液压锚杆钻车在某矿中的应用研究

梁 奎

（贵州豫能投资有限公司 黔金煤业，贵州 毕节 551700）

某矿为煤与瓦斯突出矿井，掘进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气动手持式钻机施工，劳动强度高，且施工效率低，影响掘进进度。为了降低劳动强度，提高施工效率，由矿领导牵头在8419工作面回风巷试验使用CMM2-20型煤矿用液压锚杆钻车。

1 工作面概况

某矿在西大巷三采区辅助轨道巷引进了CMM2-20煤矿用液压钻车，三采区辅助轨道巷属于采区准备巷，巷道为全煤巷，沿15号煤层顶板掘进，巷道掘进高度4.2 m，掘进宽度6.2 m，断面约26 m2。 巷道掘进采用掘进机割煤、出煤，液压钻车进行顶帮支护。巷道顶底板基本情况见表1。

表1 巷道顶底板基本情况Tab.1 Basic conditions of roadway roof and floor

工作面突出危险性预测，需要在掘进面布置5个预测钻孔，掘进面左、中、右、上、下各一个，要求用麻花钻杆施工φ42 mm的钻孔进行预测，控制巷道两帮廓线4 m，巷道正前10 m范围，钻孔钻进时每钻进2 m测定1次钻屑瓦斯解吸指标K1值，每钻进1 m测定一次钻屑量S值，并观察和记录喷孔、顶钻等瓦斯动力现象及其他动力征兆[1-3]。

在工作面掘进期间，若经工作面突出危险性预测，K1值及S值在工作面掘进期间，若经工作面突出危险性预测，K1值及S值。

指标均未超标且无突出预兆，则工作面可在每循环强制施工完毕18个超前排放钻孔，钻孔直径不小于75 mm，孔深要求为12 m，可按照测试孔投影距预留2 m、排放钻孔控制正前范围预留5 m的安全循环距离掘进。18个超前排放钻孔，第1排距顶1.1 m，第2排距顶1.6 m，第3排距顶2.1 m。

2 液压锚杆钻车简介

2.1 基本构成

CMM2-20型煤矿用液压钻车主要构成[4-6]如图1所示。

图1 煤矿用液压钻车的主要构成部分Fig.1 Main components of hydraulic drilling rig for coal mine

煤矿用液压锚杆钻车的基本参数见表2。

2.2 工作原理

由动力供应系统即电源（ 包括高压电缆、变压器、低压电缆和电气开关箱）把动力源接入钻车的动力模块[7-10]，由动力模块通过两联泵把电能转化成液压能。钻车打眼时由液压系统驱动前部支撑机构稳车，然后使两臂动作选择眼位，通过补偿装置使推进器定位，然后操纵推进机构，使液压钻车打眼作业，供水系统冲洗钻眼。

表2 煤矿用液压锚杆钻车的基本参数Tab.2 Basic parameters of hydraulic bolt drilling rig for coal mine

3 试验过程

3.1 操作流程

综掘机施工完1个小循环后，将综掘机靠胶带帮退机7 m以上，待顶部及两帮支护完善后将锚杆钻车开进煤头，并进行稳固，然后调整大臂位置适当时将左右横梁展开并使用销连接，最后摆动给进装置调整好位置开始钻孔作业。施工好一排钻孔后重新调整大臂高度，进行下一排钻孔作业。

3.2 试验经过

设备试用前，由厂家技术人员对掘进一队二组班组长及检修工（共8人）进行锚杆钻车的实操及理论培训。人员实操及理论培训合格后，方可上岗作业。使用时，掘进一队开始试验锚杆钻车施工钻孔，锚杆钻车在进煤头期间，沿途都是实底的情况下，进钻机及稳固钻机需要20 m （如果煤头及沿途有浮煤的情况下进钻机较困难，因此每轮预测预报前必须对沿途及煤头的浮煤清理干净）。稳机后在工人熟练的情况下施工一个12 m孔需要12 min，平均每米钻孔需要1 min，人工卸一根钻杆30 s，如果有吸钻等现象时需利用钻机卸杆。按正常情况计算，施工18个12 m探孔需要220 min，施工5个10 m预测预报孔需要70 min（受瓦斯测定仪影响）。探孔分3排布置，期间需要重新调整一次大臂位置，共计需要5 min。

4 设备优点

4.1 安全性能提升

使用气动手持式钻机施工时，每3人1部钻，同时能开2部钻。以12 m深探孔为例，施工1个探孔时间为40 min，如果遇到吸钻等现象时需增加1～2人，时间相应增加。按正常情况计算，施工18个18 m探孔需要6 h，施工5个10 m预测预报孔需要90 min。共计需要450 min。人工使用手持钻施工时，遇吸钻，夹钻时钻杆突然停止转动，有伤人多打安全隐患，施工时人员离掘进面安全距离小，存在安全隐患。

使用液压锚杆钻车施工卸压孔，正常情况下，需要4人操作两台钻机（每2个人1组，操作1台钻机，其中，1人操作、1人换钻杆）两者相比较，施工12 m探孔时使用锚杆钻车比使用手持式钻机每次节省2个人工投入，施工10 m预测预报孔时每次节省1个人工投入，在人工投入上每次节省3个工人，在时间上两者相差150 min左右，提高了施工效率；使用锚杆钻车比使用手持式钻机钻孔角度更加准确，减少废孔数量（手持式钻机人工随意性大，对角度掌握不准确）:使用锚杆钻车钻孔靠机械用力，使用锚杆钻车钻孔，减少了人工劳动强度，施工时操作人员工作面掘进面有一定的安全距离，并且在操作防护台内。

4.2 改善作业环境

由于使用液压锚杆钻车施工卸压孔的时间较人工打钻时间缩短，为正常掘进施工节省出了时间。使用手持式钻机施工时，工作面掘进面煤尘较大；采用液压锚杆钻车打钻时，有喷雾引射装置，降低了工作面的粉尘，改善了作业环境。

4.3 提高掘进效率

根据两种打钻方式月度掘进进尺比较，8月（使用手持钻施工局部卸压孔）8419回风巷进尺为130 m，11月（使用液压锚杆钻车施工局部卸压孔）进尺为190 m，使用液压锚杆钻车打钻的月度进尺比原来提高了46%。

5 结论

（1）卸钻杆时拆除U型卡不熟练，导致卸杆时间长。

（2）U型卡使用频率高，经常来回搬动，造成U型卡损坏，其次是拆卸U型卡时容易掉入煤粉中找不到，导致U型卡消耗数量增加。

（3）建议再使用几台同样开孔高度的CMM2-20型煤矿用液压锚杆钻车。