錨桿鉆機(jī)是巖土工程中專門用于鉆鑿錨桿孔的專用鉆孔設(shè)備,廣泛應(yīng)用于礦山、隧道、邊坡、水利等領(lǐng)域,是保障工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與施工安全的核心設(shè)備。其核心功能是在巖石、土體或混合地層中鉆鑿符合設(shè)計要求的錨桿孔,后續(xù)通過向孔內(nèi)安裝錨桿(如金屬桿、玻璃纖維桿)并注入錨固劑(如水泥漿、樹脂),使錨桿與周圍巖土體牢固結(jié)合,形成 “錨桿 - 錨固劑 - 巖土體” 一體化支護(hù)體系。最終可實(shí)現(xiàn)防止巖土體坍塌滑坡(如隧道頂板垮塌、邊坡失穩(wěn))、控制巖土體變形(如礦山采場圍巖位移)以及提高工程結(jié)構(gòu)承載能力(如水利壩體、基坑側(cè)壁加固)的目標(biāo)。

一、錨桿鉆機(jī)的核心工作原理(通用流程)
無論哪種類型的錨桿鉆機(jī),基本工作原理都圍繞 “動力驅(qū)動鉆具旋轉(zhuǎn) + 軸向壓力破碎地層 + 排渣系統(tǒng)清孔” 三大核心步驟,具體流程如下:
首先是動力傳遞,動力裝置(氣動馬達(dá)、液壓馬達(dá)或電機(jī))將動力轉(zhuǎn)化為扭矩,通過傳動軸帶動鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn);接著是軸向加壓,推進(jìn)機(jī)構(gòu)(支腿、導(dǎo)軌油缸、氣缸)向鉆具施加軸向壓力,使鉆頭壓入地層;然后是地層破碎,旋轉(zhuǎn)的鉆頭(根據(jù)地層選擇合適類型)通過切削、沖擊或研磨作用,將巖石或土體破碎成巖屑或土屑;之后是排渣清孔,利用排渣系統(tǒng)將碎屑排出孔外(氣動鉆機(jī)采用 “壓風(fēng)排渣”,液壓或電動鉆機(jī)采用 “風(fēng)水聯(lián)動排渣” 或 “泥漿排渣”),避免碎屑堵塞孔眼;最后是孔深控制,通過機(jī)身的深度計量裝置(如刻度盤、傳感器),確保鉆孔深度符合設(shè)計要求,完成后退出鉆具。
二、錨桿鉆機(jī)的主要分類(按 3 大維度劃分)
錨桿鉆機(jī)分類方式多樣,核心分類依據(jù)為動力源、結(jié)構(gòu)形式與適用地層,不同類型設(shè)備適配不同工程場景。
1. 按動力源分類(最核心分類方式)
① 氣動錨桿鉆機(jī):以氣動馬達(dá)為動力裝置,依靠壓縮空氣驅(qū)動。它具有防爆性好、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、重量輕的特點(diǎn),但功率較小、效率偏低,且需要配套空壓機(jī)使用。主要適用于煤礦井下(高瓦斯環(huán)境,強(qiáng)制要求防爆)以及小型隧道等場景。
② 液壓錨桿鉆機(jī):采用液壓馬達(dá)作為動力裝置,通過液壓油驅(qū)動。其動力強(qiáng)勁、扭矩大、鉆進(jìn)效率高,能適應(yīng)硬巖地層,不過結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高,需配套液壓站。常用于金屬礦、硬巖隧道(如鐵路隧道)以及深孔鉆進(jìn)作業(yè)。
③ 電動錨桿鉆機(jī):動力裝置為三相異步電機(jī)或直流電機(jī),具有噪音低、環(huán)保(無油煙、無油污)、能耗低的優(yōu)勢,但需外接電源,防爆性較差(需特殊設(shè)計才能用于防爆場景)。適合在非防爆環(huán)境中使用,如地鐵隧道、地面邊坡、基坑等工程。
④ 內(nèi)燃錨桿鉆機(jī):以汽油或柴油發(fā)動機(jī)為動力,機(jī)動性強(qiáng),無需外接動力,但噪音大、污染大、油耗高,防爆性差。主要用于地面臨時工程,如應(yīng)急邊坡加固、無電源和氣源的區(qū)域。
2. 按結(jié)構(gòu)形式分類
① 手持式錨桿鉆機(jī):體積小、重量輕(通常在 5 - 15kg 之間),由人工手持操作,僅適用于淺孔(深度≤2m)和軟土、軟巖地層,比如小型基坑支護(hù)工程。
② 支腿式錨桿鉆機(jī):配備可伸縮支腿(氣動或液壓驅(qū)動),通過支腿支撐機(jī)身以提供軸向鉆進(jìn)壓力,穩(wěn)定性優(yōu)于手持式,適用于中淺孔(深度 2 - 5m)作業(yè),像隧道初期支護(hù)、礦山掘進(jìn)面等場景都常用。
③ 導(dǎo)軌式錨桿鉆機(jī):機(jī)身安裝在導(dǎo)軌(或鉆架)上,借助導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)鉆具的精準(zhǔn)推進(jìn)和定位,鉆進(jìn)深度大(5 - 20m)、精度高,適用于深孔錨桿、錨索孔(錨索是更粗的錨桿,用于強(qiáng)支護(hù))鉆進(jìn),例如邊坡工程、大型隧道等。
④ 車載式錨桿鉆機(jī):將鉆機(jī)集成在工程車(如履帶車、卡車)上,機(jī)動性強(qiáng)、自動化程度高,適合大面積作業(yè),如路基邊坡加固、露天礦邊坡等工程。
3. 按適用地層分類
① 軟巖 / 土體錨桿鉆機(jī):鉆具主要以 “切削 + 破碎” 方式作業(yè),鉆頭多為合金齒,搭配螺旋鉆桿(便于排渣),適用于黏土、砂層、風(fēng)化巖等地層。
② 硬巖錨桿鉆機(jī):鉆具以 “沖擊 + 旋轉(zhuǎn)” 為主,配備高硬度鉆頭(如金剛石復(fù)合片鉆頭、球齒鉆頭),能夠應(yīng)對花崗巖、石英巖等堅硬地層。
三、錨桿鉆機(jī)的典型應(yīng)用場景
錨桿鉆機(jī)的應(yīng)用場景高度聚焦于 “巖土加固支護(hù)工程”,具體如下:
在礦山工程中,常用于煤礦井下掘進(jìn)面、金屬礦采場、礦山巷道等場景,多使用氣動錨桿鉆機(jī)(防爆)和液壓錨桿鉆機(jī),主要作用是支護(hù)頂板和幫壁,防止圍巖垮塌;在隧道與地下工程領(lǐng)域,如鐵路 / 公路隧道、地鐵隧道、地下管廊(初期支護(hù)),常用液壓支腿式或?qū)к壥藉^桿鉆機(jī),用于加固隧道圍巖,控制隧道變形,保障施工安全;邊坡工程里,像路基邊坡、基坑邊坡、露天礦邊坡、山體邊坡等,會用到車載式或?qū)к壥揭簤哄^桿鉆機(jī),以防止邊坡滑坡、溜塌,保護(hù)周邊建筑和道路;水利與建筑工程中,水利壩體加固、高層建筑基坑支護(hù)、地下車庫側(cè)壁加固等作業(yè),常使用電動或液壓錨桿鉆機(jī),可提高壩體、基坑穩(wěn)定性,抵抗土體側(cè)壓力。
錨桿鉆機(jī)是巖土工程支護(hù)體系的 “先行設(shè)備”,其性能直接決定錨桿支護(hù)的質(zhì)量和工程安全。選型時,需結(jié)合工程場景(防爆 / 非防爆)、地層硬度(軟巖 / 硬巖)、鉆孔參數(shù)(深度 / 直徑)三大核心因素,選擇適配機(jī)型;同時,通過規(guī)范操作和定期維護(hù),確保設(shè)備高效、安全運(yùn)行。