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摘要：針對我國煤巷傳統錨桿鉆機存在結構不對稱、受力不均衡、故障率高的問題，設計研發出一套結構合理、維護方便、可靠性高的對稱布置錨桿鉆機。介紹了它的結構組成、功能和技術參數，闡述了它在總體布置、導向方式、鏈傳動機構和潤滑方式上的設計特點。實踐結果表明，該鉆機可靠性高，提高了錨桿支護的效率，能夠滿足煤礦的生產要求。

關鍵詞：錨桿鉆機；對稱布置；導向方式；潤滑方式

錨桿支護作為一種經濟、快速、安全的巷道支護方式，代表了煤礦巷道支護技術的發展方向［1］。錨桿鉆機是錨桿支護作業中專門用于實現鉆鑿錨桿孔、錨桿安裝并緊固錨桿的工作裝置［2］，是錨桿支護裝備中的核心功能模塊，其性能優劣直接影響整機的性能。傳統錨桿鉆機采用非對稱結構型式，在應用中產生多種故障，主要有：①長進給油缸、短進給油缸因受力偏載產生油缸密封、導向套磨損現象，活塞桿變形甚至斷裂，油缸漏油、竄液等；②耐磨條磨損不均勻；③短進給油缸連接銷、撐桿損壞；④滑架內側與鏈條產生磨損，最終導致鏈條斷裂。因此，傳統錨桿鉆機的偏載結構存在弊端，可靠性低，有必要對錨桿鉆機的結構進一步改進，研制一種對稱結構布置的對稱布置錨桿鉆機。

1對稱布置錨桿鉆機的結構與技術參數

1.1結構組成錨桿鉆機的總體結構，本文所介紹的對稱布置錨桿鉆機主要由支撐柱組件、框架、滑架、鏈傳動機構、進給油缸、導向連接板、鉆箱總成組成。

1.11支撐柱組件支撐柱組件主要由支撐柱油缸、套筒和夾釬機構組成，其功能是在進行錨桿支護作業時，支撐柱油缸產生驅動力，將夾釬機構頂起直至壓緊煤巷頂板，使整個鉆機處于穩定狀態，減小鉆機振動，便于后續鉆孔作業；框架背面上部設有可調節的燕尾機構，為支撐柱的升降提供運行軌道；夾釬機構上安裝有觸頭，當鉆箱進給到極限高度時，鉆箱上的機械式換向閥與觸頭碰撞，鉆箱停止進給并自然下落。

1.12滑架滑架由潤滑頂板、滑軌架組成，滑架后端為外燕尾形、與內燕尾形的前導向壓板組成導向平移副，滿足滑架上下滑動的功能和作用。內燕尾形結構內設有自潤滑材料耐磨板，內燕尾形結構上設有將耐磨板和外燕尾形狀構件壓在一起并可調節間隙的防松機構。

1.13鏈傳動機構鏈傳動機構的2對鏈條對稱布置于短進給油缸的兩側，鏈條的兩端分別與鏈條調節機構和導向連接板相連接。導向連接板上設計有鏈條松緊調節機構，實現鏈條在一定范圍內的張緊功能。整個鏈傳動機構具有鉆箱進給行程的倍增功能，實現了有限空間內的鉆箱工作行程倍增［3］。

1.14進給油缸進給油缸由兩側對稱布置的長進給油缸和位于中間位置的短進給油缸組成，兩長進給油缸進油口通過框架內置的油道相通，保證油缸伸縮的同步性。長進給油缸可實現滑架（帶動導向連接板、鉆箱總成）的升降，此為鉆機的一級進給；短進給油缸通過倍增機構的鏈傳動機構實現鉆箱的進給，此為鉆機的二級進給。長短進給油缸的兩次進給完成鉆箱預定工作行程的實現。

1.2技術參數對稱布置錨桿鉆機的主要技術參數。

2對稱布置錨桿鉆機的設計特點

1）在總體布置上，長進給油缸對稱布置在滑架兩側，短進給油缸布置在滑架內部中間部位，且短進給油缸鏈傳動機構雙鏈對稱布置，這種對稱布置的方式，使得結構受力合理，保證了整機不易發生偏載，避免了因結構偏載引起的各種故障。2）在導向方式上，采用燕尾槽導向方式，即套筒與后導向壓板、滑架與前導向壓板、滑架與導向連接板間采用燕尾槽形導軌機構，這種導向方式剛度大、穩定性好，尤其能夠滿足井下側幫支護的需要。3）導向機構具有防松調節功能和自動補償功能，當耐磨板磨損導致間隙變大后，彈簧自動伸長把耐磨板壓住；磨損量太大時，可以調整彈簧預緊力。4）在潤滑方式上，對稱布置錨桿鉆機采用了3種潤滑方式：潤滑材料自潤滑、潤滑脂潤滑、間歇式自動潤滑，保證了整機的潤滑效果［4］。①支撐柱升降軌道處的耐磨板、燕尾導向處的耐磨板均選用潤滑材料，這種潤滑材料中含有適量的石墨，能夠保證良好的潤滑性能；②各相對運動的零件設計有潤滑脂通道，并安裝有潤滑油杯，為便于維護，可將潤滑油杯通過油管外置；③為便于給滑架軌道面和鏈傳動機構的鏈條提供周期性潤滑，減輕人工維護的勞動強度，該鉆機設計了間歇式自動潤滑，其工作原理如圖3所示。鉆箱在進給油缸的驅動下以一定的速度運行到頂端，機械式換向閥（鉆箱）與觸頭碰撞后產生瞬時壓力脈沖，使潤滑頂板上方向閥的P口與A1口相通，于是一定量的液壓油從噴油孔噴出，產生潤滑作用；壓力降低后，方向閥的T口與A1口相通，潤滑油停止噴射。所有的噴油孔均布置在潤滑頂板上，其中4個噴油孔為滑架的4個燕尾平移副潤滑，2個噴油孔為2對鏈條潤滑。每個噴油孔內安裝有孔徑0􀆰4mm的節流堵，用于限制液壓油的噴出量。由于鉆箱的進給運動是往復循環式，并且噴油動作自動完成，所以稱這種潤滑方式為間歇式自動潤滑。

3對稱布置錨桿鉆機的應用

對稱布置錨桿鉆機在神東礦區烏蘭木倫礦進行工業性試驗，共支護錨桿4233排，21165根，日最高記錄310根（62排），班最高記錄155根（31排），工業性試驗期間，進給平穩，維護簡便，故障率低，提高了錨桿支護的效率。對稱布置錨桿鉆機在神東礦區大柳塔礦世界首套高效快速掘進系統工業性試驗中，運行10個月，支護錨桿11􀆰95萬根，鉆機維護量小，可靠性高，實現了掘錨平行作業，配合掘錨機創造了當時的煤巷大斷面單巷掘進的世界紀錄［5－10］。截止目前，該對稱布置錨桿鉆機已應用于CMM2－25、CMM4－20、CMM4－25、CMM5－25、CMM6－20、CMM8－25、CMM10－30型錨桿鉆車，MZHB2－1200－20、MZHB5－1200－25型錨桿轉載機組，JM340型掘錨綜合機組，完全替代進口產品。高可靠性對稱布置鉆架的研制對于提高我國錨桿支護裝備的技術水平、增強國產煤機裝備的市場競爭力具有重要意義。

4結語

對稱布置錨桿鉆機的成功研制解決了傳統錨桿鉆機受力不均衡、故障率高的問題，提高了錨桿鉆機的可靠性，大大提高了錨鉆效率，具有更好的適應性，并且可以集成于掘進機、連采機、錨桿機、破碎機等機載設備上，實現高效的錨桿支護作業，有效緩解了掘、支失衡的矛盾，也為下一步開展錨桿鉆機的自動化、智能化研究打下了技術基礎。

參考文獻：

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作者：張東寶1，2；王靜1，2 單位：1中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，2山西天地煤機煤機裝備有限公司