在现代矿业生产中,矿井提升机作为连接井下与地面的关键设备,承担着煤炭、矿石提升,人员升降以及材料和设备运送等重要任务,其发展水平直接影响着矿山生产的效率与安全。当前,矿井提升机行业正处于快速变革时期,技术创新、市场需求变化和行业竞争加剧等因素,共同推动着这一行业不断向前发展。
我国矿井提升机的发展经历了从仿制到自主研发的过程。早期,我国主要仿制前苏联的提升设备。1953 年,抚顺重型机器厂制造出我国第 1 台单绳缠绕式双筒提升机。随后,1958 年洛阳矿山机器厂设计制造了我国第 1 台井塔式 JKM2×4 多绳摩擦式提升机,并于 1960 年实现批量生产,逐步摆脱了对进口设备的依赖。
20 世纪 70 年代,仿制型提升机的结构缺陷逐渐暴露,国内企业开始探索新结构。借鉴国外新技术,尤其是盘形制动系统技术,设计出卷筒直径达 6m 的大型单绳矿井提升机。1977 年,我国又研制出第 1 台落地式 JKMD2×2 多绳摩擦式提升机,解决了井塔式多绳提升机的一些局限性。
到了 20 世纪 80 年代末期,通过引进国外新技术,我国能够生产各种新型大型矿井提升机,并制定了相关国家标准。90 年代末,随着矿山向大型化、高产化发展,多绳摩擦式提升机成为主导设备。1999 - 2001 年,中信重工成功研发并制造出国内最大规格的双电动机直联形式的 JKMD - 5.7×4 落地式多绳摩擦式提升机,改变了特大型提升机依赖进口的局面。近年来,我国矿井提升机技术水平不断提升,但与发达国家相比仍存在一定差距。
国外矿井提升机的发展历史更为悠久,已有 150 多年。1827 年,西方国家出现第 1 台蒸汽式提升机;1877 年,第 1 台单绳摩擦式提升机诞生;1905 年,电气拖动的矿井提升机逐渐取代蒸汽提升机;1938 年,第 1 台多绳摩擦式矿井提升机问世;1957 年,多绳缠绕式提升机出现。多绳摩擦式提升机最初用于深井提升,如今在浅井提升中也被广泛应用,并且朝着大型化和全自动化方向发展。
2025 年,国内矿井提升机市场呈现出复杂的竞争格局。国产提升机凭借价格优势和不断提升的性能质量,在国内市场占据绝对优势。目前,国内生产矿井提升机的企业众多,主要有中信重工、上海冶金矿山机械厂等。这些企业的产品在满足国内矿山需求的同时,部分还出口到孟加拉、伊朗等多个国家。
然而,行业竞争也日益激烈。ABB 公司和西玛格公司等跨国企业在中国建立制造基地,凭借其在可靠性、智能化、自动控制等方面的技术优势,加剧了市场竞争。这也促使国内企业不断创新,优化设计方法,以适应市场需求。
从市场需求来看,受宏观经济增速放缓、煤炭产能建设超前、进口煤增加等因素影响,煤炭需求大幅回落,矿井提升机的需求量也相应削减。这对提升机产业提出了更高要求,企业需要更加关注市场需求变化,及时调整产品结构,提高产品质量,以质量求生存、求效益、求发展。
《2025-2030年全球及中国矿井提升机行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,内装式提升机作为一种机电一体化的新型提升机,近年来受到广泛关注。它将机械和电气部分融为一体,摩擦轮作为电动机外转子,具有结构紧凑、传动效率高、运行稳定等优点。1988 年,世界上第 1 台内装式提升机在德国投产使用,其摩擦轮直径为 6.5m,电动机额定功率为 2200kW。
我国使用的内装式提升机目前均为国外引进,如东欢坨矿副井、大雁煤业公司三矿主井等矿井引进的德国西玛格公司制造的设备。虽然我国在内装式提升机制造领域尚属空白,但随着技术发展,未来有望实现自主研发和生产。
在深井提升方面,我国煤矿开采深度不断增加,目前平均开采深度约 500m,且以每年 8 - 12m 的速度向深部发展,未来 10 年内,矿山开采深度预计达到 1000 - 2000m。然而,多绳摩擦式提升机在深井使用时存在钢丝绳问题,如铜陵冬瓜山铜矿提升高度为 1100m,钢丝绳平均使用寿命约为 3 个月;徐州庞庄张小楼主井提升高度为 1039.6m,钢丝绳平均使用寿命为 6 个月。因此,国内多绳摩擦式提升机不建议在深度超过 1200m 的情况下使用。
为解决深井提升问题,可采用分段提升方式,或使用多绳缠绕式提升机。多绳缠绕式提升机在南非应用广泛,适用于 2000m 左右提升高度的矿井,具有提升能力大、卷筒直径较小等优点,能有效解决多绳摩擦式提升机在深井提升中的钢丝绳问题,但目前在国内的应用还是空白。
许多正在使用的老式矿井提升机由于出厂年代早、服役时间长,设备老化,存在安全隐患,不能满足煤矿安全规程的相关规定。因此,对超期服役的提升机进行技术改造十分必要。
技术改造应本着节约投资成本、减少停产时间的原则,在现有承载结构和基础上,采用新参数、新技术、新结构,用现代化提升机更换老式提升机。合理的技术改造能提高提升机运行的可靠性、安全性和自动化程度,节省工程费用,为矿山企业创造经济效益。例如,中信重工对许多矿山的提升机改造效果显著,提高了设备工作效率,降低了能耗和故障率。
在进行技术改造时,需综合考虑矿井产量、生产状况、服务年限、改造费用和安装工期等因素,针对不同用户提升机的使用情况及检测出的问题,提出合理的改造对策。在费用不足的情况下,可采取分段改造方式,逐步提升设备性能。
当前,矿井提升机行业正处于重要的发展阶段。从发展历程来看,我国已取得了显著进步,但与国外先进水平相比仍有提升空间。2025年,行业竞争加剧,市场需求变化对企业提出了更高要求。技术创新方面,内装式提升机和深井提升技术的发展为行业带来了新的机遇和挑战。同时,对老式提升机的技术改造也是行业发展的重要组成部分,既能满足矿山安全生产需求,又能为企业创造经济效益。未来,随着技术进步、市场需求的进一步调整,矿井提升机行业将不断发展,在矿业生产中发挥更加重要的作用。
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