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综掘工作面机载式锚杆钻装机的设计研究
综掘工作面机载式锚杆钻装机的设计研究
随着煤炭生产的不断发展，煤矿井下综采工作面逐渐变得复杂起来。面临的严峻问题之一，是如何确保井下作业人员的人身安全。为了达到这一目的，锚杆得到了广泛应用，但是锚杆在井下施工中，需要钻孔，钻孔过程中又需要使用钻装机，这给井下作业带来了一定危险。因此，本文基于这一背景，对综掘工作面机载式锚杆钻装机的设计进行了研究。
一、机载式锚杆钻装机的构造及工作原理
在井下综掘工作面，锚杆的安装通常是采用钻孔-灌浆-安装钢管的工艺流程。为了提高这一过程的效率，机载式锚杆钻装机应运而生。虽然不同制造商的机载式锚杆钻装机略有不同，但是主要构造大致相同，如图1所示。由专业的钻掘管理人员操作上机载钻机，通过上下调节油缸粉碎出钻孔，用足够的水压使注浆杆穿过气动钻机插入钻孔内，然后通过拧紧的钻锤力在注浆杆旋转时，使注浆杆推动钻孔内的泥浆流出孔内，使钢管填充空间，最后在钢管孔内喷射泥浆完成安装。
图1机载式锚杆钻装机的构造示意图
这一机载式锚杆钻装机的工作原理如下，首先是钻孔过程，钻机底部采用锚架支撑，通过顶杆的升降控制，使钻头和孔壁形成间隙，从而对岩石进行钻孔。完成钻孔后，由灌浆泵将浆液注入孔中，将注浆杆插入到孔中，通过转动注浆杆和高压注浆泵的反复配合，在注浆杆周围形成一层薄膜，将注浆杆封闭在孔中。然后从注浆杆顶部出口处，将浆液注入注浆穴，直至钻孔底部。此时，浆液原液落在钢管上，冲掉了钻孔底部的骨料，然后将注浆杆推动至底部，使注浆杆推动钢套管向孔内填充，同时，注浆泵仍在不断注入浆液，直到钢套管安装完成。最后，拧紧机载式锚杆钻装机底部的回转螺钉即可完成装置工作。
二、机载式锚杆钻装机的优点
机载式锚杆钻装机具有以下优点：
1.提高了工作效率：由于机载式锚杆钻装机可以在井下现场进行操作，因此减少了运输时间和空间，提高了生产效率，尤其适用于煤矿井下的钻孔、注浆及锚杆支护作业。
2.劳动强度低：机载式锚杆钻装机的使用可以减少工作人员的劳动强度，有效保护工人身体健康。
3.操作简单：机载式锚杆钻装机的使用操作简单，适用于不同级别技术人员操作，可以让更多的工人参与到井下生产工作中来。
三、机载式锚杆钻装机的设计改进
通过对目前机载式锚杆钻装机的使用情况和问题的反馈，进行了相应的设计改进，具体如下：
1.在设计中加入安全防范措施：在机载式锚杆钻装机的设计过程中，需要考虑安全问题，加入防护膜和其他安全措施，提高机载式锚杆钻装机的安全性。
2.对机载式锚杆钻装机运行的地形及煤岩石基础进行细致分析和精确测量，以保证钻孔的准确性。
3.选用适合的材料，提高机载式锚杆钻装机的使用寿命。
4.钻头的设计：为了提高钻孔效率，需要进行钻头的勾爪研发，提高钻头适应性和适用性，减少注水量，增加钻头使用寿命。
四、结论
综采工作面机载式锚杆钻装机是井下工作必不可少的设备之一，其设计与构造能够有效提高安全性和生产效率。然而，目前机载式锚杆钻装机仍存在一些问题，如安全隐患、效率不高等等。通过对改进设计的探讨，可以提供一个更加先进的机载式锚杆钻装机，以帮助更好的完成井下综采工作。