鑿巖裝備是采礦生產(chǎn)過程中的主體設(shè)備，從其技術(shù)發(fā)展來看，國內(nèi)外的露天鑿巖裝備均遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于地下鑿巖裝備，許多露天礦山所使用的鑿巖設(shè)備智能化程度遠(yuǎn)高于地下礦山。
鑿巖智能化趨勢凸顯
隨著科技的不斷發(fā)展，世界各國研究采礦鑿巖裝備技術(shù)逐漸向更加智能化、人性化、綠色化和安全化的方向發(fā)展。而智能化技術(shù)的不斷提高，為智能鑿巖裝備的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
近年來，數(shù)字化通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益完善，國際采礦業(yè)越來越多地開始在地下礦山生產(chǎn)過程應(yīng)用數(shù)字化化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。瑞典、加拿大等國開始研制并使用具備網(wǎng)絡(luò)通訊和智能化作業(yè)功能的新一代智能化鑿巖裝備，這些裝備普遍具有鑿巖參數(shù)回傳、與地下礦山數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通訊等先進(jìn)功能，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程控制、智能化調(diào)度。
鑿巖設(shè)備智能化程度的不斷提高，令地下礦山的生產(chǎn)效率、設(shè)備的利用率以及完好率也大幅提高。以加拿大國際鎳公司Stobie礦為例，該礦使用tomrock公司的鑿巖機(jī)器人進(jìn)行采礦鑿巖作業(yè)，在鑿巖地點(diǎn)用一臺電視攝像機(jī)監(jiān)視工作，通過寬頻帶將圖像傳輸?shù)降乇砜刂剖业拇箅娨暺聊簧?，僅憑一個變焦裝置便可使操作人員監(jiān)視鑿巖機(jī)器人的任何部位，并借助遙控臺車操作鑿巖機(jī)器人工作。生產(chǎn)實(shí)踐表明，每班平均鑿巖進(jìn)度為132米，比傳統(tǒng)液壓鑿巖臺車工人勞動生產(chǎn)率提高63%，同時每班多運(yùn)轉(zhuǎn)1.5小時，設(shè)備利用率提高了19%。世界大型的地下礦山之一的澳大利亞的Olympic Dam 銅礦，在擴(kuò)建中從Atlas Copco公司購置了兩臺鑿巖機(jī)器人，并投入使用，鑿巖速度達(dá)到35m/h，設(shè)備完好率94.2%，設(shè)備平均利用率82%。
國內(nèi)研發(fā)尚存“升值區(qū)”
我國采礦鑿巖技術(shù)的研發(fā)起步較早，其發(fā)展經(jīng)歷了以下三個階段：
第一個階段是改革開放之前，我國在井下鑿巖裝備的研究主要采用多家單位聯(lián)合攻關(guān)的模式，裝備的整體技術(shù)性能基本上以仿制蘇聯(lián)的鑿巖裝備，研制的鑿巖產(chǎn)品以簡單的氣動鑿巖設(shè)備為主。
第二個階段是改革開放之后一直到上世紀(jì)末，我國鑿巖設(shè)備的發(fā)展是以引進(jìn)、消化、吸收國際先進(jìn)鑿巖裝備技術(shù)為主。在此期間，國內(nèi)企業(yè)大量引進(jìn)國外設(shè)備，其中以引進(jìn)歐洲技術(shù)研制的CT360、T150等裝備為代表。在引進(jìn)設(shè)備和技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國研發(fā)出多種型號的鑿巖臺車，產(chǎn)品以低氣壓潛孔鉆機(jī)居多。
第三個階段是本世紀(jì)，我國采礦領(lǐng)域的研究院所以自主創(chuàng)新為根本，突破了多項(xiàng)鑿巖關(guān)鍵技術(shù)，相繼研發(fā)出了高風(fēng)壓潛孔鑿巖臺車、全液壓鑿巖臺車，在鑿巖設(shè)備智能化技術(shù)方面進(jìn)行了卓有成效的探索。其中由長沙礦山研究院與湖南有色重型機(jī)器有限責(zé)任公司聯(lián)合研制的CS100D地下高氣壓環(huán)形潛孔鉆機(jī)、CSY50全液壓鑿巖臺車為代表，這兩種型號的鑿巖設(shè)備均采用了先進(jìn)的CANbus技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了部分自動化作業(yè)，有效地提高了鑿巖效率，同時高度集成的液壓系統(tǒng)使能耗大大降低，代表了國內(nèi)目前地下礦山鑿巖裝備的最高水平。
目前，國外對于地下全智能化的鑿巖裝備的研究已經(jīng)取得了相當(dāng)?shù)某晒?，并逐步投入到?shí)用階段。然而，這些研究和嘗試與當(dāng)前國際上最先進(jìn)的鑿巖技術(shù)之間仍然存在相當(dāng)大的差距，后續(xù)發(fā)展空間較大。
大規(guī)模開發(fā)需過“三關(guān)”
與國外先進(jìn)的智能化鑿巖設(shè)備相比，我國的鑿巖設(shè)備存在以下三個主要問題：
首先是在安全和簡易操作方面的設(shè)計考慮有待完善。我國鑿巖設(shè)備的設(shè)計應(yīng)堅持以人為本，努力研究開發(fā)新一代裝備，確保駕駛環(huán)境舒適、安全、操作方便、勞動強(qiáng)度低并配置多種輔助機(jī)構(gòu)，在動力頭與鉆架上裝有指示箭頭，使接卸桿的到位情況一目了然，操作快捷方便，工作效率高，并在接卸桿處都裝有急停拉線與控制傳感器，能及時防止事故的發(fā)生及擴(kuò)大，防止人員的傷害及機(jī)器的損壞，安全保護(hù)措施到位。
其次是結(jié)構(gòu)及參數(shù)沒有合理匹配。我國的鑿巖設(shè)備在系統(tǒng)匹配、熱平衡、油溫及可靠性等方面尚存在問題，外購、外協(xié)件質(zhì)量難以保證，時常會發(fā)生漏油、滲油等現(xiàn)象，應(yīng)該系統(tǒng)地從根本上解決這些問題，從而大幅提升我國鑿巖設(shè)備的質(zhì)量。
此外，缺乏自動化程度高、智能高效的鑿巖設(shè)備正成為影響國內(nèi)工程進(jìn)度的主要制約因素之一。由于對井下鑿巖的要求越來越高，加之一些國家重點(diǎn)工程要求工期短，因此既能降低人力成本、又能提高勞動效率的高質(zhì)量智能鑿巖設(shè)備越來越受到親睞。
對此，國內(nèi)制造企業(yè)下一步應(yīng)開發(fā)機(jī)動靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的臂架式一體化液壓潛孔鉆機(jī)，進(jìn)一步開發(fā)液壓露天鉆車以及礦井下使用的潛孔鉆機(jī)與液壓鉆車。
