摘要：本文通過對氣動與液壓錨桿鉆機(jī)的特性分析、理論數(shù)據(jù)對比、工況分析對比及實踐數(shù)據(jù)對，為煤礦巷道支護(hù)錨桿鉆機(jī)機(jī)具現(xiàn)場應(yīng)用選擇提供了依據(jù)。

引言

氣動與液壓錨桿鉆機(jī)桿鉆機(jī)作為巷道支護(hù)的兩種主要鉆孔機(jī)具，錨桿鉆機(jī)的正確合理選擇，關(guān)系到巷道支護(hù)效率的有效提高，是煤礦巷道掘進(jìn)速度提高的關(guān)鍵。

1.2 液壓錨桿鉆機(jī)

液壓錨桿鉆機(jī)以不可壓縮的高壓油為動力，體積小，功率大，能量轉(zhuǎn)化效率高。但重量大，維護(hù)維修要求高。由于液壓油是不可壓縮的液體，使得液壓錨桿鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性較硬。2.錨桿鉆機(jī)鉆錨桿孔時的影響因素

3.工況分析

在軟巖（一般巖石硬度小于f6）鉆進(jìn)中，鉆進(jìn)阻力不大，推進(jìn)力也不需要很大。這時氣動錨桿鉆機(jī)發(fā)揮了氣體彈性大的優(yōu)勢，在提供足夠的轉(zhuǎn)矩和支腿推力下，可以實現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)速及較快的推進(jìn)速度，鉆孔效率高，并且回落時，支腿中的壓縮空氣直接排到大氣中，可以實現(xiàn)支腿的快速回落（5s）。使整個鉆孔過程速度快。液壓錨桿鉆機(jī)則不然，由于使用不可壓縮的高壓油為動力介質(zhì)，并且一般為定量系統(tǒng)，只要負(fù)載轉(zhuǎn)矩不超過錨桿鉆機(jī)供油的設(shè)定壓力，馬達(dá)就會以一個恒定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，支腿也只能以供油量按照恒定的速度推進(jìn)（11s）和回落（14s）。這時液壓錨桿鉆機(jī)沒有任何速度上的優(yōu)勢。

在硬巖（一般巖石硬度大于f8）鉆進(jìn)中，由于氣動錨桿鉆機(jī)的支腿推力小，鉆頭的吃刀量會很小，這時鉆機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載會很小，馬達(dá)會高速旋轉(zhuǎn)，大量消耗壓縮空氣。這時不但鉆進(jìn)速度慢，而且對鉆頭的磨損嚴(yán)重，極易消耗鉆頭（有經(jīng)驗的操作者此時會把供給馬達(dá)的風(fēng)量減少，以便更多的風(fēng)量提供到支腿中，提高支腿內(nèi)的氣壓，進(jìn)而提高支腿推力。否則大量的壓縮空氣就會通過馬達(dá)損失掉，致使供風(fēng)壓力降低，導(dǎo)致支腿的推力更不足）；液壓錨桿鉆機(jī)則不然，由于液壓錨桿鉆機(jī)的推進(jìn)力較大，此時，鉆頭的吃刀量會比氣動錨桿鉆機(jī)好得多，在加上液壓錨桿鉆機(jī)恒定的轉(zhuǎn)速特性，此時鉆進(jìn)速度要比氣動錨桿鉆機(jī)快得多。當(dāng)然前提條件是鉆進(jìn)阻力沒有超過液壓錨桿鉆機(jī)的設(shè)定值。

對于有抱鉆傾向的地址條件，一般巖石或煤層會很軟，此時不需要多大的推進(jìn)力，而需要高轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩的鉆機(jī)，并且宜使用麻花鉆。因為高速旋轉(zhuǎn)的麻花鉆可以將向內(nèi)塌陷的孔壁刮削掉，并快速排屑，避免孔壁向內(nèi)塌陷抱鉆。

鉆孔越深時，由于鉆桿直線度低、鉆屑不易排出，造成鉆桿與孔壁的摩擦力增大，致使轉(zhuǎn)矩負(fù)載增大，要求錨桿鉆機(jī)要有足夠的轉(zhuǎn)矩。

從動力供給分析，一般有現(xiàn)成的壓風(fēng)系統(tǒng)時，宜選用氣動錨桿鉆機(jī)，否則宜選用液壓錨桿鉆機(jī)。當(dāng)然，也可用移動空壓力配氣動錨桿鉆機(jī)，不過由于井下空氣質(zhì)量不好以及空壓力散熱問題，容易導(dǎo)致空壓機(jī)故障，維修不便，成本高。

5.結(jié)論

通過氣動錨桿鉆機(jī)和液壓錨桿鉆機(jī)試驗臺檢測數(shù)據(jù)與煤礦井下現(xiàn)場試驗和工廠試驗數(shù)據(jù)，可以得出同扭矩氣動錨桿鉆機(jī)與液壓錨桿鉆機(jī)在同地質(zhì)條件下，巖石硬度f≤6時，氣動錨桿鉆機(jī)優(yōu)勢明顯，在巖石硬度f3時，氣動錨桿鉆機(jī)鉆進(jìn)速度是液壓錨桿鉆機(jī)的3.5倍，因此選擇氣動錨桿鉆機(jī)鉆孔較適宜。巖石硬度f≥6時，液壓錨桿鉆機(jī)的效率較氣動錨桿鉆機(jī)開始凸現(xiàn)，在巖石硬度f10時，液壓錨桿鉆機(jī)鉆進(jìn)速度是氣動錨桿鉆機(jī)的10倍，因此選擇液壓錨桿鉆機(jī)鉆孔較適宜的結(jié)論。

6.參考文獻(xiàn)

[1] 成大先.機(jī)械設(shè)計手冊[K].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2] 何滿潮，袁和生等.中國煤礦錨桿支護(hù)理論與實踐[M].科技出版社，2004

7.作者簡介

范要輝（1981-），男，漢，河北省石家莊市，大學(xué)本科，工程師，主要研究方向為錨桿鉆機(jī)技術(shù)和錨桿支護(hù)技術(shù)。