卓力通過(guò)對氣動(dòng)錨桿鉆機與液壓錨桿鉆機的特性分析、理論數據對比、工況分析對比及實(shí)踐數據對，為煤礦巷道支護錨桿鉆機機具現場(chǎng)應用選擇提供了依據。
氣動(dòng)錨桿鉆機與液壓錨桿鉆機作為巷道支護的兩種主要鉆孔機具，錨桿鉆機的正確合理選擇，關(guān)系到巷道支護效率的有效提高，是煤礦巷道掘進(jìn)速度提高的關(guān)鍵。
    錨桿鉆機特性
    1.1 氣動(dòng)錨桿鉆機
    使用壓縮空氣作為動(dòng)力，重量輕，轉速、推進(jìn)速度隨負載變化而變化，易于管理，維護維修方便。但是功率不大，能量轉化效率低。以目前最常用的型號MQT-130/3.0看，參數為3kw，耗氣量為4m³/min。
    由于使用壓縮性很強的空氣作為動(dòng)力，使得氣動(dòng)錨桿鉆機的轉速轉矩特性很軟，轉速從0-700r/min，轉矩從200-0N.m。試驗數據如下：
 

壓力MPa	0.5
轉速r/min	0	100	150	200	240	280	330	380	430	470	520	620	690
轉矩N.m	239	211	170	137	122	106	86	60	58	48	38	29	19
		一級缸筒				二級缸筒				三級缸筒
氣壓		0.5MPa
支腿推力		9.1kN				7.5 kN				5.6 kN

      
    1.2  液壓錨桿鉆機
    液壓錨桿鉆機以不可壓縮的高壓油為動(dòng)力，體積小，功率大，能量轉化效率高。但重量大，維護維修要求高。由于液壓油是不可壓縮的液體，使得液壓錨桿鉆機的轉速轉矩特性較硬。以市場(chǎng)上最常用的型號MYT-120/320為例，試驗數據如下：
 

壓力MPa	7	11.5	14	15.5	16.5	17	18	19	19.5	20	21
轉速r/min	454	441	430	423	417	413	408	399	396	200	0
轉矩N.m	0	50	80	100	110	120	130	140	150	160	170
				一級缸筒				二級缸筒
壓力				3 MPa				3 MPa
支腿推力				13 kN				7 kN

錨桿鉆機鉆錨桿孔時(shí)的影響因素 
    設備因素：馬達輸出轉矩、轉速，支腿推力。
    地質(zhì)條件：巖石硬度、抱鉆特性、鉆孔深度。
    目前錨桿孔多用直徑為φ27mm的兩翼式旋轉鉆頭，常用鉆桿為B19mm和B22mm的六方鉆桿。以長(cháng)1.5m的B22mm六方鉆桿為例，其能承受的軸向失穩推力不超過(guò)15kN。
    錨桿鉆機鉆孔時(shí)，只有達到轉矩、轉速、推力三者合理匹配時(shí)，方能得到最高的鉆進(jìn)效率。一般轉速低于200r/min時(shí)，鉆孔效率明顯降低。
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(shí)氣動(dòng)錨桿鉆機發(fā)揮了氣體彈性大的優(yōu)勢，在提供足夠的轉矩和支腿推力下，可以實(shí)現較高的轉速及較快的推進(jìn)速度，鉆孔效率高，并且回落時(shí)，支腿中的壓縮空氣直接排到大氣中，可以實(shí)現支腿的快速回落（5s）。使整個(gè)鉆孔過(guò)程速度快。液壓錨桿鉆機則不然，由于使用不可壓縮的高壓油為動(dòng)力介質(zhì)，并且一般為定量系統，只要負載轉矩不超過(guò)錨桿鉆機供油的設定壓力，馬達就會(huì )以一個(gè)恒定的轉速旋轉，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(shí)液壓錨桿鉆機沒(méi)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(dòng)錨桿鉆機的支腿推力小，鉆頭的吃刀量會(huì )很小，這時(shí)鉆機的轉矩負載會(huì )很小，馬達會(huì )高速旋轉，大量消耗壓縮空氣。這時(shí)不但鉆進(jìn)速度慢，而且對鉆頭的磨損嚴重，極易消耗鉆頭（有經(jīng)驗的操作者此時(shí)會(huì )把供給馬達的風(fēng)量減少，以便更多的風(fēng)量提供到支腿中，提高支腿內的氣壓，進(jìn)而提高支腿推力。否則大量的壓縮空氣就會(huì )通過(guò)馬達損失掉，致使供風(fēng)壓力降低，導致支腿的推力更不足）；液壓錨桿鉆機則不然，由于液壓錨桿鉆機的推進(jìn)力較大，此時(shí)，鉆頭的吃刀量會(huì )比氣動(dòng)錨桿鉆機好得多，在加上液壓錨桿鉆機恒定的轉速特性，此時(shí)鉆進(jìn)速度要比氣動(dòng)錨桿鉆機快得多。當然前提條件是鉆進(jìn)阻力沒(méi)有超過(guò)液壓錨桿鉆機的設定值。
    對于有抱鉆傾向的地址條件，一般巖石或煤層會(huì )很軟，此時(shí)不需要多大的推進(jìn)力，而需要高轉速、高轉矩的鉆機，并且宜使用麻花鉆。因為高速旋轉的麻花鉆可以將向內塌陷的孔壁刮削掉，并快速排屑，避免孔壁向內塌陷抱鉆。
    鉆孔越深時(shí)，由于鉆桿直線(xiàn)度低、鉆屑不易排出，造成鉆桿與孔壁的摩擦力增大，致使轉矩負載增大，要求錨桿鉆機要有足夠的轉矩。
    從動(dòng)力供給分析，一般有現成的壓風(fēng)系統時(shí)，宜選用氣動(dòng)錨桿鉆機，否則宜選用液壓錨桿鉆機。當然，也可用移動(dòng)空壓力配氣動(dòng)錨桿鉆機，不過(guò)由于井下空氣質(zhì)量不好以及空壓力散熱問(wèn)題，容易導致空壓機故障，維修不便，成本高。
    實(shí)踐試驗數據
    試驗過(guò)程使用的氣動(dòng)錨桿鉆機型號為MQT-130/3.0，試驗過(guò)程使用的液壓錨桿鉆機型號為MYT-120/320。
 

	氣動(dòng)錨桿機	液壓錨桿機		氣動(dòng)錨桿機	液壓錨桿機	氣動(dòng)錨桿機	液壓錨桿機
試驗地點(diǎn)	煤礦井下現場(chǎng)			煤礦井下現場(chǎng)		煤礦井下現場(chǎng)
巖石硬度	f3-f4			f6-f7		f10-f11
鉆頭	φ28普通金剛石兩翼鉆頭			φ28加強金剛石兩翼鉆頭		φ28高強金剛石兩翼鉆頭
鉆桿類(lèi)型	19方鉆桿
鉆孔深度	800mm		8000mm			500mm
鉆孔時(shí)間	20s	70s	13min		9min45s	12min30s	1min14s
鉆孔速度	2400mm/min	686 mm/min	615 mm/min		820 mm/min	40 mm/min	405 mm/min

    通過(guò)氣動(dòng)錨桿鉆機和液壓錨桿鉆機試驗臺檢測數據與煤礦井下現場(chǎng)試驗和工廠(chǎng)試驗數據，可以得出同扭矩氣動(dòng)錨桿鉆機與液壓錨桿鉆機在同地質(zhì)條件下，巖石硬度f(wàn)≤6時(shí)，氣動(dòng)錨桿鉆機優(yōu)勢明顯，在巖石硬度f(wàn)3時(shí)，氣動(dòng)錨桿鉆機鉆進(jìn)速度是液壓錨桿鉆機的3.5倍，因此選擇氣動(dòng)錨桿鉆機鉆孔較適宜。巖石硬度f(wàn)≥6時(shí)，液壓錨桿鉆機的效率較氣動(dòng)錨桿鉆機開(kāi)始凸現，在巖石硬度f(wàn)10時(shí)，液壓錨桿鉆機鉆進(jìn)速度是氣動(dòng)錨桿鉆機的10倍，因此選擇液壓錨桿鉆機鉆孔較適宜的結論。