近阶段，因浅部资源告竭，矿道不得不向深处挖掘。全国开采深度超800m的矿区将近30个，有的甚至超过1250m，一些刚建的就已超过1000m，由于深度增加的原因，巷道深部压力也会随之增高，随之而来的是个中新问题。深部岩层由硬岩转软岩就是主要的一个，一般的防护措施很难应对。

地层深部，围岩受高应力作用，而软岩强度不够，其单轴最大支撑度在5MPa~15MPa的范围，可能还低，所以，岩层变形破坏性很大，主要表现在以下几个方面：

1）岩层来压快，自稳费时短。

2）变形量大、持续时长、速度快。

3）四面来压、且明显鼓底。

4）一般刚性防护容易破坏。

如果开采，内应力立刻释放，引起一系列反应，因为原岩应力大。矿道开采卸荷类似于叠加相应反方向拉应力与原岩之上，导致工程岩体在此作用下发生挠曲。应力释放导致的应力状态和强度改变的同时，同样也使地质条件发生改变，在此降低了岩层强度。

由此可见，深部开采保证巷道围岩的稳定不仅对于矿山建设与安全生产具有重要的意义，而且也对巷道围岩稳定问题提出了严重的挑战，使它成为当前深部岩石力学问题的一个热点方向。

关于矿山巷道围岩变形与控制机理及支护技术，国内外专家学者进行了卓有成效的研究，特别是通过采用新奥法施工、以及采用现代支护理论和技术，深部高围压、复杂地质条件下巷道支护取得突破性进展，即采用锚杆支护技术获得了巨大的经济效益和良好的安全效果，许多矿区正在越来越多地推广和推行矿井锚杆化。事实上，随着煤矿开采深度的增加、地压相应的增加，巷道围岩普遍出现松软、破碎的现象，而基于新奥法和现代的最新支护论，需要封闭结构才能形成巷道支护，就是在巷道四面安装发散性锚杆，使其形成封闭结构，增强它的支撑力度，这就是巷道支护方法中最有效的。

1.1.2 课题研究的意义

由以上分析可知，针对深部破碎围岩，需要形成一套完善的锚杆钻孔设备，对巷道底板进行实施锚杆支护，使锚杆支护技术和方法得到完善。通过对该钻孔设备的研究，将进一步推动锚杆支护在我国煤矿高应力软岩支护中的应用，为煤矿高应力软岩巷道底板快速锚杆支护提供有力的技术支撑，同时实现一定的经济和社会效益。

1.2 锚杆钻机在国内外的发展概况

1.2.1 国外锚杆钻机发展概况

1.2.2 国内的锚杆钻机发展概况

1.3 我国的煤矿常用锚杆支护设备及性能对比分析

随着锚杆支护技术的发展，应用在我国煤矿井下锚杆钻机也越来越多，按钻机与掘进机的关系分为独立式和机载式。独立式钻机与掘进机是分开的，又分为单体式和钻车式。单体式锚杆钻机轻便、灵活、适用范围广；钻车式械化程度高、扭矩、功率、作业效率都很大。

机载式锚杆钻机分为掘进机载锚杆钻机和掘锚联合机组。前者是在现有掘进机上配置1~2台锚杆钻机，以实现掘锚一体功能；后者是将掘进与锚固功能一体化设计，制造出兼顾掘进与锚固的掘锚联合机组，是煤巷快速高效掘进技术的发展方向。按锚杆钻机动力源分为液压、电动式和气动三类。并且，按其安插锚杆的部分可分为帮和顶板锚杆钻机，用于安装锚索的称为锚索钻机。

1.3.1 单体气动锚杆钻机

该种钻机主要用于钻装巷道顶板锚杆，其破岩方式主要是冲击-旋转式和旋转式。其中气动旋转式锚杆钻机是国内应用最普遍的一种旋转式锚杆钻机，由图1-1所示，主要由风马达、气腿和操纵臂组成。当钻机施工时，它会将压缩空气通过手动控制阀传递到主机风马达和气腿，来使马达旋转和气腿渗出或者收缩，由玻璃纤维和炭素纤维绕成的多级伸缩式气腿，操作移动方便且重量更轻，既能钻孔，还能安装树脂以及水泥砂浆锚杆。 ANSYS底板锚杆钻机液压系统设计及结构优化+CAD图纸(4):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_84230.html