液壓錨桿鉆車在某礦中的應用研究

梁 奎

（貴州豫能投資有限公司 黔金煤業，貴州 畢節 551700）

某礦為煤與瓦斯突出礦井，掘進煤巷前需要采取局部防突措施，局部防突措施孔由人工使用氣動手持式鉆機施工，勞動強度高，且施工效率低，影響掘進進度。為了降低勞動強度，提高施工效率，由礦領導牽頭在8419工作面回風巷試驗使用CMM2-20型煤礦用液壓錨桿鉆車。

1 工作面概況

某礦在西大巷三采區輔助軌道巷引進了CMM2-20煤礦用液壓鉆車，三采區輔助軌道巷屬于采區準備巷，巷道為全煤巷，沿15號煤層頂板掘進，巷道掘進高度4.2 m，掘進寬度6.2 m，斷面約26 m2。 巷道掘進采用掘進機割煤、出煤，液壓鉆車進行頂幫支護。巷道頂底板基本情況見表1。

表1 巷道頂底板基本情況Tab.1 Basic conditions of roadway roof and floor

工作面突出危險性預測，需要在掘進面布置5個預測鉆孔，掘進面左、中、右、上、下各一個，要求用麻花鉆桿施工φ42 mm的鉆孔進行預測，控制巷道兩幫廓線4 m，巷道正前10 m范圍，鉆孔鉆進時每鉆進2 m測定1次鉆屑瓦斯解吸指標K1值，每鉆進1 m測定一次鉆屑量S值，并觀察和記錄噴孔、頂鉆等瓦斯動力現象及其他動力征兆[1-3]。

在工作面掘進期間，若經工作面突出危險性預測，K1值及S值在工作面掘進期間，若經工作面突出危險性預測，K1值及S值。

指標均未超標且無突出預兆，則工作面可在每循環強制施工完畢18個超前排放鉆孔，鉆孔直徑不小于75 mm，孔深要求為12 m，可按照測試孔投影距預留2 m、排放鉆孔控制正前范圍預留5 m的安全循環距離掘進。18個超前排放鉆孔，第1排距頂1.1 m，第2排距頂1.6 m，第3排距頂2.1 m。

2 液壓錨桿鉆車簡介

2.1 基本構成

CMM2-20型煤礦用液壓鉆車主要構成[4-6]如圖1所示。

圖1 煤礦用液壓鉆車的主要構成部分Fig.1 Main components of hydraulic drilling rig for coal mine

煤礦用液壓錨桿鉆車的基本參數見表2。

2.2 工作原理

由動力供應系統即電源（ 包括高壓電纜、變壓器、低壓電纜和電氣開關箱）把動力源接入鉆車的動力模塊[7-10]，由動力模塊通過兩聯泵把電能轉化成液壓能。鉆車打眼時由液壓系統驅動前部支撐機構穩車，然后使兩臂動作選擇眼位，通過補償裝置使推進器定位，然后操縱推進機構，使液壓鉆車打眼作業，供水系統沖洗鉆眼。

表2 煤礦用液壓錨桿鉆車的基本參數Tab.2 Basic parameters of hydraulic bolt drilling rig for coal mine

3 試驗過程

3.1 操作流程

綜掘機施工完1個小循環后，將綜掘機靠膠帶幫退機7 m以上，待頂部及兩幫支護完善后將錨桿鉆車開進煤頭，并進行穩固，然后調整大臂位置適當時將左右橫梁展開并使用銷連接，最后擺動給進裝置調整好位置開始鉆孔作業。施工好一排鉆孔后重新調整大臂高度，進行下一排鉆孔作業。

3.2 試驗經過

設備試用前，由廠家技術人員對掘進一隊二組班組長及檢修工（共8人）進行錨桿鉆車的實操及理論培訓。人員實操及理論培訓合格后，方可上崗作業。使用時，掘進一隊開始試驗錨桿鉆車施工鉆孔，錨桿鉆車在進煤頭期間，沿途都是實底的情況下，進鉆機及穩固鉆機需要20 m （如果煤頭及沿途有浮煤的情況下進鉆機較困難，因此每輪預測預報前必須對沿途及煤頭的浮煤清理干凈）。穩機后在工人熟練的情況下施工一個12 m孔需要12 min，平均每米鉆孔需要1 min，人工卸一根鉆桿30 s，如果有吸鉆等現象時需利用鉆機卸桿。按正常情況計算，施工18個12 m探孔需要220 min，施工5個10 m預測預報孔需要70 min（受瓦斯測定儀影響）。探孔分3排布置，期間需要重新調整一次大臂位置，共計需要5 min。

4 設備優點

4.1 安全性能提升

使用氣動手持式鉆機施工時，每3人1部鉆，同時能開2部鉆。以12 m深探孔為例，施工1個探孔時間為40 min，如果遇到吸鉆等現象時需增加1～2人，時間相應增加。按正常情況計算，施工18個18 m探孔需要6 h，施工5個10 m預測預報孔需要90 min。共計需要450 min。人工使用手持鉆施工時，遇吸鉆，夾鉆時鉆桿突然停止轉動，有傷人多打安全隱患，施工時人員離掘進面安全距離小，存在安全隱患。

使用液壓錨桿鉆車施工卸壓孔，正常情況下，需要4人操作兩臺鉆機（每2個人1組，操作1臺鉆機，其中，1人操作、1人換鉆桿）兩者相比較，施工12 m探孔時使用錨桿鉆車比使用手持式鉆機每次節省2個人工投入，施工10 m預測預報孔時每次節省1個人工投入，在人工投入上每次節省3個工人，在時間上兩者相差150 min左右，提高了施工效率；使用錨桿鉆車比使用手持式鉆機鉆孔角度更加準確，減少廢孔數量（手持式鉆機人工隨意性大，對角度掌握不準確）:使用錨桿鉆車鉆孔靠機械用力，使用錨桿鉆車鉆孔，減少了人工勞動強度，施工時操作人員工作面掘進面有一定的安全距離，并且在操作防護臺內。

4.2 改善作業環境

由于使用液壓錨桿鉆車施工卸壓孔的時間較人工打鉆時間縮短，為正常掘進施工節省出了時間。使用手持式鉆機施工時，工作面掘進面煤塵較大；采用液壓錨桿鉆車打鉆時，有噴霧引射裝置，降低了工作面的粉塵，改善了作業環境。

4.3 提高掘進效率

根據兩種打鉆方式月度掘進進尺比較，8月（使用手持鉆施工局部卸壓孔）8419回風巷進尺為130 m，11月（使用液壓錨桿鉆車施工局部卸壓孔）進尺為190 m，使用液壓錨桿鉆車打鉆的月度進尺比原來提高了46%。

5 結論

（1）卸鉆桿時拆除U型卡不熟練，導致卸桿時間長。

（2）U型卡使用頻率高，經常來回搬動，造成U型卡損壞，其次是拆卸U型卡時容易掉入煤粉中找不到，導致U型卡消耗數量增加。

（3）建議再使用幾臺同樣開孔高度的CMM2-20型煤礦用液壓錨桿鉆車。