国外煤矿用锚杆钻机的现状及发展趋势

锚杆支护是近年来发展较快的一种井巷支护方法，通过锚入围岩内的锚杆，改善围岩本身的力学状态，使支护体与围岩本身形成一个统一的能够承受载荷的结构体，从而提高岩体自身的强度，阻止或延缓围岩的变形发展，有效地保持围岩的完整性和巷道断面形状。锚杆钻机是锚杆支护施工中的关键施工设备。锚杆支护的施工速度和支护质量的好坏很大程度上取决于锚杆钻机。锚杆支护钻机技术已是影响锚杆支护施工速度、质量、效率的关键技术之一。 因此，研究性能好、可靠性高、符合我国煤矿实际情况的锚杆钻机是发展我国锚杆支护技术关键技术之一。

1 国外锚杆钻机的现状及发展趋势

早在20世纪40年代，国外已将锚杆支护技术应用于巷道支护工程。随着锚杆支护技术发展，锚杆钻机作为锚杆支护的主要施工机具，就成为该项技术发展的重点。经过几十年的研究与攻关，锚杆钻机已从当初的功能单一、技术含量低、可靠性差、安全性差、笨重发展到今天的功能齐全、可靠性好、安全性好、自动化水平高的新型钻机。在锚杆支护技术应用初期，国外在锚杆支护施工中采用普通凿岩机械钻凿锚杆孔，人工安装锚杆， 用扳手拧紧螺母。到20世纪50年代初，美国、瑞典等西方国家已广泛应用伸缩式气动凿岩机钻凿顶板锚杆孔，同时，美国已研制成功钻车式锚杆钻机并在支护工程中推广使用。国外仅用了10 a左右时间就实现了锚杆支护的机械化。20世纪50年代末，随着锚杆支护理论及设计方法的不断完善，英国等国家率先将锚杆支护技术应用于煤矿巷道支护。为适应煤矿巷道断面积较小的特点，英国、波兰等国研发了单体电动和液压回转式锚杆钻机。20世纪70年代，为适应大断面巷道锚杆支护快速施工，美国英格索兰、法国赛克马、瑞典阿特拉斯等凿岩设备公司陆续推出了功能多、机械化程度高的台车式锚杆钻装机。该类钻机既能钻锚杆孔，又能安装锚杆，基本实现了锚杆孔施工、锚杆安装的机械化。20世纪80年代至20世纪90年代，澳大利亚成功研制了轻型支腿式气动锚杆钻机，并在澳大利亚、英国、中国、波兰和印度等国的煤矿得到广泛应用。该型钻机切削动力采用风马达，推进支腿用高强度玻璃纤维和炭素纤维缠绕而成，具有动力单一、重量轻、输出转矩大的特点，不仅用于锚杆、锚索孔的施工，还可用于搅拌树脂锚杆和拧紧螺母，仍是当前世界单体锚杆钻机的主要机型。20世纪90年代，当澳大利亚各大采矿设备公司推出轻型单体锚杆钻机的同时，美国的杰弗里公司、乔伊公司、英国的安德森公司、奥地利的奥钢铁公司等又相继研制了与连续式采煤机、掘进机相配套的机载式锚杆钻装机，实现了采掘锚一体化作业新一代的锚杆钻装机不仅采用了新材料、新工艺，而且应用了计算机控制技术，使锚杆施工实现了高度的机械化和智能化，使其性能更先进、使用更方便施工更安全。

综观国外锚杆钻装设备的发展历程，国外锚杆钻机的发展始终与锚杆支护理论不断完善与发展紧密相联，相互依存，相互促进，同时，国外锚杆钻机的研究不断采用新材料、新工艺。紧密结合国情，开发的每一代产品都能代表当时的世界水平。国外锚杆钻机的发展趋势，一方面不断完善改进现已普遍使用的单体锚杆钻机，使其更可靠，更适应现场需要;另一方面不断加紧对掘锚一体化快速掘进装备的研究，目前已经推广使用了多款快速掘锚装备国外锚杆钻机的研究与开发将会从这2个方面开展，而且后者为今后发展重点。