我国金属矿山地下采矿装备的现状及进展

孙同辉 刘恩伟

[摘    要 ]我国矿产资源丰富，采矿工业在国民经济中占有重要地位，我国金属矿山开采量占据世界前列。我国金属矿山大部分为地下开采，开采规模不断扩大，地下开采的比例也将越来越高。多年来，随着工业的发展，技术的进步，我国的金属矿山地下采矿装备也在不断进步更新，相应的采矿方法和采矿工艺也随之发生改变。从人工开采到机械化开采，再到自动化开采，采矿装备的发展进程代表着我国采矿工业的发展进步。文章阐述我国地下采矿装备的悠久历史，分析我国金属矿山地下采矿装备的现状和发展方向。

[关键词]金属矿山;采矿装备;现状;进展

[中图分类号]TD421 [文献标志码]A [文章编号]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

采矿工业在国民经济中占有重要的地位，我国矿产资源丰富，也是矿山开采大国，金属矿山采矿量位于世界前列。矿产资源需求加大，原始的人工开采方式早已不能满足此种需求，机械技术的快速发展，推动了采矿业的飞速发展。采矿装备从人工开采的简陋装备逐渐发展为机械化开采，再到现在的自动化、智能化采矿装备的开发应用，采矿装备的更新升级在一定程度上代表着了我国采矿工业的发展进步，是我国采矿业发展的见证。采矿装备的发展使得采矿的方法、工艺都随之发生变化。多年来的不断研究、不断探索，我国金属矿山地下采矿装备逐渐与世界接轨，学习和引进国外先进的设备和技术，虽然在不断的发展进步，但是与国外采矿业发达的国家相比，依然存在差距，还有很大的提升和发展的空间。

1 我国金属矿山采矿装备的发展历程

我国很早就开始采矿，但是一直是人工开采，这种方式一直沿用到建国初期，采矿装备简陋落后，极大地限制了我国采矿业发展。新中国成立后，我国开始重视采矿业的发展，开始对采矿装备进行更新换代。我国开始学习和引进国外先进的技术装备，并根据我国地下采矿的实际需求进行技术改造，同时开始对重要的采矿状况进行自主研发和技术攻关，由此采矿装备开启新的发展历程。“一五”期间，国家加大力度支持采矿工业的发展，建立起多个与矿山开采相配套的采矿设备制造厂，同时重视矿产科研，建立专门的采矿研究设计院，并与高等院校合作，共同开发研究采矿装备，为我国地下采矿装备的发展奠定基础。“六五”期间，受国外先进装备的影响，我国开始从国外引进更为先进的铲运机和凿岩机，但是受当时多方面原因的限制，我国还缺乏重要的具有核心作用的地下采矿设备。“七五”以后，我国将发展的重点放在采矿装备的国产化，大力支持自主的装备研发，标志着我国采矿装备进入了国产化的发展时代。受技术水平、制度体系、组织管理等多方面因素的影响，采矿设备的发展脚步一度放缓。设备适应性低、质量难以保证、故障率高等都是我国采矿装备难以全面推广应用的原因。“九五”期间，采矿装备国产化投入资金减少，除了大中型铲运机装备有所发展，其他重大技术装备项目的研究明显缺乏。现如今，我国采矿装备虽然在不断地发展升级，但是与世界先进水平之间还存在较大的差距，采矿装备国产化仍然有很大的提升空间。随着经济的迅速发展，科学技术的发展升级，我国也开始对采矿工业的发展提高重视，加大力度，致力于自动化、智能化采矿装备的自主研发，努力缩小与世界先进水平的差距。

2 我国金属矿山地下采矿装备的现状

2.1 采矿装备水平有待提升

在我国，无论是中央直属的矿山还是地方矿山，采矿装备水平与世界先进水平相比还存在很大的差距。很多矿山地下采矿装备水平基本还停留在20世纪。从矿山采矿设备的总体水平来看，有大约1/3的设备属于原本就应该被淘汰的范围，但是仍然在延续使用，绝大多数的设备属于国内一般水平，先进设備占比还不足20%。以广西为例，广西有色金属矿产产量和效益一直以来都在我国名列前茅，但即使如此，其采矿装备的水平总体一般，先进设备占比仅有约20%，另外还有将近30%的设备使用多年，属于被淘汰的设备。中央直属的矿山采矿设备相对要先进一些，铲装和凿岩设备有的已经与世界先进水平相接近，但是总体装备水平仍然有待提升。直属矿山装备水平见表1。

2.2 装备国产化水平低

改革开放以来，我国学习和借鉴国外先进技术和经验，从国外引进先进的采矿设备，在国内重点金属矿山应用。从20世纪70年代开始，我国大力发展矿山开采，改善采矿设备，从国外引进近千台采矿铲运机以及无轨采矿设备。这些设备在我国的金属矿山地下采矿生产中发挥了很大的作用。但是毕竟是国外引进的设备，不仅成本较高，而且国内没有相应的备件，设备维修和补充面临诸多难题。多年来，这些设备早已陈旧落后，国内又没有国产备件，无法对设备进行维修和升级，现在绝大部分都属于报废淘汰的设备。从国外采购备件，又受到各方面因素的限制，维修周期长，经济成本高。完全依赖引进进口采矿设备，价格昂贵，是国产设备价格的3倍以上，这就使得矿山建设成本大幅度增加，采矿成本多年来一直居高不下，在很大程度上阻碍了我国采矿业的发展。采矿设备国产化迫在眉睫，必须加大自主研发力度，实现采矿设备的自主供给。

2.3 生产效率低制约采矿业的发展

地下采矿工作受多方面因素的影响，在开采方面比露天采矿难度更高，加上整体的采矿设备水平偏低，矿产开采效率一直得不到有效地提升。受采矿设备方面的制约，采矿方法和采矿工艺也受到阻碍，采矿和掘进方面都有待提高。时至今日，仍然有很多矿山，在使用气动凿岩机、电动铲斗装岩机等比较落后的设备，吊罐法在天井掘进方面的应用也比较普遍。在我国小生产模式仍然占有很大比重，至今还有小矿山、小采场延续人力开采的工作模式，劳动强度大且劳动效率低，但是受装备和技术方面的限制，这种落后的采矿方式仍然在很多矿山中存在。小矿山、狭窄的巷道、分散式作业、重体力劳动等落后的采矿方式并不少见，人力开采仍然占到大约1/3。矿山生产效率与发达国家的生产效率存在较大差距，且采矿损失率高。

3 我国金属矿山地下采矿装备的发展方向

3.1 加大自主研发力度，逐步实现采矿设备全面国产化

针对我国采矿设备自主化水平低的问题，国家加大采矿设备自主研发支持力度，大力开展配套建设，建立了多个采矿设备专属的研究所、设计院，并与高等院校合作，推动我国采矿装备的国产化发展。在引进国外先进装备的同时，还要学习国外先进的技术，借鉴国外先进的经验，在我国已有技术水平的基础上，对重大设备加大研究力度，进行重点攻关。从采矿发展趋势来看，我国不仅要实现采矿全面的机械化，更是要朝着自动化、智能化发展。连续型采矿设备必然会成为矿山装备的主流。我国已经成功研制出地下无轨采矿设备并投入应用，取得了良好的效果，其他系统产品和配套车辆等装备将实现国产化并在全国矿产开采中铺开应用。

3.2 加强矿山装备的研制和更新升级

近年来我国矿山装备水平得到大幅度提升，但是整体装备水平还有很大的提升空间，与世界先进水平依然存在差距。随着矿产资源开采技术条件的日趋复杂，采矿业的发展之路还面临很多的技术难题，必须高度重视矿山装备的研发，力求与与日俱增的矿产资源开采需求和市场竞争压力相适应。不断地研发新设备，对已有设备更新升级，既要保证安全生产又要提高采矿生产效率。针对矿山企业创新能力弱、创新体制不健全等问题，积极探索科学措施，积极开展深部采矿装备的配套与自动化、“远程采矿”、“智能矿山”、无人驾驶自卸卡车和高精度GPS钻机定位和挖掘机定位系统等研究，提高矿山开采效率。

3.3 信息化技术推动采矿装备的发展

信息技术的飞速发展为采矿装备的发展提供了更加便利的条件，可以以更低的成本来学习和解决国外发达国家的技术和经验，并大胆探索，将信息技术、网络技术、自动化技术等先进技术应用于矿山地下采矿工艺中。采矿工艺和采矿方法都将实现跨越式地发展，矿山开采将迎来新的发展历程。建立地下开采计算机管理系统，将无线电技术、仿真技术、传感技术、监控技术加以融合，逐步实现自动化采矿和智能化控制管理。自动化采矿设备降低成本，提高安全性，借助各种先进装置，可以实现采矿设备工况和性能的监控，达到一定程度上的智能化和自动化的作业。

4 结束语

信息时代带来的是新的发展机遇，也是新的挑战。随着新技术的研发与应用，我国金属矿山地下采矿装备也必然会不断地更新换代，与世界先进水平之间的距离在不断缩小。采矿装备正在朝着机械化、自动化、智能化的方向发展，我国采矿业的发展也必然日新月异，为国家经济发展发挥重要作用。

参考文献

[1] 何正忠.我国金属地下矿山重大技术装备国产化现状及21世纪主攻方向[J].矿山机械，2000（7）：8-10.

[2] 白松涛，鲍爱华.有色金属矿山技术装备现状及展望[J].有色金属（矿山部分），1999（1）：32-35.

[3] 罗东.国外地下采矿装备的发展方向[J].安全与健康，2003（6）：48-48.

[4] A.皮谢，P.H.戈尔捷.地下采矿自动化的最新研究成果[J].国外金属矿山，2019（9）：30-35.

[5] 于润沧.论当前地下金属资源开发的科学技术前沿[J].中国工程科学，2018（9）：8-11.

[6] 周愛民.我国硬岩矿山凿岩爆破工艺与装备进展[J].凿岩机械气动工具，2009（1）：50-54.

[7] 赵文斌，阎南，蔡增祥.浅论我国金属矿山采矿技术现状与发展趋势[J].有色金属设计，2011（3）：1-5.