礦山機械的技術(shù)水平與裝備能力,是衡量一個國家工業(yè)實力的重要標(biāo)志。本文簡要介紹了礦山機械的分類和在國民經(jīng)濟建設(shè)中作用,提出面向經(jīng)濟建設(shè)的市場驅(qū)動、計算機技術(shù)和信息技術(shù)等多學(xué)科綜合集成的支持以及人類與自然的和諧發(fā)展是礦山機械制造業(yè)發(fā)展的動力,論述了礦山機械的發(fā)展趨勢是數(shù)字化、智能化、生態(tài)化和宜人化。
1、引言
礦山機械主要面向能源、交通和原材料基礎(chǔ)工業(yè)部門服務(wù),主要任務(wù)是為煤炭、鋼鐵、有色金屬、化工、建材和核工業(yè)等部門的礦山開采和原材料的深加工,以及為鐵路、公路、水電等大型工程的施工提供先進、效能高的技術(shù)裝備。礦山機械是機械工業(yè)中一個品種繁多、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需求量大、使用面廣的機械行業(yè)。礦山機械按其用途大致可分為采掘設(shè)備、提升設(shè)備、窄軌運輸設(shè)備、破碎粉磨設(shè)備、礦用篩分設(shè)備、洗選設(shè)備和焙燒設(shè)備等7大類,30小類,700多個品種和數(shù)千種規(guī)格。
礦山機械在經(jīng)濟建設(shè)、科技進步和社會發(fā)展中占有十分重要的地位和作用,屬于國民經(jīng)濟的支柱行業(yè)。礦山機械制造業(yè)是國家建立獨立工業(yè)體系的基礎(chǔ),也是衡量一個國家工業(yè)實力的重要標(biāo)志。根據(jù)國家重點支持能源、交通和原材料等基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策,礦山機械作為這些基礎(chǔ)工業(yè)的支柱應(yīng)優(yōu)先得到國家的重點支持,以得到進一步發(fā)展和提高,為煤炭、金屬和非金屬礦山的開發(fā)提供更多的具有國際先進水平的優(yōu)質(zhì)、效能高設(shè)備,滿足國民經(jīng)濟發(fā)展對能源和原材料的需要。
礦山機械的發(fā)展一人類的技術(shù)進步、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和整體工業(yè)水平息息相關(guān),特別是與機械工程科學(xué)和采礦學(xué)科的發(fā)展緊密相連。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)前沿具有明顯的時域、領(lǐng)域和動態(tài)特性。信息科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、納米科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)是改變21世紀(jì)的主打科學(xué),由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界。不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚焦,經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步對礦山機械產(chǎn)生新的要求和期望。
機械工程科學(xué)發(fā)展的總趨勢將是數(shù)字化、智能化、精密化、微型化、生命化和生態(tài)化。礦山機械作為機械工程學(xué)科的一個分支,也遵循這個發(fā)展的總趨勢。同時,結(jié)合礦山行業(yè)的特點,其發(fā)展趨向是數(shù)字化、智能化、生態(tài)化和宜人化。礦山機械制造業(yè)應(yīng)不斷融入人類在各領(lǐng)域的優(yōu)成果,面向國家經(jīng)濟建設(shè)重大需求,以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
2、礦山機械發(fā)展的動務(wù)機制
2.1市場競爭驅(qū)動
我國礦山機械的整體水平與國際先進水平相比尚有差距。在邁向礦山機械制造強國的征途中,機遇和挑戰(zhàn)并存。產(chǎn)品設(shè)計是制造業(yè)的靈魂,產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能、質(zhì)量、成本、交貨時間及可制造性、可維修性、報廢后處理以及人、機和環(huán)境關(guān)系等,原則上都是在產(chǎn)品設(shè)計階段決定的。產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計能力已成為決定企業(yè)在全球化競爭中地位的首要因素。
礦山機械是技術(shù)含量和集成化很高的裝備,新設(shè)備的開發(fā)中不斷將人類在各領(lǐng)域成果融合進來,隨著材料科學(xué)、制造工藝、信息技術(shù)、計算機技術(shù)的進步,每一輪產(chǎn)品都有新的技術(shù)注入,零部件的更新周期越來越短、新設(shè)備換代越來越快,尤其是大型礦山機械的開發(fā),無成熟的經(jīng)驗可借鑒,而又不允許設(shè)計中出現(xiàn)任何失誤,因此必須借助多學(xué)科技術(shù)的融合,提高設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量,提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力和市場競爭力。礦山機械和計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜合的基礎(chǔ)上形成了數(shù)字化發(fā)展趨勢。
2.2經(jīng)濟建設(shè)的需要
隨著社會進步和國民經(jīng)濟的發(fā)展,人類對資源和能源的需求量越來越大,而我國是一個資源相對貧乏的國家。隨著資源的開發(fā),開采深度逐漸增加,由陸地向海洋延伸,資源開采條件日益惡化,安全開采的形勢日趨嚴重;我國的煤炭開采深度已達到1000m,金屬礦的濃度達到1380m,礦床開采深度增加,地下水、瓦斯、高地應(yīng)力、地質(zhì)構(gòu)造使資源開采難度大大增加。
自動化無人工作面開采是井下或危險環(huán)境采礦的發(fā)展方向,也是保障工作面安全開采的有效途徑。綜合運用采礦學(xué)、自動化技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機科學(xué)與技術(shù)等,進行自動化無人工作面開采的基礎(chǔ)理論研究和開發(fā)新技術(shù)、新裝備,使礦山機械將向著機器人化和智能化方向發(fā)展。