我国掘进设备生产企业发展迅猛,但重型矿用掘进设备等高端产品仍依赖进口

高志强 2021-09-07 2429 0
摘要:当前,我国已经成为世界最大的掘进机械市场,掘进机械行业已经成为国内高端装备中的一张靓丽名片。我国掘进机市场前景广阔,本文主要介绍掘进设备的发展现状、行业主要设备制造企业、与国外技术差距以及未来发展趋势等。

掘进机械是采掘机械的一种,用于平直地面开凿巷道。掘进机械种类多样,包括全断面隧道掘进机,如盾构机,以及非开挖设备,如顶管机、悬臂式掘进机等。

我国掘进机械行业发展迅猛,国产隧道掘进机的市占率已超过90%

经过十余年的快速发展,我国掘进机械行业有了巨大进步,企业技术研发和管理日益成熟,产业结构不断优化,国产品牌市场美誉度不断提升,全行业国际化进展加快。根据行业协会统计,2019年我国掘进机械产量总计2285台。其中,全断面隧道掘进机产量为610台;顶管机产量为19台;悬臂式掘进机产量为1656台。

在全断面隧道掘进机械产业,我国已形成全球最大的市场和生产基地。行业的几家头部企业,在企业规模、生产制造能力、产品技术水平等方面已经达到世界前列,成为我国高端制造业的一张靓丽名片。国产隧道掘进机的市场占有率已超过90%,突破了国外企业长期以来的技术垄断和封锁。从煤矿掘进设备来看,我国煤矿掘进设备因价格低廉在国际市场上具有一定的竞争优势,产品出口至东盟和非洲等发展中国家,这对国内煤矿掘进设备企业是难得的发展机遇。

国内主要全断面隧道掘进机厂商有中铁重工集团、中铁工程装备集团、中交天和机械、辽宁三三工业等;国内主要顶管机生产商有海瑞克(广州)隧道设备有限公司、中铁重工集团、中铁工程装备集团等;国内主要悬臂式掘进机生产商有三一重装、徐州徐工机械、山西天地煤机装备;详细见下表。

表1 国内主要掘进机械生产商

(资料来源:五度易链行业研究中心综合整理)

我国已掌握掘进设备生产制造技术,但重型矿用掘进设备等高端产品仍处于国外公司垄断局面

我国在上世纪60年代开始研究矿用悬臂掘进机设备,前后花费了几十年的努力,最终实现了自主研发和制造掘进机设备。在掘进机实际工作过程中,安全性高且效率高的掘进技术相继被探索出,如半煤岩技术和全煤岩技术。目前我国煤矿中多采用小型悬臂式掘进机,其功率只有几十千瓦,虽然在煤矿生产中被广泛使用,但产品技术和设备性能还需要不断完善和提升。应用全煤岩技术的巷道作业需要使用超重型号掘进设备,目前这种设备仍需要从国外进口。

当前我国已掌握掘进设备制造技术并可以自主生产掘进设备,满足大部分煤矿掘进工作需要,但是跟国外公司相比,我国掘进设备仍然存在很多不足。主要表现有:一是我国自主设计和生产的掘进设备相比国外产品标准更低,尤其是重型掘进设备,制造工艺和技术缺陷明显;二是设备的稳定性和对工况的适应性方面不如国外同类产品,例如掘进设备在破壁功能的表现方面,国内产品对恶劣工作条件的适应度表现较差;三是在基础研究方面较为薄弱,主要体现为重型掘进设备,总体性能与国外先进设备差距较大,在基础元件可靠性、控制技术、截割方式、除尘系统等方面尚需集中攻关。

因此,从整体上来讲,国外公司在掘进机械市场中优势明显,主导重型掘进设备、采煤机等产品的市场,一些高端产品长期处于国外垄断状态。我国需要在重型掘进设备方面加快科技攻关,改进生产制造技术,以改变目前的国外公司垄断局面。

掘进设备需要技术革新和产品改进,未来将向重型化、自动化、智能化等方向发展

矿用掘进设备在应用的过程中需要不断的技术革新和产品改进,新技术需要很好的应用在掘进设备中,以适应不断变化的作业环境。比如,改善悬臂掘进机作业的工作效率,提高悬臂掘进机的生产技术标准。具体而言,探索新的截割技术,改进煤矿巷道和掘进设备的防护方法,增强设备在巷道作业中的适应性;通过研究设备的零部件组合方式,调整大小或安装位置,可以在结构上改善设备性能;学习国外先进掘进技术和设备制造方面的优势,通过与国外公司加强技术合作和协同创新,努力缩小技术差距。

我国煤巷高效掘进作业中主要掘进机械为悬臂式掘进机,未来将向重型化、大型化、强力化方向发展。虽然重型悬臂式掘进机在我国处于试验阶段,主要用于大断面岩巷作业,但国内煤炭生产朝着高效和安全方向发展的趋势不变,我国煤矿采掘设备将向重型化、大型化、强力化等方向发展。我国先后从德国、英国等国家引进了部分技术先进的重型悬臂式掘进机。全岩巷重型悬臂式掘进机技术优势突出,代表了岩巷掘进技术未来的发展方向。

掘进设备的自动化和智能化将成为未来重要的发展趋势。掘进作业是煤炭开采中最重要和危险的环节之一。随着开采深度和巷道掘进量的加大,掘进工作面突水、瓦斯爆炸等灾害发生的可能性愈加严重。同时,掘进巷道高温高湿、高浓度粉尘等恶劣环境威胁着井下工人的生命健康。目前巷道掘进设备的自动化与智能化程度仍然偏低,既影响了煤炭开采效率,同时可能引发一系列次生性的问题。实现掘进机械的智能化,比如研究自动注油系统以及开发自检模式,可以减少人为因素对设备施工的影响。因此,推动巷道掘进设备的自动化与智能化,将成为行业发展的必然选择。

结语

近十余年,我国掘进机械设备行业有了巨大发展和技术进步,企业产品不断成熟,基本满足国内采矿行业的生产需要。未来,我国掘进机械行业需要继续大力开拓海外市场,加快关键配套零部件的科技攻关和国产化进程,进一步加强自主创新能力建设和品牌建设,努力成为世界掘进机械制造强国。


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