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煤礦用錨桿鉆機存在的問題

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煤礦用錨桿鉆機存在的問題

發布日期:2017-12-14 作者: 點擊:

煤礦用錨桿鉆機存在的問題

    我國研制的錨桿鉆機類型與型號不少,但正式批量生產并在生產建設中起作用的不多,目前存在的主要問題是:

    (1)鉆車式錨桿鉆機效率高、勞動強度小、安全性好,但因煤礦井下狹窄,錨桿鉆車在井下需占用一定空間,目前尚未解決好使用錨桿鉆車的施工工藝問題。因此,雖然錨桿鉆車曾取得良好效果,但在短時間內難以廣泛推廣。

    (2)單體式錨桿鉆機質量輕、體積小,可由人工挪移,先后有30種以上的單體錨桿鉆機投入煤礦試驗和使用。但是,投入正式批量生產的產品還不到10%,在煤礦井下成為錨桿支護作業主產品的則更少,其主要原因是產品性能與可靠性都存在以下問題:①電動錨桿鉆機結構比較簡單,但轉矩特性較差,電機容易過載,加上錨桿孔鉆進是立式作業。電機內易受淋水污染,電氣部分事故率高。電動錨桿鉆機的支腿推進方式至今尚不理想:液壓推進須設附加泵站;水力推進的排放水污染工作面問題不易解決;機械式推進呈剛性結構,操作性能不好;氣動支腿推進需合理解決氣源問題。②液壓錨桿鉆機轉矩特性好,推進系統容易與鉆機回轉系統匹配,但有的鉆機轉矩低,系統發熱問題未解決好,以及滲漏、泄漏問題的存在,使用戶不易接受。同時,由于液壓配套件質量控制問題未引起錨桿鉆機廠家的高度重視,產品可靠性尚有問題。因此,液壓錨桿鉆機類型不少,但正式使用的不夠多。當然,由于必須配備輔助液壓泵站,給井下使用維修帶來不便,也是影響長期使用的原因。③氣動錨桿鉆機轉矩特性好,產品不易過載,又因應用非金屬材料,故產品質量輕。但是,葉片式馬達的錨桿鉆機轉矩小(低于50 N*m)、鉆進效率低,國內外都已出現淘汰勢態。國產齒輪式馬達的錨桿鉆機傳動件、支腿以及密封等都存在問題,產品質量不穩定,使國產齒輪氣馬達式錨桿鉆機尚未取得多數用戶的認可。國產柱塞式馬達的錨桿鉆機正處于開發、試用階段,若大面積進行推廣,還需要在非金屬材料、氣馬達性能等技術上與其它方面做很多工作。

    (3)錨桿鉆機產品是工具類產品,機重的限制與功能要求存在矛盾。目前的生產廠家大多是小廠,靈活性好,但技術管理與質量保證體系方面都存在嚴重問題,甚至缺乏產品質量保證的基本條件。有的生產廠家售后服務存在不少問題,產品又供應不及時。這樣,國產錨桿鉆機還難以更廣泛地在生產中應用。

    (4)煤礦用戶科學使用錨桿鉆機的機制尚未完全建立起來,對錨桿鉆機缺乏應有的維修、保養,維修條件又不具備,致使錨桿鉆機過早報廢。有的煤礦使用進口錨桿鉆機時,不及時按規定注潤滑油,不處理系統的污物,氣馬達早期破損。有的煤礦對出現非致命故障的鉆機不及時維修,使機械運行出現惡性循環,數10臺錨桿鉆機僅1 a時間幾乎全部報廢。

    (5)與錨桿鉆機配套的鉆具性能差,國產鉆頭壽命常常不足10鉆米,掉片、斷齒以及早期磨損等頻頻發生。特別是,個別鉆頭廠家使用劣質硬質合金,靠劣質材料降低產品成本,使錨桿鉆頭產品質量極差。

    (6)錨桿鉆機產品開發、制造等缺乏科學性,一些產品反復立項研究,但技術進步的步子不大,特別是,因某些原因不按標準要求進行性能試驗與可靠性試驗,致使鑒定的產品缺乏批量生產的基本條件。在產品制造過程中,也常常缺乏科學管理,片面追求利潤,不重視售后服務,對產品缺乏負責精神。

2煤礦用錨桿鉆機的合理趨向

    僅國有重點煤礦,每年就有3 000多個掘進工作面。錨桿支護施工需要相當數量的錨桿鉆機,市場的需要使諸多科研、制造單位紛紛投入錨桿鉆機及其配套機具的開發與生產,產品型式繁多,相類似的產品反復出現、反復鑒定。錨桿鉆機是錨桿支護技術發展的客觀需要,它必然按一定規律向前發展,經過一個時期的競爭后,會逐漸走上正軌。經對國內外錨桿鉆機分析認為,煤礦用錨桿鉆機的發展趨勢將有以下特點:

    (1)由于煤礦錨桿支護將在量大面廣的煤巷、半煤巖巷廣泛應用,在相當長時間內,單體錨桿鉆機是錨桿鉆機產品發展的主流。在部分使用綜合掘進機的巷道,將逐漸采用液壓單體式錨桿鉆機,并共用掘進機的液壓動力源。為進一步提高綜掘設備的錨桿支護機械化水平,仍將繼續探討如何廣泛使用機載錨桿鉆機。機載錨桿鉆機仍以液壓回轉式鉆進方式為主,但仍會尋求解決鉆進抗壓強度大、磨蝕性強的巖石的合理鉆進方式。在大斷面巖巷掘進中,液壓鉆車的使用會更加體現其鉆進錨桿孔與安裝錨桿的優越性,而專用錨桿鉆車的應用不會在短期內提上日程。

    (2)液壓回轉式錨桿鉆機將向進一步提高輸出轉矩方向發展,以適應錨桿孔高速鉆進與安裝錨桿的需要。液壓錨桿鉆機將在進一步改進技術性能的同時提高可靠性,著重解決液壓元件耐用性、井下長期工作穩定性的問題,并尋求如何與現有井下設備共用動力源問題。為使液壓錨桿孔鉆進適應面更廣,人們會探討高轉矩回轉輔以小能量沖擊錨桿孔鉆進的問題。

    (3)氣動錨桿鉆機轉矩-轉速特性好、重量輕、失速轉矩大,但產品可靠性與產品質量穩定性會在一個時期內更加令人關注。為了更廣泛地使用氣動錨桿鉆機,煤礦現場將會有意識地調整壓縮空氣系統,并逐漸重視井下移動式空壓機的應用問題。

    (4)電動錨桿鉆機成本低,主機動力簡單且能源消耗少,人們將在提高電動錨桿鉆機可靠性與合理解決支腿方式上繼續攻關。鑒于電動錨桿鉆機轉矩特性硬、電機可靠性較差的問題,在采用壓力水沖洗錨桿孔時,電機可靠性的關鍵將在于過載能力與防水、密封性能;只有在二者得到根本解決后,電動錨桿鉆機才能被更廣泛地用于井下作業。

    (5)氣動沖擊式錨桿孔鑿巖機與氣動回轉式錨桿鉆機、氣動回轉式鉆機(幫錨桿孔鉆機)互相配套使用,使井下動力系統單一,效果好。人們會進一步改進氣動沖擊鑿巖方式,使之更好的與氣動回轉式鉆進方式匹配。

    (6)錨桿孔回轉式鉆進使用的鉆具是消耗量大的易損件。隨著錨桿鉆機產品正?;?,鉆具性能及質量將會更加受到重視,鉆具結構、材料與加工工藝會逐漸趨于合理,回轉式鉆進方式的適應范圍會有所擴大。

    (7)錨桿鉆機的進一步發展,要求錨桿鉆機及其配套機具的標準化水平進一步提高。在此技術上,產品競爭將主要在質量、服務、價格方面。為此,有些錨桿鉆機與鉆具生產廠家會在科學化管理上下功夫,逐漸自覺地貫徹ISO 9000族標準,以使其產品更有競爭能力。

    (8)錨桿鉆機性能參數的研究是錨桿鉆機產品發展與質量控制的基礎,幾種產品的競爭,會逐漸提高對錨桿鉆機基礎性研究重要性的認識。在錨桿鉆機產品競爭中,生產廠家將會爭技術、爭人才、爭條件建設。

    (9)錨桿鉆機的發展有一定技術難度,它的應用效果與現場的使用維修條件有關。煤礦現場將會尋求應用錨桿鉆機的科學管理方法,重視與加強錨桿鉆機的維修、保養,建立錨桿鉆機維修點。

    (10)錨桿鉆機的水平、質量影響錨桿支護綜合效益,煤礦現場會逐漸重視使用錨桿鉆機與鉆具的綜合經濟效益問題,并做為選擇錨桿鉆機與鉆具的重要根據。

3結語

    錨桿鉆機與鉆具是應用錨桿支護的關鍵。目前,國有重點煤礦的年進500多萬m巷道中,采用錨噴支護的只有100多萬m。按達到年錨噴支護率50%的目標,每年將有200多萬m的巷道采用錨噴支護,有1 500個左右的掘進工作面配備錨桿鉆機,加上一定數量的備用,需要數千臺錨桿鉆機。目前,每年投入煤礦的錨桿鉆機只有500~600臺左右,質量與性能參差不齊,真正在井下連續運轉的不多。1995年以來,全國各煤礦從澳大利亞引進了500~600臺氣動錨桿鉆機,有的煤礦在應用中取得了一些成效,并積累了經驗;但也有的煤礦過早報廢了引進的產品,得到了一些教訓。種種跡象表明,錨桿鉆機在我國仍處于向前發展的階段,技術管理、產品開發、制造以及使用維修等均需不斷總結經驗教訓,在經過一個時期以后,錨桿鉆機的發展會走上正軌,在發展我國錨桿支護技術中起到應有作用。

    錨桿鉆機的發展以鑿巖技術與錨桿支護技術為基礎,高鉆進速度、良好的適應性、高可靠性以及生產廠家的優質服務是錨桿鉆機產品競爭的目標。錨桿鉆機性能參數的研究、產品結構設計與材料選擇的合理化以及產品質量保證體系的建立是錨桿鉆機產品進一步發展的基礎。

    錨桿鉆機是錨桿支護施工機械,它影響錨桿支護施工質量——錨桿孔的方位、深度、孔徑以及錨桿安裝質量等,產品本身的技術特征又涉及操作者的安全。

    國外曾將錨桿鉆機列為影響錨桿支護安全性的重要因素之一,一直致力于如何合理解決錨桿支護機械化問題。美國曾投入巨資解決煤礦全自動錨桿孔鉆進與自動安裝錨桿問題,并盡量在施工中應用機械化程度高的錨桿鉆機,例如專用錨桿鉆機、機載錨桿鉆機等;法國、芬蘭、德國、瑞典、奧地利等也都重視高度機械化錨桿鉆機的開發與應用。但是,單體式錨桿鉆機在煤礦仍會繼續發展,澳大利亞煤礦自60年代起尋求錨桿鉆機發展道路,目前將氣動錨桿鉆機大量投入市場,并推薦液壓錨桿鉆機、綜合機械化錨桿鉆機,推動了錨桿支護技術的發展。

    研究國外錨桿支護與錨桿鉆機的發展過程與經驗,對我國錨桿支護機械化研究與應用是有益的。

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