议我国地下矿山采掘机械化的发展概况

【摘 要】我国矿产资源的丰富使我国的采矿事业发展较快，而采矿机械设备经历长时期的发展基本能满足我国采矿的生产需求，但与发达国家相比还存在很大差距。本文主要研究我国地下矿山采掘机械化的发展概况，从发展历史、发展现状和发展方向进 行了详细的分析。

【关键词】地下矿山；采掘机械化；生产效率

1.我国地下矿山采掘机械化的发展历史

在采矿工业和技术方面，我国具有悠久的历史，但由于受当时经济发展的制约，我国地下矿山机械化起步较晚，在建国初期，还处于人工开采的阶段。随着新中国的成立，我国在重工业方面逐渐发展，在此期间，矿山的开发建设也成为重点建设工程，相应的机械配套设施也得到了很大发展。“一五”期间，与采矿技术发展相关的研究机构和设备制造厂纷纷建立，为采矿技术机械化发展奠定了基础。随后，改革开放后我国社会生活各方面全面发展，而采矿机械化在这一时期得以快速发展，我国学习和仿制当时国外先进技术，研制了一些辅助作业的设备，如装药机、锚杆台车，但由于还处于初期发展阶段，没能将这些机械设备很好地运用到采矿生产中。虽然此阶段在采矿机械化方面有了一定进步，但受条件的限制，仍然以手工作业为主，而一些主要的作业机械设备没能很好地发挥其作用。

进入到“七五“计划时期后，我国采矿机械化的研发取得一定的进展，一些机械设备已经能很好地运用到采矿作业中去。比如铲运机、地下牙轮钻机、矿用汽车、高气压潜孔钻机等。这些机械设备的运用，使采矿生产率得以大幅提升，也实现了手工作业为主到机械控制的转变。但是这一时期由于受管理、政策、技术等方面的限制，设备质量存在一定问题，与当时国际水平差距较大。就国外当时的机械化发展来看，很大发达国家基本实现了地下采矿的全盘机械化。如自动遥控装药机，地下铁道铺设机械、混凝土喷射设备，还有能适应各种嗲下条件的锚杆台车。所以，相对于国外当时的发展水平，我国采矿机械化发展还任重而道远。

而在九十年代期间，采矿机械化的全面发展受到抑制，国家对采矿事业的机械化发展没有足够的重视，只在铲运机的研制上有所突破，但由于资金投入的不够，其他机械设备的研制停滞，使得采矿机械化发展缓慢。

2.我国地下矿山采掘机械化的发展现状

虽然我国地下矿山采掘机械化在近30年来得以发展，使生产效率大幅提升，但较之外国先进水平，外国机械化发展仍存在很多问题。在凿岩机械方面，国外普遍使用的高效液压凿岩机在我国尚未得到推广使用，所有矿山仍使用气动凿岩机，虽然国内在液压凿岩机方面进行了研制，但没有运用到采矿生产中，在装运机械上，大部分矿山使用了电动铲运机，但有些矿山仍在使用早期的风动或电动铲斗式装岩机，在天井掘进机械上，大部分矿山运用的还是常规的吊罐法。另外，国内制造水平不高，不能为地下矿山采掘提高设备支持，许多先进的设备还需国外引进。所以，总体来说，我国目前地下矿山采掘机械化发展虽然有所进展，但与国外存在差距。

2.1小型矿山采掘机械设备单一，机械化程度较低

随着经济改革的推进，我国小型矿山逐渐增多起来，而且随着快速发展，其数量、种类、生产的数量均位于世界第一。既然小型矿山的存在和发展不可避免，不仅如此还带动了我国矿业经济的发展，满足了我国经济发展对能源的需求。但是，我国很多小型矿山却存在不可忽视的问题，最值得关注的就是技术发展问题，特别是机械作业的局限性使小型矿山采掘设备存在质量较低、配套不齐全、装备单一、使用寿命不长、机械化程度低等问题，这些问题都严重制约了小型矿山采矿机械化发展的进程。由于机械化程度不高，有些小型矿山设置还以手工体力劳动为主，凿岩采用7655型风动钻机，装矿采用人工装矿，生产力低下，矿山产量主要靠人海战术，井下作业人员多，围绕爆堆作业时间长，导致伤亡事故发生。所以小型矿山的安全问题一直都引起国家的高度重视。因此，实现小型矿山的机械化，促进其可持续发展具有重要的研究意义。

2.2中型、大型矿山机械化程度较高，但设备陈旧落后，生产效率较低

相对小型矿山，我国一些中大型矿山机械化程度较高，大孔径的潜孔钻机、井下矿用汽车、锚杆台车、铲运机、装载机、装药机械等设备的运用使得采矿效率大幅提升。类似以低风压的冲钻机为主井下的钻机和凿岩台车的采用，装载重量15～20t的铲运机的运用，还有深孔凿岩基本采用进口的潜孔钻机。同时机设备的运用也带动了高效采矿方法和工艺的相继诞生，比如高分段崩落采矿法、VCR法等。所以，大中型矿山的机械化水平较高，但也存在一定问题，一些机械设备陈旧落后，不能有效地满足生产需要，所以，我国还需进一步提高地下矿山采掘设备的质量，提高采矿生产效率。

2.3自主设计和研发能力不够，许多机械设备仿制国外或与国外合作

虽然我国采矿机械化水平得到了很大程度的提高，但是，很多技术和设备都是通过从国外引进。我国目前在采矿机械技术和设备上的自主设计和研发能力还不够，只能仿制或与国外合作。比如国外地下采矿作业全部实现了机械化，采掘设备发展呈现出微型化、高效化、液压化、无轨化，在自动化方面已经成功引进无人驾驶，使用机器人操作作业。从70年代开始，我国就开始陆续从国外引进采矿机械设备，特别是引进了国外的无轨采矿设备，使我国形成了以铲运机为核心的地下无轨采矿方法。这些设备的引进为在我国采矿事业带来了新的发展方向的同时也制约了我国自主研发的能力。而且由于国外设备比较昂贵，使得采矿成本增加，也在一定程度上抑制了我国矿业的发展。

3.我国地下矿山采掘机械化的发展方向

从目前情况看，我国地下矿山采掘机械化发展存在着机会和挑战，未来的发展方向需结合我国采矿的历史和现状，针对我国矿山发展的具体情况制定路线。就采矿机械化发展来说。首先，需进一步解决我国小型矿山的机械化发展问题，由于小型矿山的发展滞后，投资不足，条件受限，所以，其机械化水平很低，导致小型矿山存在很大的安全隐患。在现有基础条件下，地下开采的小型矿山，在凿岩设备方面应推广使用潜孔钻，潜孔钻机已经广泛使用于露天机械化作业，具有使用普遍、操作简单、投入不大爆破效果好等优点；在出矿搬运方面使用铲运机、铲车和反铲式挖掘机作业，代替人工装矿；在采矿方法上，对适用于VCR采矿法的要区域性试点，加大推广力度，尽快实现小型地下矿山的机械化采矿能力，减少井下作业人数，尽最大努力减少作业人员接触危险区的时间和频次，从本质上实现安全。我市的铁矿、硼矿、镁矿开采，近3年时间在井下先后使用铲车、铲运机装矿和掘进出渣作业，在生产力提高上和安全管理上已经取得了明显的效果。所以，对小型矿山的机械化发展和可持续性发展应引起重视。可研发适合小型矿山作业的机械设备，满足其地下采矿对技术设备的需求，大大提高小型矿山的效率和安全。其次，对于机械化程度发展较高的中大型矿山，需进一步提高设备的质量和可靠性，同时与国际接轨，研发出适合我国实际情况的地下采矿作业的机械设备，实现全面的机械化。特别是地下无轨采矿设备、液压支架的电液控制技术、微型液压凿岩台车等等的进一步研发和应用。将新的机械设备运用到采矿生产中，促进地下采矿作业的自动化和智能化。最后，提高我国采矿机械设备自主研发的水平，根据我国各种类型的矿山研制出不同功能的机械设备，实现我国地下采矿的国产化。

4.总结

随着我国经济和科技的快速发展，采矿技术也呈阶梯式的发展，许多新的机械设备、开采技和工艺等都得到了创新，并在实际的采矿工作中加以运用。我国地下矿山采掘经历了从人工控制到机械控制，从主要作业机械到辅助作业机械的过程。在地下开采矿山，机械化水平得以发展，但是较之国外发展水平仍存在巨大的差距。所以，还需进一步研发，使我国矿山机械的运用真正实现自动化和智能化。

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作者简介：

田运生，男，（1962.1.25--），辽宁营口大石桥人， 大专， 职称：安全工程师 ，研究方向：安全管理。