòng)邊幫錨桿鉆機(jī)，這2種錨桿鉆機(jī)已經(jīng)形成系列化產(chǎn)品。 這些產(chǎn)品不但具備了鉆錨桿孑L的功能，同時(shí)還具備 了攪拌樹(shù)脂、快速安裝錨桿的功能。同時(shí)研制成功懸臂式掘進(jìn)機(jī)配套的機(jī)載錨桿鉆機(jī)。目前又正在加緊研究帶錨桿鉆機(jī)的連續(xù)采煤機(jī)和掘錨一體化機(jī)組。隨著煤礦專用錨桿鉆機(jī)的不斷發(fā)展，從現(xiàn)有的機(jī)型種類來(lái)看，只能是基本上滿足需要，還存在不少問(wèn)題需進(jìn)一步提高與完善。

 

　　(1)錨桿鉆機(jī)的品種過(guò)多，可靠性差。

 

　　目前我國(guó)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種型號(hào)的錨桿鉆機(jī)，但適于井下使用且可靠性好并不多，很多產(chǎn)品難以在井下連續(xù)使用。有的廠家為了追求高利潤(rùn)，盲目改進(jìn)錨桿鉆機(jī)性能，派生出多個(gè)錨桿鉆機(jī)的型號(hào)，其實(shí)性能沒(méi)有實(shí)質(zhì)上的改進(jìn)，有的甚至導(dǎo)致錨桿鉆機(jī)性能下降。

 

　　(2) 錨桿鉆機(jī)的生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)不夠規(guī)范，各廠家的錨桿鉆機(jī)零部件互換性差。隨著我國(guó)錨桿鉆機(jī)技術(shù)的發(fā)展，制定一系列錨桿鉆機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，而標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)鉆機(jī)零部件的連接部分尺寸統(tǒng)一規(guī)定不夠，再加上錨桿鉆機(jī)的零部件缺乏專業(yè)化生產(chǎn)，一些廠家為了各自利益，一些零部件做得五花八門，致使市場(chǎng)上的錨桿鉆機(jī)零部件通用性 極差。

 

　　(3)錨桿鉆機(jī)技術(shù)近年來(lái)處于停滯狀態(tài)，產(chǎn)品性能提升緩慢。國(guó)內(nèi)錨桿鉆機(jī)技術(shù)是基于國(guó)外錨桿鉆機(jī)技術(shù)發(fā) 展而來(lái)的。目前所有錨桿鉆機(jī)幾乎是從國(guó)外錨桿鉆機(jī)測(cè)繪而來(lái)，而且僅僅在該基礎(chǔ)上改變其形狀尺寸， 一直沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的突破。而僅僅改變尺寸又導(dǎo)致錨桿鉆機(jī)品種繁多、零配件通用性差，使煤礦使用錨桿鉆機(jī)的成本無(wú)形中在增加。

 

　　(4)高新技術(shù)應(yīng)用力度不夠，錨桿鉆機(jī)技術(shù)向大型掘錨技術(shù)裝備上發(fā)展不夠。 隨著我國(guó)高新技術(shù)的發(fā)展，錨桿支護(hù)裝備應(yīng)用高新技術(shù)的力度不夠，研究與生產(chǎn)自動(dòng)化程度高、機(jī)械化程度高的掘錨裝備力度不夠。國(guó)內(nèi)尚無(wú)象國(guó)外一些采掘裝備公司那樣生產(chǎn)符合我國(guó)國(guó)情的大型掘錨裝備。目前我國(guó)煤礦使用的大型掘錨裝備都是從國(guó)外進(jìn)口的。

 

　　3我國(guó)錨桿鉆機(jī)的研究方向

 

　　隨著煤礦專用錨桿鉆機(jī)的不斷發(fā)展，從現(xiàn)有的機(jī)型種類來(lái)看，只能是基本上滿足現(xiàn)在的需要。從我國(guó)煤礦建設(shè)高產(chǎn)高效礦井發(fā)展來(lái)看，我國(guó)錨桿鉆機(jī)的發(fā)展已經(jīng)阻礙了我國(guó)煤礦建設(shè)高產(chǎn)高效礦井的步伐，因此，必須盡快加快錨桿鉆機(jī)技術(shù)的研究。

 

　　(1) 進(jìn)一步規(guī)范現(xiàn)有錨桿鉆機(jī)的品種，加強(qiáng)現(xiàn)有錨桿鉆機(jī)生產(chǎn)管理。針對(duì)目前我國(guó)錨桿鉆機(jī)品種繁多的情況，必須進(jìn)一步加強(qiáng)規(guī)范現(xiàn)有錨桿鉆機(jī)型號(hào)，將錨桿鉆機(jī)的主參數(shù)范圍化，形成少數(shù)幾個(gè)系列。同一系列的錨桿鉆機(jī)主要部件接口統(tǒng)一化，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品和生產(chǎn)廠家的強(qiáng)制管理，逐步使錨桿鉆機(jī)的主要零配件系列化和通用化。另外要進(jìn)一步加強(qiáng)錨桿

 

　　鉆機(jī)特別是氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)零部件的專用化生產(chǎn)，提高其零配件的質(zhì)量，從而提高單體錨桿鉆機(jī)整體質(zhì)量水平。

 

　　(2) 進(jìn)一步研究特殊條件使用的鉆機(jī)，使得錨桿鉆機(jī)技術(shù)更全面。目前我國(guó)錨桿鉆機(jī)普遍使用的是頂板錨桿鉆機(jī)和煤幫錨桿鉆機(jī)，其適應(yīng)的巷道條件為f<6的巖石頂板和中低位煤巷幫。雖然有幾種高位煤幫鉆機(jī)，使用效果并不理想。進(jìn)一步研究高位煤幫鉆機(jī)、處理地鼓鉆機(jī)、硬巖鉆機(jī)和軟巖鉆機(jī)等其他特殊鉆機(jī)，使錨桿鉆機(jī)整體技術(shù)水平上一個(gè)臺(tái)階。

 

　　(3)進(jìn)一步將其他領(lǐng)域的新材料、新工藝等高新

 

　　技術(shù)應(yīng)用于錨桿鉆機(jī)上，推動(dòng)錨桿鉆機(jī)技術(shù)的發(fā)展。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，其他領(lǐng)域的高新 技術(shù)不斷涌現(xiàn)，將這些新技術(shù)應(yīng)用于錨桿鉆機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)上，使錨桿鉆機(jī)性能更優(yōu)良，使錨桿鉆機(jī)技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。

 

　　(4)進(jìn)一步加快我國(guó)大型掘錨機(jī)組等快速掘進(jìn)裝備的研究，建立我國(guó)煤礦大型掘錨裝備產(chǎn)研基地，使我國(guó)煤礦大型掘錨技術(shù)與裝備不再依靠進(jìn)口，生產(chǎn)出適合我國(guó)煤礦國(guó)情的大型掘錨裝備，為我國(guó)煤礦建設(shè)高產(chǎn)高效礦井提供有力保障。