國外煤礦用錨桿鉆機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

錨桿支護是近年來發(fā)展較快的一種井巷支護方法，通過錨入圍巖內(nèi)的錨桿，改善圍巖本身的力學狀態(tài)，使支護體與圍巖本身形成一個統(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。錨桿鉆機是錨桿支護施工中的關(guān)鍵施工設備。錨桿支護的施工速度和支護質(zhì)量的好壞很大程度上取決于錨桿鉆機。錨桿支護鉆機技術(shù)已是影響錨桿支護施工速度、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、符合我國煤礦實際情況的錨桿鉆機是發(fā)展我國錨桿支護技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)之一。

1 國外錨桿鉆機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

早在20世紀40年代，國外已將錨桿支護技術(shù)應用于巷道支護工程。隨著錨桿支護技術(shù)發(fā)展，錨桿鉆機作為錨桿支護的主要施工機具，就成為該項技術(shù)發(fā)展的重點。經(jīng)過幾十年的研究與攻關(guān)，錨桿鉆機已從當初的功能單一、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、自動化水平高的新型鉆機。在錨桿支護技術(shù)應用初期，國外在錨桿支護施工中采用普通鑿巖機械鉆鑿錨桿孔，人工安裝錨桿， 用扳手擰緊螺母。到20世紀50年代初，美國、瑞典等西方國家已廣泛應用伸縮式氣動鑿巖機鉆鑿頂板錨桿孔，同時，美國已研制成功鉆車式錨桿鉆機并在支護工程中推廣使用。國外僅用了10 a左右時間就實現(xiàn)了錨桿支護的機械化。20世紀50年代末，隨著錨桿支護理論及設計方法的不斷完善，英國等國家率先將錨桿支護技術(shù)應用于煤礦巷道支護。為適應煤礦巷道斷面積較小的特點，英國、波蘭等國研發(fā)了單體電動和液壓回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機。20世紀70年代，為適應大斷面巷道錨桿支護快速施工，美國英格索蘭、法國賽克馬、瑞典阿特拉斯等鑿巖設備公司陸續(xù)推出了功能多、機械化程度高的臺車式錨桿鉆裝機。該類鉆機既能鉆錨桿孔，又能安裝錨桿，基本實現(xiàn)了錨桿孔施工、錨桿安裝的機械化。20世紀80年代至20世紀90年代，澳大利亞成功研制了輕型支腿式氣動錨桿鉆機，并在澳大利亞、英國、中國、波蘭和印度等國的煤礦得到廣泛應用。該型鉆機切削動力采用風馬達，推進支腿用高強度玻璃纖維和炭素纖維纏繞而成，具有動力單一、重量輕、輸出轉(zhuǎn)矩大的特點，不僅用于錨桿、錨索孔的施工，還可用于攪拌樹脂錨桿和擰緊螺母，仍是當前世界單體錨桿鉆機的主要機型。20世紀90年代，當澳大利亞各大采礦設備公司推出輕型單體錨桿鉆機的同時，美國的杰弗里公司、喬伊公司、英國的安德森公司、奧地利的奧鋼鐵公司等又相繼研制了與連續(xù)式采煤機、掘進機相配套的機載式錨桿鉆裝機，實現(xiàn)了采掘錨一體化作業(yè)新一代的錨桿鉆裝機不僅采用了新材料、新工藝，而且應用了計算機控制技術(shù)，使錨桿施工實現(xiàn)了高度的機械化和智能化，使其性能更先進、使用更方便施工更安全。

綜觀國外錨桿鉆裝設備的發(fā)展歷程，國外錨桿鉆機的發(fā)展始終與錨桿支護理論不斷完善與發(fā)展緊密相聯(lián)，相互依存，相互促進，同時，國外錨桿鉆機的研究不斷采用新材料、新工藝。緊密結(jié)合國情，開發(fā)的每一代產(chǎn)品都能代表當時的世界水平。國外錨桿鉆機的發(fā)展趨勢，一方面不斷完善改進現(xiàn)已普遍使用的單體錨桿鉆機，使其更可靠，更適應現(xiàn)場需要;另一方面不斷加緊對掘錨一體化快速掘進裝備的研究，目前已經(jīng)推廣使用了多款快速掘錨裝備國外錨桿鉆機的研究與開發(fā)將會從這2個方面開展，而且后者為今后發(fā)展重點。