我国凿岩设备生产企业的困境与突破

赵宏强

（1.中南大学机电工程学院，湖南长沙410083；2.山河智能装备股份有限公司技术中心，湖南长沙410100）

1 我国凿岩设备在矿山中的使用现状

目前我国大部分矿山开采机械化水平低，生产效率低，设备技术水平落后，能耗高，安全性差，存在事故隐患。矿山规模小，乱采乱挖严重、回采率低，造成资源浪费，土地复垦率低，对环境破坏严重。比如仍有很多小矿山上还在采用人工打手风镐钻孔的作业方式，还有一些中小型矿山因经济条件的制约，仍然在使用七、八十年代的国产设备，设备陈旧落后，效率低、能耗高、可靠性差、操作人员劳动强度大、舒适性差、环境污染严重，损害操作人员健康，缩短机器使用寿命。只有少数资源条件较好、经济实力雄厚的国家重点矿山，大量采用进口或国产的现代化装备，如牙轮钻机、电动轮汽车、大斗容挖掘机、大功率推土机等，组成成套作业线，生产效率高，装备水平接近国外先进矿山。经过多次对矿山使用现场的设备调研，发现矿山采购的多台凿岩设备很少来自一个厂家。据矿山现场管理人员介绍，他们很希望有厂家能提供一体化配套设备（凿、采、装、运等），一体化的厂家蹲点服务，可是国内没有一个厂家能完全做到这些。而国内中大型以上矿山多为国有企业控采，企业并不缺少资金，但要求采购设备的可靠性和服务的及时性，正因为国内厂家很难做到位，矿山企业才会对同一类型产品，采购不同的厂家，以防止因为某一个设备出现故障，影响整个矿山凿、采、装、运等设备的停滞。

我国有些凿岩设备是模仿测绘国外产品，未掌握核心技术，如检测技术、控制技术等现代新技术未得到很好应用，有些凿岩设备无自主知识产权，不能出口。虽然有几家凿岩设备企业为我国凿岩设备的发展做出了一定的努力，但是随着逐步市场化、国际化，这些企业因为体制上的原因，以至于技术创新严重滞后，产品性能难以提升，高档次的国产液压凿岩设备始终没能形成大气候。尤其是在改革开放的今天，受到进口产品的严重冲击，在众多的重点工程中，几乎是国外设备的一统天下。目前，我国生产的凿岩设备产品以简单产品居多，产品附加值较低，不容易产生新的产业与产业链，企业普遍利润率低。从总体看，我国采矿工艺技术水平与国外先进水平相比并不落后，部分工艺技术已达到国际领先或先进水平，这些工艺技术已在国内许多矿山成功实施，为国家和企业的发展做出了很大的贡献，但是由于缺乏与之配套的技术装备，这些先进的工艺技术并没有发挥出应有的优势和作用，已严重制约了采矿工艺的发展，直接影响到对矿产资源的有效回收和利用程度，影响到矿山企业的劳动生产率、企业的效益等。所以我们应该大力提高系统集成的能力，把我国从一个生产简单产品为主的国家逐步转变为生产高技术产品与系统集成设备，实现高比值产业链的国家。

2 我国凿岩设备生产企业的现状与困境

凿岩机械气动工具行业是机械工业的重要组成部分，截至目前，我国已有凿岩机械与气动工具专、兼业生产厂和相关科研单位及高等院校近百家。改革开放以后，我国技术引进达到一个高潮。多年来，我们走的是一条以市场换技术的路线。结果是市场出让了，效果并未如愿，最后既让出了市场，又付出了资金，却并未换来前沿的、核心的技术。我国各类矿山、油田、气田、钢铁冶金和水利工程等领域需要现代化的设备，但在大批引进国外设备的同时，国内的矿业装备制造业却有滑坡的趋势，不仅出口受阻，即使是国内项目也很难中标。我国重型矿山机械设计、制造水平与工业发达国家相差一个很大的台阶，已是一个不可否认的事实。特别是加入WTO后，国外矿业装备行业已有更多的公司以咄咄逼人之势进入中国市场，这使本来已处于疲软态势的国内矿业装备市场形势变得更加严峻。

由于金融危机的影响，现在世界经济发展处于低谷，发展不平稳，特别在中国显得更加突出。比如2008年由于世界金融危机的爆发，中国工程机械2009年发展缓慢，行业不景气。于是国家投入4万亿元进行拉动基础建设，2010年工程机械又处于火爆态势，飞速增长。2011年由于世界经济仍处于低谷，加上中国房地产的调控和高铁事故频发及腐败现象引起高铁建设停工，工程机械又滑入低谷。这种大起大落、忽高忽低的现象对行业发展很不利，造成很大浪费和不利于组织生产。比如凿岩设备，在建设高潮时，原有企业纷纷扩大生产，投入大量人力、物力与资金，也不断有新企业进入，进行凿岩设备生产。当进入低谷时，产品销售不出去，造成积压，产能过剩，形成人力、物力与资金的巨大浪费。所以不要看到形势好时大家一窝蜂似的都上，等到形势不好时又纷纷倒下一大片。行业平稳发展，与GDP的增长保持一致，由于中国原来机械化水平比较低，发展可以相对快点。比如每年增长率保持在15%左右，每五年就可以翻番。

目前我国绝大部分中小矿山或采石场使用的是中低档的凿岩设备，手风镐、架子钻、分体钻等低中档简易式钻机，因目前我国小型中型矿山数量多，矿产资源需求量大，我国凿岩设备企业能维持生产并能逐步增长，产品销售量还非常大。2011年我国凿岩设备生产企业还算是比较好的企业有：浙江开山股份有限公司，生产分体式气动潜孔钻机、半液压钻机3000台左右，产值6亿元左右。天水风动机械有限公司生产气动凿岩机、气动潜孔钻机产值3亿元左右。张家口市宣化金科钻孔机械有限公司生产分体式气动潜孔钻机、半液压钻机800台左右，产值3亿元左右。山河智能装备股份有限公司生产一体化液压潜孔钻机、切削钻机300台左右，产值2亿元左右。浙江红五环集团股份有限公司生产分体式气动潜孔钻机、半液压钻机600台左右，产值2亿元左右。长沙黑金刚实业有限公司生产潜孔冲击器、钻头，产值2亿多元。武汉五环钻具股份有限公司生产潜孔冲击器、钻头，产值1.5亿元左右。辽宁莲花山凿岩钎具有限公司生产配套液压凿岩机400台左右，配套生产钻头、钎具，产值5千万元左右。我国大部分凿岩设备企业生产的是低中档次凿岩设备产品，只有山河智能装备股份有限公司等少数几家企业生产中高档次的凿岩设备产品，所以普遍存在利润率不高、发展缓慢、抗风险能力低等问题。阿特拉斯2011年在中国内地工厂凿岩设备产值达到15亿元左右，其利润可能比上述中国企业凿岩设备利润的总和还要多。

国内的矿山机械企业大部分还在生产传统的普通常用设备，在国内外市场供大于求。而许多重点生产建设项目所需的一些大型高附加值的现代化矿山机械设备多数是外国产品，如大型成套连续生产设备。国内企业与国外企业相比，在资金、装备水平、技术储备、经营机制，以及产品开发、创新能力、研制能力等诸多方面存在较大差距。多数企业管理体制存在弊端，经营系统墨守成规，缺乏参与国际市场竞争的优秀人才和运作机制，致使我国矿山机械行业整体装备水平较低，重点企业布局分散，缺乏规模优势，成套设备供应能力弱，生产成本较高，产品质量较差，并且各自为战，相互恶性竞争，无法与国外先进产品抗衡，难以取得市场优势。

3 国外凿岩设备企业技术发展现状和趋势

在凿岩设备方面国内的整体技术水平与国际先进技术水平还存在较大的差距。阿特拉斯·科普柯在收购英格索兰后，其产品销售量一直占据全球第一的位置。笔者认为山特维克收购汤姆洛克后，其产品技术水平与质量是全球第一，这两家公司生产的凿岩设备占全球产量一半以上。目前凿岩设备技术发展趋势有以下几个方面：

（1）设备向大型化方向发展

凿岩设备从气动凿岩机到液压凿岩机的更新换代，且孔径和孔深的加大，给矿山带来很大的效益。目前，国外大型露天矿绝大部分都使用牙轮钻机，中小型露天矿则呈多样化，有牙轮钻机、潜孔钻机（高气压的）和全液压凿岩钻车等。

（2）凿岩设备液压化已成定局

发达国家地下矿山的掘进、采矿凿岩已实现了全液压化，个别矿山还实现了微机地面遥控或远距离遥控凿岩钻车作业。在软岩中还使用旋转钻机，发展最快的还是牙轮钻机和全液压凿岩钻车。

（3）自动化和智能化程度越来越高

利用计算机或可编程序控制器对凿岩设备主参数进行自动控制，采用包括计算机、通信网络、彩色显示装置和数据输入盘在内的集成网络控制系统，这样很容易使设备达到最优的钻进性能，计算机化控制装置能感知岩层条件变化，从而改善炮孔直径和演示破碎效果。

（4）维修性和可靠性日益提高

目前国外凿岩设备电动机寿命长，采用数字式控制，改善了电动机控制特性，扩大了保护功能。并在外观和功能方面给司机良好感觉，钻机结构不断简化，集中润滑等增加了设备的易维修性。

（5）可持续发展战略也为凿岩设备提供了新的市场

今后任何建设项目都要把环保放在首位，如露天矿开采完后必须复垦，资源节约，绿色环保，机械再制造等这些都是凿岩设备今后的市场。

目前国际著名的凿岩设备企业主要有阿特拉斯、山特维克、比塞洛斯、古河等。但是在我国生产高档凿岩设备的企业很少，好一点的企业很多已被国外企业兼并收购，如沈阳风动工具厂，南京风动工具厂、南京工程机械厂等被阿特拉斯收购、宣化采掘机械厂被英格索兰收购后又被阿特拉斯收购，阿特拉斯在中国已建立或收购了18家企业。国际凿岩设备企业也在不断整合，如阿特拉斯收购英格索兰钻机事业部、山特维克收购汤姆洛克、英格索兰把收购到生产液压破碎锤和液压凿岩机的蒙塔贝特又出售给斗山集团，卡特皮勒着手收购比塞洛斯、日立与川崎合并等等。阿特拉斯在收购南京工程机械厂、沈阳风动机械厂、宣化英格索兰后，把在中国销售的所有凿岩设备都提价20%左右，充分显示了其垄断定价权。目前还在准备收购中国做得比较好的凿岩设备企业，如生产潜孔冲击器、钻头的长沙黑金刚实业有限公司。矿业装备制造作为国家装备制造业的一支有生力量，是关系到国家国民经济命脉和持续发展的重要产业，国家在这方面应引起高度重视。

4 我国凿岩设备生产企业的发展方向与困境的突破

国产凿岩设备但仍需在产品系列化、布局、细节、可靠性、外观等多方面加以改进，缩小与国际先进水平的差距。国际先进凿岩设备在节能减排、绿色环保等方面做了很多工作。毋庸置疑，国内外凿岩设备产品的差距不可同日而语，在产品定位、设计理念、工艺手段等三个方面存在着巨大的差距，而这三方面恰恰贯穿了一个新产品研发的全过程。国际先进企业的产品经过几十年，甚至上百年的积累、改进与发展，已经达到一个非常高的层次，无处不显示着钢铁与艺术的结合。相对国内产品来说，仅仅停留在能满足基本功能上。所以我们应该提高加强自主创新能力，缩小品质差距。在技术层面上，加强关键零部件的研发，加强工业设计在产品开发过程中的运用。不仅在外观设计上符合时代感的审美要求，还要运用艺术的手法科学的表现产品的功能，材料、工艺和结构特点，结合功能与实用，符合人机工程的要求，做到功能与艺术的完美结合。创立企业在产品上的独特品牌风格，注重技术消化与创新，注重产品定位的档次，密切跟踪技术发展动态，准确把握市场需求。

凿岩设备影响到国家产业安全问题，国家要长久发展，必须发展民族企业，以免受制于人，必须生产出高档凿岩设备，提高产品利润率，提高企业在国际上的竞争能力，首先做到技术水平不落后。矿山与生产企业必须相互促进，相互支持。如果不相互支持，矿山不使用国内企业生产的设备，企业就生存不下去，矿山也就只能一直使用昂贵的进口设备，设备、备品备件、服务费都奇高。所以我国凿岩设备生产企业必须提高创新能力，研发能力，开发生产我国矿山需要的产品。

为了提高可靠性和稳定性，我国很多设备基本配置与选型与国际先进企业的大致相同，如发动机、油泵、马达、控制阀等。刚开始由于我们的产量不是很大，采购价格相对而言还高些，如果我们的售价很低，利润率也会很低，发展空间就会受限制。

另外我国矿山凿岩设备生产企业不能在竞争中相互诋毁，同质化竞争，靠打价格战获取市场。否则会丧失利润空间和提升发展空间，像前几年的家电行业、服装出口企业一样，为了争取订单，相互恶性竞争，压低价格，随着人民币的升值及劳动力成本上升，很多企业亏损倒闭，抵抗风险能力很低。而是应该突出各自优势，提高产品性能，提高稳定性和可靠性，增强服务能力，满足不同客户需要，保持稳定的利润率，促进行业发展。

国内企业应在注重保护自主知识产权的同时不要侵害其它企业的知识产权，一个高科技企业的发展壮大，科技创新是基础，其产品只有在实际应用中不断完善、更新才能获得用户的青睐。同时企业的产品也希望得到广大用户的支持，在使用过程提出宝贵的改进、完善建议，这样才能互相促进，双方都取得很好的效益。国内企业还应注重规模效益，管理效益，开发不同档次的产品，满足不同层次的需求，具有提供成套设备解决方案的能力，朝着发展成为国际上著名凿岩设备企业的方向努力，提高在国际市场上的竞争能力。

人是生产力中最活跃的因素，是产业创新的关键，发展我国制造业就是要造就一批德才兼备、国际一流的制造创新人才，建设一支高素质的制造创新队伍。从科技突飞猛进，学科交叉综合，市场对制造业人才需求的实际出发，重视培养具有综合知识基础、制造业职业训练和学习能力、实践能力、创新能力和工程管理能力的创新人才，塑造具有独立思考、敢冒风险、敢于置疑和敢于应对挑战的创新人才。凿岩设备领域属于比较冷偏专业方向，现场工作条件又比较艰苦，很多人不愿从事这方面的工作，技术人员比较少，很难招聘到有经验的研发人员，而行业的发展又特别需要这方面的人才，所以也希望能获得国家政府经费支持，培养凿岩设备行业人才，促进凿岩行业的发展。

凿岩设备属于矿山设备的一种，由于工作环境条件恶劣，可靠性、稳定性要求高，各矿山的地质条件、矿藏条件、开采规模等不同，对设备的要求也就不一样。凿岩设备是多品种、小批量进行研发设计和生产制造，比普通工程机械利润率要高，产品生命周期也比较长，但同时也必须付出艰辛的努力和具有持之以恒的毅力。需要投入的研发成本高，持续开发时间长。个人认为目前我国凿岩设备应该在技术更加先进、能量利用率高、应用范围广的液压凿岩技术方面着重研究和突破，开发出性能稳定可靠的液压凿岩机、液压凿岩钻车、液压驱动高性能牙轮钻机等。

希望国家科技计划能在切削钻机、液压凿岩机、液压凿岩钻车、液压驱动高性能牙轮钻机等项目上给予立项支持。切削钻机在软岩凿岩方面具有钻速快、能耗低无可比拟的优势。现在已取得初步成效，希望能获得科技计划重大专项支持，迅速做大做强，通过项目带动，提升整个凿岩行业的技术水平，缩小与发达国家著名企业的差距。一个项目从调研、开发、试制、中试到产业化及进一步提升需要很长的时间和大量的经费支持，所以希望能得到持续支持，为进一步发展打下基础。随着用户要求的提高和科技进步的发展，凿岩设备的技术也必须同步发展，否则产品就会落后淘汰，所以必须持续不断投入研发力量和经费，不断提高产品的技术，提高稳定性和可靠性，扩大产量，以满足用户的需求，提高行业经济和社会效益，为我国凿岩设备的发展做出贡献。

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