我国煤矿锚杆钻车的应用现状与发展趋势

我国煤矿锚杆钻车的应用现状与发展趋势

发布时间：2012-04-26 点击次数：213次

1引进国外锚杆钻车的应用现状及存在问题国外锚杆钻车多用于煤矿短壁开采与多巷掘进中,是与连续采煤机、掘进机配套的主要设备。近年来,随着国外锚杆支护理论不断完善与发展,以美国久益( JOY)、弗莱彻(FLETCHER)、朗艾道(LONG-AIRDOX)、澳大利亚约翰芬雷(JOHNFINLAY)、海卓莫替克(HYDRAMATIC)等为代表的煤机设备公司陆续研发了新型锚杆钻车,自动化、智能化程度愈来愈高,安全性、可靠性大大增强。

我国煤矿短壁机械化开采方式以连续采煤机掘进巷道,配备国外的多臂履带式锚杆钻车为主。20世纪90年代起,神华集团引进了多种具有自移能力的锚杆钻车,包括单臂、二臂和四臂等产品来配合连续采煤机掘进作业,实现了采掘工作面生产集中化。其中,澳大利亚先进的四臂锚杆钻车应用效果突出,具有支护效率高、除尘效果好、操作简单、适应性强等优点,在井下生产中发挥着重要作用。

神东公司哈拉沟煤矿引进的澳大利亚海卓莫替克公司ARO- 40-RELMB-WT型锚杆钻车。四个钻臂配有回转式干式吸尘钻机,单机功率20 kW,转速600 r/min,推力28 kN,推进速度0~20 m /min,扭矩350 N·m。四个钻臂横向排列在机组前部,外侧的两个钻架安装在滑动悬臂上,可向外移动调节钻孔位置以符合锚固顶板所需要的锚杆布局要求。操作简便,支护速度快,能够满足快速掘进的支护要求。神东公司榆家梁煤矿引进的澳大利亚约翰芬雷公司4Y00-1224-WA型低采高锚杆钻车。可实现顶板临时支护,装配有半自动钻进程序,结合人工插入树脂药卷和锚杆; 1个操作人员使用半自动控制系统可以有效的监视和控制2个操作台;整机采用整体对称式设计,具备瓦斯检测功能,设备有干式钻箱及可操作顶棚。陕西黄陵矿业集团20世纪末引进美国朗艾道公司HDDR型双臂锚杆钻车,转动扭矩305N·m,锚杆机紧固扭矩258N·m,打眼及锚杆安装速度最快可达30套/h ,最大进给力22kN,转速650r/min,半自动化控制,但对巷道条件要求较高,不适于该矿长壁回采单巷掘进工艺,使用效果并不理想。

美国、澳大利亚等国家对锚杆支护技术进行了比较全面的研究,研制开发的锚杆钻车在增加功率、提高生产能力的同时,使设备功能内涵取得了良好的支护效果。但国外煤矿开采深度小,地质条件简单,与我国煤矿巷道条件有较大区别。其先进的锚杆钻车基本无法适应我国煤矿复杂的巷道条件。目前,仅在我国神东公司围岩条件好、巷道断面大的短壁开采与多巷掘进中,取得了良好的应用效果。其掘进生产线一般需要同时掘进多条巷道和大量的横贯来满足配套设备的换位需要,为了发挥机械化设备的性能,需要有较好的巷道顶板条件。从该类生产线的掘进工艺分析,在巷道顶板条件较差时,设备的换位将占用大量时间,掘进进尺将大大降低。并且,国外锚杆钻车体积较装备技术大,如澳大利亚约翰芬雷公司最新研制的迷你型2B00-1832-WA双臂锚杆机,重量为15t,长×宽×高达到5300mm×2000mm×1800mm[8],根本无法适应与我国煤巷掘进主要设备—悬臂式掘进机的联合作业。随着我国煤矿开采深度、广度和强度的不断增加,巷道条件多变,进一步加快研制适合我国煤矿条件使用的锚杆钻车迫在眉睫。

2国内锚杆钻车的研制及应用现状为在煤矿井下推广锚杆支护工艺,早在20世纪70年代初,北京建井研究所研制了我国第一台能安装砂浆锚杆的MGJ-1型锚杆钻车。随后,又在该钻车的基础上研制了CGM40型全液压锚杆钻车,可在一台钻车上完成钻孔—安装锚杆—注浆三道工序。1980年,煤炭科学研究总院南京研究所在引进、消化瑞典阿里马克(Alimak)公司生产的BV系列钻机的基础上,研制了YMJ-1型小断面岩巷锚杆钻车,可紧跟迎头钻全方位锚杆孔,逐步开始了我国煤矿锚杆钻车的研究。随后,我国锚杆施工设备的研究方向转为单体锚杆钻机,并主要通过引进、消化、吸收国外单体锚杆钻机的先进技术,逐步发展形成具有中国特色的锚杆钻机系列产品。

2004年起,煤科总院太原研究院采用对引进机型进行消化、吸收再创新的方法进行研究,

用现代设计分析手段并结合国内煤矿具体条件进行创新设计,并申请名为“履带行走式锚杆钻车”的发明专利[10],研制成功了与连续采煤机配套的CMM25-4型四臂锚杆钻车。2005年,样机在神东公司的补连塔煤矿井下进行了历时3个月的井下工业性试验,共打锚杆约14400根,整机及部件各项性能指标能够满足井下生产需要和设计要求,现已进入批量生产阶段。

山西晋城无烟煤矿业集团为适应本矿地质条件及掘进工艺的需求,研制了CMM2-36型两臂液压锚杆钻车,并申请名为“自移行走式锚杆钻机”的实用新型专利,近年来,该集团在此基础上,又联合当地生产厂家研制出了CMM2-18型液压锚杆钻车,该机适用于巷道大采高掘进工作面支护作业, 2009年在晋煤集团成庄矿进行了工业性试验,取得初步成功。佳木斯煤机公司正开发一种为适应与悬臂式掘进机配合作业的窄锚杆钻车,使钻车能从掘进机侧面通过,进行锚固作业,并申请了“窄锚杆钻车装置”

的实用新型专利。

国产锚杆支护设备在设计制造、加工工艺、自动化技术和关键技术指标等方面同国际先进水平存在较大差距。

我国的锚杆钻车研制工作仍处于起步阶段,较成熟的煤科总院太原院CMM25-4型四臂锚杆钻车主要应用于煤矿短壁开采与多巷掘进,适用性较小。对于我国广泛应用的悬臂式掘进机所要求配套的高效支护设备,相关企业已瞄准市场,正积极研发。

CMM2-15煤矿液压锚杆钻车

1．产品特点

CMM2-15型煤矿全液压锚杆锚索钻车是北京景隆重工机械有限公司针对掘进工作面断面宽度大于4.8- 5.5米、高度2.8-4.2米的巷道而设计的，而且本钻车在结构上和功能上采用了整体升降的工作平台，可以根据巷道高度情况通过平台升降使作业人员进行上下调整，从而很方便的实现巷道内不同高度、不同角度锚杆(索)孔、炮眼孔、探测孔的机械化施工。本钻车具有钻进功能全面，工作效率高，工人劳动强度低等特点，尤其是工人在使用本钻车进行锚杆锚索支护作业时能大大缩短支护作业时间，提高支护效率和支护质量。本钻车结构合理，机构紧凑，运转灵活，操作方便，因而本钻车是实现目前国内巷道掘进支护快速、高效、机械化的一种首选装备。目前已经在内蒙古神东集团、山西晋煤集团、陕西榆林等全国各大煤业集团广泛使用，得到了煤矿使用单位的充分认可。

本钻车与掘进机配合使用，适用于矿山巷道掘进工作面的支护机械化作业。本钻车在设计上具有以下特点：

◆结构合理，零部件强度好，刚性好；

◆全部采用液压系统控制，方便井下维修与操作；

◆行走机构采用液压马达+减速机驱动；

◆设有两套钻孔的钻臂及推进装置均由液压系统控制，且两钻臂及推进机构可独立或同时作业；