相对于露天开采,井工矿的开采难度明显比较大,按照井工矿的开采顺序,井工矿开采涉及的装备可分为勘探设备、掘进设备、采矿设备、运输设备、支护设备等,本文将以煤矿为例,对矿井的掘进机品牌进行梳理汇总,在接下来的其他篇幅将介绍采煤机、运输和支护装备等。
煤巷高效掘进方式中最主要的是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线,也称为煤巷综合机械化掘进,主要掘进机械为悬臂式掘进机。
国外品牌的掘进机主要经历了四个阶段
20世纪40年代末期至60年代中期。这一阶段,掘进机从无到有,形成了集切割、装运和行走为一体的结构雏形,主要用于软煤巷道掘进,机重15t左右。品牌机型有匈牙利全国矿山机械研究所的F5、乌克兰的ДК-3等。
20世纪60年代中期至70年代末期。这一阶段是煤巷掘进机蓬勃发展时期,煤巷掘进机机重20~40t左右。代表机型有英国安德森公司的RH25、奥地利阿尔卑尼公司的AM50和日本三井三池公司的MRH-100等。
20世纪70年代末期至80年代末期。这一阶段,半煤岩掘进机开始成熟,重型机大批涌现,煤巷掘进功能齐全,可靠性大幅度提高,机重50t左右。代表机型有英国多斯克公司的MKⅡB、LH1300,奥地利阿尔卑尼公司的AM75和德国保拉特公司的E169等。
20世纪80年代后期至21世纪初。这一阶段,重型机的机重进一步增加,一般在70t以上,切割硬度100Mpa以上,掘进机采用了新技术,功能更加完善,计算机自控装置较成熟,掘进机正向岩巷进军。
目前的掘进机已进入了机电一体化的自动控制截割的时代。以美国、澳大利亚为代表的连续采煤机以及80年代末投入使用的掘锚机组开创了快速掘进的新途径、新纪元。主要品牌有奥地利的阿尔卑尼公司(Alpine),英国的多斯克公司、安德森公司、艾姆克公司,德国的沙尔扎特公司、艾柯夫公司、保拉特公司、维斯特伐利公司,日本三井三池公司和乌克兰的工厂,主要系列有AM、E、ET、STM、MRH及ПK等。
值得一提的是,奥地利的阿尔卑尼公司在1976年经过重组后,成为奥钢联公司(Voest-Alpine,VAI),1990年,奥钢联(VAI)生产的世界上第一台ABM20掘锚机交付Tahmoor Colliery澳大利亚煤矿,之后奥钢联被山特维克(Sandvik)收购,并在ABM20的基础上,于2007年在位于奥地利采尔特韦格小镇的山特维克工厂,正式推出MB670掘锚一体机。这是ABM20时代的结束,也是全新的MB670掘锚一体机的开始。MB670掘锚一体机开启了集掘进、锚护为一体的掘锚作业时代:能够实现截割、装载、支护同步,平行作业,一次成巷,这是煤矿作业方式的一场变革,MB670系列机型至今仍是国内许多工厂学习的经典作品。
中国掘进机品牌
中国自产的掘进机起步较晚,但经过最近二十年的快速发展,目前已经是全球最大的煤矿掘进机生产国,其产量占全球总产量的70%左右,主要的品牌企业有三一重装、山西天地煤机装备有限公司(隶属于天地科技)、上海创力、山能装备、上海煤科(隶属于天地科技)、林州重机集团股份有限公司、南京晨光集团有限责任公司等。2022年中国全年生产掘进机2613台,三一重装掘进机市场占有率连续多年位列中国第一,其次是山西天地煤机装备有限公司和上海创力。
三一重装掘进机市场占有率连续多年位列中国第一,智能掘进机产品在中国市场占有率稳坐第一,已在山西、山东、贵州、河南等地170多座矿山成功应用。
山西天地煤机装备有限公司(山西天地)。经过50余年的风雨历程,山西天地形成了煤、半煤岩及全岩巷道综合掘进技术、无轨胶轮辅助运输技术、短壁机械化开采成套技术、综采关键技术和电气自动化控制五大核心产业。2022年生产掘进机近200台,位中国掘进机板块第二位。
上海创力矿山设备有限公司(上海创力)。上海创立是国内先进的专业从事煤矿高端综合采掘成套装备、煤矿电气设备和自动化、智能化工程的研发、生产和服务的煤机装备供应商。目前正在积极拓展国外市场。
需要补充说的是,在全断面掘进机方面,由中铁装备自主研制的世界首创大断面的矩形盾构、世界最大/最小直径TBM、全球首台紧凑型超小转弯半径硬岩TBM,世界首台马蹄形盾构、世界首台双结构硬岩掘进机,世界首台四代半高压水力耦合破岩TBM、世界首台竖井硬岩掘进机等一大批世界首创让中国在这一领域的世界领先地位不断增强。
智能化、自动化已经成为掘进机械行业的发展趋势,只有不断推进技术创新和研发投一线品牌掘进机械人才培养和引进,才能实现掘进机械行业的可持续发展。同时,希望中国重型机械的品牌企业在走出去的过程中,尽量规避自身体制的约束,更好地服务于全球客户。
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