煤矿用锚杆钻机存在的问题

山西省晋中市左权煤矿用锚杆钻机现存问题及发展趋势

调研时间：2010年11月15日
调研单位: 顺发螺丝大全，左权县裕达工矿设备经销部，
经理    ：魏顺发（小根），邵海红
电话    ：15135430718
地址    ：北大街北侧，左权县工业园区十号商铺裕达工矿设备经销部
调研课题：煤矿用锚杆钻机现存问题及发展趋势

前言：
        锚杆钻机锚杆钻机在一些地方又称为锚固钻机，是煤矿用巷道锚杆支护设备，在改善支护效果、降低成本、加快成巷速度、减少辅助运输量、减轻劳动强度、提高巷道断面利用率等方面有着十分突出的优越性。 锚杆钻机是锚杆支护的关键设备，它影响着锚杆支护的质量--锚杆孔的方位、深度、孔径的准确性以及锚杆安装质量，又涉及操作者的人身安全、劳动强度与作业条件。锚杆钻机的发展以凿岩技术与锚杆支护技术为基础，高钻进速度、良好的适应性、高可靠性以及生产厂家的优质服务是锚杆钻机产品竞争的目标。锚杆钻机是锚杆支护施工机械，它影响锚杆支护施工质量——锚杆孔的方位、深度、孔径以及锚杆安装质量等，产品本身的技术特征又涉及操作者的安全。内容
一、锚杆钻机的分类：
        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。
二、煤矿用锚杆钻机存在的问题
        我国研制的锚杆钻机类型与型号不少，但正式批量生产并在生产建设中起作用的不多，目前存在的主要问题是： (1)钻车式锚杆钻机效率高、劳动强度小、安全性好，但因煤矿井下狭窄，锚杆钻车在井下需占用一定空间，目前尚未解决好使用锚杆钻车的施工工艺问题。因此，虽然锚杆钻车曾取得良好效果，但在短时间内难以广泛推广。 (2)单体式锚杆钻机质量轻、体积小，可由人工挪移，先后有30种以上的单体锚杆钻机投入煤矿试验和使用。但是，投入正式批量生产的产品还不到10%，在煤矿井下成为锚杆支护作业主产品的则更少，其主要原因是产品性能与可靠性都存在以下问题：
        ①电动锚杆钻机结构比较简单，但转矩特性较差，电机容易过载，加上锚杆孔钻进是立式作业。电机内易受淋水污染，电气部分事故率高。电动锚杆钻机的支腿推进方式至今尚不理想：液压推进须设附加泵站；水力推进的排放水污染工作面问题不易解决；机械式推进呈刚性结构，操作性能不好；气动支腿推进需合理解决气源问题。
        ②液压锚杆钻机转矩特性好，推进系统容易与钻机回转系统匹配，但有的钻机转矩低，系统发热问题未解决好，以及渗漏、泄漏问题的存在，使用户不易接受。同时，由于液压配套件质量控制问题未引起锚杆钻机厂家的高度重视，产品可靠性尚有问题。因此，液压锚杆钻机类型不少，但正式使用的不够多。当然，由于必须配备辅助液压泵站，给井下使用维修带来不便，也是影响长期使用的原因。
        ③气动锚杆钻机转矩特性好，产品不易过载，又因应用非金属材料，故产品质量轻。但是，叶片式马达的锚杆钻机转矩小(低于50 N*m)、钻进效率低，国内外都已出现淘汰势态。国产齿轮式马达的锚杆钻机传动件、支腿以及密封等都存在问题，产品质量不稳定，使国产齿轮气马达式锚杆钻机尚未取得多数用户的认可。国产柱塞式马达的锚杆钻机正处于开发、试用阶段，若大面积进行推广，还需要在非金属材料、气马达性能等技术上与其它方面做很多工作。 (3)锚杆钻机产品是工具类产品，机重的限制与功能要求存在矛盾。目前的生产厂家大多是小厂，灵活性好，但技术管理与质量保证体系方面都存在严重问题，甚至缺乏产品质量保证的基本条件。有的生产厂家售后服务存在不少问题，产品又供应不及时。这样，国产锚杆钻机还难以更广泛地在生产中应用。 (4)煤矿用户科学使用锚杆钻机的机制尚未完全建立起来，对锚杆钻机缺乏应有的维修、保养，维修条件又不具备，致使锚杆钻机过早报废。有的煤矿使用进口锚杆钻机时，不及时按规定注润滑油，不处理系统的污物，气马达早期破损。有的煤矿对出现非致命故障的钻机不及时维修，使机械运行出现恶性循环，数10台锚杆钻机仅1 a时间几乎全部报废。 (5)与锚杆钻机配套的钻具性能差，国产钻头寿命常常不足10钻米，掉片、断齿以及早期磨损等频频发生。特别是，个别钻头厂家使用劣质硬质合金，靠劣质材料降低产品成本，使锚杆钻头产品质量极差。 (6)锚杆钻机产品开发、制造等缺乏科学性，一些产品反复立项研究，但技术进步的步子不大，特别是，因某些原因不按标准要求进行性能试验与可靠性试验，致使鉴定的产品缺乏批量生产的基本条件。在产品制造过程中，也常常缺乏科学管理，片面追求利润，不重视售后服务，对产品缺乏负责精神。 三、煤矿用锚杆钻机的合理趋向    仅国有重点煤矿，每年就有3 000多个掘进工作面。锚杆支护施工需要相当数量的锚杆钻机，市场的需要使诸多科研、制造单位纷纷投入锚杆钻机及其配套机具的开发与生产，产品型式繁多，相类似的产品反复出现、反复鉴定。锚杆钻机是锚杆支护技术发展的客观需要，它必然按一定规律向前发展，经过一个时期的竞争后，会逐渐走上正轨。经对国内外锚杆钻机分析认为，煤矿用锚杆钻机的发展趋势将有以下特点： (1)由于煤矿锚杆支护将在量大面广的煤巷、半煤岩巷广泛应用，在长时间内，单体锚杆钻机是锚杆钻机产品发展的主流。在部分使用综合掘进机的巷道，将逐渐采用液压单体式锚杆钻机，并共用掘进机的液压动力源。为进一步提高综掘设备的锚杆支护机械化水平，仍将继续探讨如何广泛使用机载锚杆钻机。机载锚杆钻机仍以液压回转式钻进方式为主，但仍会寻求解决钻进抗压强度大、磨蚀性强的岩石的合理钻进方式。在大断面岩巷掘进中，液压钻车的使用会更加体现其钻进锚杆孔与安装锚杆的优越性，而专用锚杆钻车的应用不会在短期内提上日程。 (2)液压回转式锚杆钻机将向进一步提高输出转矩方向发展，以适应锚杆孔高速钻进与安装锚杆的需要。液压锚杆钻机将在进一步改进技术性能的同时提高可靠性，着重解决液压元件耐用性、井下长期工作稳定性的问题，并寻求如何与现有井下设备共用动力源问题。为使液压锚杆孔钻进适应面更广，人们会探讨高转矩回转辅以小能量冲击锚杆孔钻进的问题。 (3)气动锚杆钻机转矩-转速特性好、重量轻、失速转矩大，但产品可靠性与产品质量稳定性会在一个时期内更加令人关注。
(4)电动锚杆钻机成本低，主机动力简单且能源消耗少，人们将在提高电动锚杆钻机可靠性与合理解决支腿方式上继续攻关。鉴于电动锚杆钻机转矩特性硬、电机可靠性较差的问题，在采用压力水冲洗锚杆孔时，电机可靠性的关键将在于过载能力与防水、密封性能；只有在二者得到根本解决后，电动锚杆钻机才能被更广泛地用于井下作业。 (5)气动冲击式锚杆孔凿岩机与气动回转式锚杆钻机、气动回转式钻机(帮锚杆孔钻机)互相配套使用，使井下动力系统单一，效果好。人们会进一步改进气动冲击凿岩方式，使之更好的与气动回转式钻进方式匹配。 (6)锚杆孔回转式钻进使用的钻具是消耗量大的易损件。随着锚杆钻机产品正常化，钻具性能及质量将会更加受到重视，钻具结构、材料与加工工艺会逐渐趋于合理，回转式钻进方式的适应范围会有所扩大。 (7)锚杆钻机的进一步发展，要求锚杆钻机及其配套机具的标准化水平进一步提高。在此技术上，产品竞争将主要在质量、服务、价格方面。为此，有些锚杆钻机与钻具生产厂家会在科学化管理上下功夫，逐渐自觉地贯彻ISO 9000族标准，以使其产品更有竞争能力。 (8)锚杆钻机的发展有一定技术难度，它的应用效果与现场的使用维修条件有关。煤矿现场将会寻求应用锚杆钻机的科学管理方法，重视与加强锚杆钻机的维修、保养，建立锚杆钻机维修点。 (9)锚杆钻机的水平、质量影响锚杆支护综合效益，煤矿现场会逐渐重视使用锚杆钻机与钻具的综合经济效益问题，并做为选择锚杆钻机与钻具的重要根据。    国外一直致力于如何合理解决锚杆支护机械化问题。美国曾投入巨资解决煤矿全自动锚杆孔钻进与自动安装锚杆问题，并尽量在施工中应用机械化程度高的锚杆钻机，例如专用锚杆钻机、机载锚杆钻机等；法国、芬兰、德国、瑞典、奥地利等也都重视高度机械化锚杆钻机的开发与应用。但是，单体式锚杆钻机在煤矿仍会继续发展，澳大利亚煤矿自60年代起寻求锚杆钻机发展道路，目前将气动锚杆钻机大量投入市场，并推荐液压锚杆钻机、综合机械化锚杆钻机，推动了锚杆支护技术的发展。


                           调研人：魏顺发（小根），邵海红

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