我國金屬礦山地下采礦裝備的現(xiàn)狀及進(jìn)展

孫同輝 劉恩偉

[摘 ? ?要 ]我國礦產(chǎn)資源豐富，采礦工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，我國金屬礦山開采量占據(jù)世界前列。我國金屬礦山大部分為地下開采，開采規(guī)模不斷擴(kuò)大，地下開采的比例也將越來越高。多年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，我國的金屬礦山地下采礦裝備也在不斷進(jìn)步更新，相應(yīng)的采礦方法和采礦工藝也隨之發(fā)生改變。從人工開采到機(jī)械化開采，再到自動(dòng)化開采，采礦裝備的發(fā)展進(jìn)程代表著我國采礦工業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。文章闡述我國地下采礦裝備的悠久歷史，分析我國金屬礦山地下采礦裝備的現(xiàn)狀和發(fā)展方向。

[關(guān)鍵詞]金屬礦山;采礦裝備;現(xiàn)狀;進(jìn)展

[中圖分類號(hào)]TD421 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）06–00–02

[Abstract]China is rich in mineral resources， mining industry plays an important role in the national economy， and the amount of metal mining in China occupies the forefront of the world. Most of the metal mines in China are underground mining， and the proportion of underground mining will be higher and higher. Over the years， with the development of industry and the progress of technology， the underground mining equipment of metal mines in China is constantly improving and updating， and the corresponding mining methods and mining processes have also changed. From artificial mining to mechanized mining， to the development of automatic mining， the development process of mining equipment represents the development and progress of mining industry in China. This paper expounds the long history of underground mining equipment in China， and analyzes the present situation and development direction of underground mining equipment in metal mines in China.

[Keywords]metal mines; mining equipment; current situation; progress

采礦工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，我國礦產(chǎn)資源豐富，也是礦山開采大國，金屬礦山采礦量位于世界前列。礦產(chǎn)資源需求加大，原始的人工開采方式早已不能滿足此種需求，機(jī)械技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)了采礦業(yè)的飛速發(fā)展。采礦裝備從人工開采的簡陋裝備逐漸發(fā)展為機(jī)械化開采，再到現(xiàn)在的自動(dòng)化、智能化采礦裝備的開發(fā)應(yīng)用，采礦裝備的更新升級(jí)在一定程度上代表著了我國采礦工業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，是我國采礦業(yè)發(fā)展的見證。采礦裝備的發(fā)展使得采礦的方法、工藝都隨之發(fā)生變化。多年來的不斷研究、不斷探索，我國金屬礦山地下采礦裝備逐漸與世界接軌，學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，雖然在不斷的發(fā)展進(jìn)步，但是與國外采礦業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比，依然存在差距，還有很大的提升和發(fā)展的空間。

1 我國金屬礦山采礦裝備的發(fā)展歷程

我國很早就開始采礦，但是一直是人工開采，這種方式一直沿用到建國初期，采礦裝備簡陋落后，極大地限制了我國采礦業(yè)發(fā)展。新中國成立后，我國開始重視采礦業(yè)的發(fā)展，開始對(duì)采礦裝備進(jìn)行更新?lián)Q代。我國開始學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)裝備，并根據(jù)我國地下采礦的實(shí)際需求進(jìn)行技術(shù)改造，同時(shí)開始對(duì)重要的采礦狀況進(jìn)行自主研發(fā)和技術(shù)攻關(guān)，由此采礦裝備開啟新的發(fā)展歷程?！耙晃濉逼陂g，國家加大力度支持采礦工業(yè)的發(fā)展，建立起多個(gè)與礦山開采相配套的采礦設(shè)備制造廠，同時(shí)重視礦產(chǎn)科研，建立專門的采礦研究設(shè)計(jì)院，并與高等院校合作，共同開發(fā)研究采礦裝備，為我國地下采礦裝備的發(fā)展奠定基礎(chǔ)?！傲濉逼陂g，受國外先進(jìn)裝備的影響，我國開始從國外引進(jìn)更為先進(jìn)的鏟運(yùn)機(jī)和鑿巖機(jī)，但是受當(dāng)時(shí)多方面原因的限制，我國還缺乏重要的具有核心作用的地下采礦設(shè)備?！捌呶濉币院?，我國將發(fā)展的重點(diǎn)放在采礦裝備的國產(chǎn)化，大力支持自主的裝備研發(fā)，標(biāo)志著我國采礦裝備進(jìn)入了國產(chǎn)化的發(fā)展時(shí)代。受技術(shù)水平、制度體系、組織管理等多方面因素的影響，采礦設(shè)備的發(fā)展腳步一度放緩。設(shè)備適應(yīng)性低、質(zhì)量難以保證、故障率高等都是我國采礦裝備難以全面推廣應(yīng)用的原因?！熬盼濉逼陂g，采礦裝備國產(chǎn)化投入資金減少，除了大中型鏟運(yùn)機(jī)裝備有所發(fā)展，其他重大技術(shù)裝備項(xiàng)目的研究明顯缺乏。現(xiàn)如今，我國采礦裝備雖然在不斷地發(fā)展升級(jí)，但是與世界先進(jìn)水平之間還存在較大的差距，采礦裝備國產(chǎn)化仍然有很大的提升空間。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展升級(jí)，我國也開始對(duì)采礦工業(yè)的發(fā)展提高重視，加大力度，致力于自動(dòng)化、智能化采礦裝備的自主研發(fā)，努力縮小與世界先進(jìn)水平的差距。

2 我國金屬礦山地下采礦裝備的現(xiàn)狀

2.1 采礦裝備水平有待提升

在我國，無論是中央直屬的礦山還是地方礦山，采礦裝備水平與世界先進(jìn)水平相比還存在很大的差距。很多礦山地下采礦裝備水平基本還停留在20世紀(jì)。從礦山采礦設(shè)備的總體水平來看，有大約1/3的設(shè)備屬于原本就應(yīng)該被淘汰的范圍，但是仍然在延續(xù)使用，絕大多數(shù)的設(shè)備屬于國內(nèi)一般水平，先進(jìn)設(shè)備占比還不足20%。以廣西為例，廣西有色金屬礦產(chǎn)產(chǎn)量和效益一直以來都在我國名列前茅，但即使如此，其采礦裝備的水平總體一般，先進(jìn)設(shè)備占比僅有約20%，另外還有將近30%的設(shè)備使用多年，屬于被淘汰的設(shè)備。中央直屬的礦山采礦設(shè)備相對(duì)要先進(jìn)一些，鏟裝和鑿巖設(shè)備有的已經(jīng)與世界先進(jìn)水平相接近，但是總體裝備水平仍然有待提升。直屬礦山裝備水平見表1。

2.2 裝備國產(chǎn)化水平低

改革開放以來，我國學(xué)習(xí)和借鑒國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，從國外引進(jìn)先進(jìn)的采礦設(shè)備，在國內(nèi)重點(diǎn)金屬礦山應(yīng)用。從20世紀(jì)70年代開始，我國大力發(fā)展礦山開采，改善采礦設(shè)備，從國外引進(jìn)近千臺(tái)采礦鏟運(yùn)機(jī)以及無軌采礦設(shè)備。這些設(shè)備在我國的金屬礦山地下采礦生產(chǎn)中發(fā)揮了很大的作用。但是畢竟是國外引進(jìn)的設(shè)備，不僅成本較高，而且國內(nèi)沒有相應(yīng)的備件，設(shè)備維修和補(bǔ)充面臨諸多難題。多年來，這些設(shè)備早已陳舊落后，國內(nèi)又沒有國產(chǎn)備件，無法對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修和升級(jí)，現(xiàn)在絕大部分都屬于報(bào)廢淘汰的設(shè)備。從國外采購備件，又受到各方面因素的限制，維修周期長，經(jīng)濟(jì)成本高。完全依賴引進(jìn)進(jìn)口采礦設(shè)備，價(jià)格昂貴，是國產(chǎn)設(shè)備價(jià)格的3倍以上，這就使得礦山建設(shè)成本大幅度增加，采礦成本多年來一直居高不下，在很大程度上阻礙了我國采礦業(yè)的發(fā)展。采礦設(shè)備國產(chǎn)化迫在眉睫，必須加大自主研發(fā)力度，實(shí)現(xiàn)采礦設(shè)備的自主供給。

2.3 生產(chǎn)效率低制約采礦業(yè)的發(fā)展

地下采礦工作受多方面因素的影響，在開采方面比露天采礦難度更高，加上整體的采礦設(shè)備水平偏低，礦產(chǎn)開采效率一直得不到有效地提升。受采礦設(shè)備方面的制約，采礦方法和采礦工藝也受到阻礙，采礦和掘進(jìn)方面都有待提高。時(shí)至今日，仍然有很多礦山，在使用氣動(dòng)鑿巖機(jī)、電動(dòng)鏟斗裝巖機(jī)等比較落后的設(shè)備，吊罐法在天井掘進(jìn)方面的應(yīng)用也比較普遍。在我國小生產(chǎn)模式仍然占有很大比重，至今還有小礦山、小采場(chǎng)延續(xù)人力開采的工作模式，勞動(dòng)強(qiáng)度大且勞動(dòng)效率低，但是受裝備和技術(shù)方面的限制，這種落后的采礦方式仍然在很多礦山中存在。小礦山、狹窄的巷道、分散式作業(yè)、重體力勞動(dòng)等落后的采礦方式并不少見，人力開采仍然占到大約1/3。礦山生產(chǎn)效率與發(fā)達(dá)國家的生產(chǎn)效率存在較大差距，且采礦損失率高。

3 我國金屬礦山地下采礦裝備的發(fā)展方向

3.1 加大自主研發(fā)力度，逐步實(shí)現(xiàn)采礦設(shè)備全面國產(chǎn)化

針對(duì)我國采礦設(shè)備自主化水平低的問題，國家加大采礦設(shè)備自主研發(fā)支持力度，大力開展配套建設(shè)，建立了多個(gè)采礦設(shè)備專屬的研究所、設(shè)計(jì)院，并與高等院校合作，推動(dòng)我國采礦裝備的國產(chǎn)化發(fā)展。在引進(jìn)國外先進(jìn)裝備的同時(shí)，還要學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的技術(shù)，借鑒國外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，在我國已有技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，對(duì)重大設(shè)備加大研究力度，進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)。從采礦發(fā)展趨勢(shì)來看，我國不僅要實(shí)現(xiàn)采礦全面的機(jī)械化，更是要朝著自動(dòng)化、智能化發(fā)展。連續(xù)型采礦設(shè)備必然會(huì)成為礦山裝備的主流。我國已經(jīng)成功研制出地下無軌采礦設(shè)備并投入應(yīng)用，取得了良好的效果，其他系統(tǒng)產(chǎn)品和配套車輛等裝備將實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化并在全國礦產(chǎn)開采中鋪開應(yīng)用。

3.2 加強(qiáng)礦山裝備的研制和更新升級(jí)

近年來我國礦山裝備水平得到大幅度提升，但是整體裝備水平還有很大的提升空間，與世界先進(jìn)水平依然存在差距。隨著礦產(chǎn)資源開采技術(shù)條件的日趨復(fù)雜，采礦業(yè)的發(fā)展之路還面臨很多的技術(shù)難題，必須高度重視礦山裝備的研發(fā)，力求與與日俱增的礦產(chǎn)資源開采需求和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力相適應(yīng)。不斷地研發(fā)新設(shè)備，對(duì)已有設(shè)備更新升級(jí)，既要保證安全生產(chǎn)又要提高采礦生產(chǎn)效率。針對(duì)礦山企業(yè)創(chuàng)新能力弱、創(chuàng)新體制不健全等問題，積極探索科學(xué)措施，積極開展深部采礦裝備的配套與自動(dòng)化、“遠(yuǎn)程采礦”、“智能礦山”、無人駕駛自卸卡車和高精度GPS鉆機(jī)定位和挖掘機(jī)定位系統(tǒng)等研究，提高礦山開采效率。

3.3 信息化技術(shù)推動(dòng)采礦裝備的發(fā)展

信息技術(shù)的飛速發(fā)展為采礦裝備的發(fā)展提供了更加便利的條件，可以以更低的成本來學(xué)習(xí)和解決國外發(fā)達(dá)國家的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并大膽探索，將信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于礦山地下采礦工藝中。采礦工藝和采礦方法都將實(shí)現(xiàn)跨越式地發(fā)展，礦山開采將迎來新的發(fā)展歷程。建立地下開采計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，將無線電技術(shù)、仿真技術(shù)、傳感技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)加以融合，逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采礦和智能化控制管理。自動(dòng)化采礦設(shè)備降低成本，提高安全性，借助各種先進(jìn)裝置，可以實(shí)現(xiàn)采礦設(shè)備工況和性能的監(jiān)控，達(dá)到一定程度上的智能化和自動(dòng)化的作業(yè)。

4 結(jié)束語

信息時(shí)代帶來的是新的發(fā)展機(jī)遇，也是新的挑戰(zhàn)。隨著新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，我國金屬礦山地下采礦裝備也必然會(huì)不斷地更新?lián)Q代，與世界先進(jìn)水平之間的距離在不斷縮小。采礦裝備正在朝著機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，我國采礦業(yè)的發(fā)展也必然日新月異，為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮重要作用。

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