顧鑫 鄭印 隋秀華

中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司國(guó)際業(yè)務(wù)中心

現(xiàn)代采礦過(guò)程包括勘探、開(kāi)采、礦石加工、目標(biāo)產(chǎn)品材料的提取及礦山關(guān)閉后的復(fù)墾[1]。礦業(yè)按資源來(lái)分，可以分為五大類。分別是油氣開(kāi)采、采煤、金屬采礦、非金屬礦物開(kāi)采及采石、礦業(yè)支持活動(dòng)[2]。其中，油氣開(kāi)采因其對(duì)全球經(jīng)濟(jì)重要性仍是其中最大一類，本文不包括這一類。采礦作業(yè)通常會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，包括開(kāi)采期間和礦山關(guān)閉之后。因此，世界上大多數(shù)國(guó)家已通過(guò)立法以減少礦業(yè)對(duì)于環(huán)境帶來(lái)的影響。另外，礦業(yè)安全也一直備受關(guān)注，現(xiàn)代礦業(yè)顯著改善了礦山作業(yè)安全。

礦業(yè)發(fā)展

隨著人類文明的開(kāi)始，人們就開(kāi)始使用地球表面的石頭和瓷器，之后開(kāi)始利用金屬，主要用來(lái)制造工具和武器以供使用。考古有記錄的最古老的礦是位于南部非洲的埃斯瓦蒂尼（斯威士蘭）的Ngwenya礦，放射性碳年代測(cè)定表明它約有43000年的歷史。該礦主要出產(chǎn)赤鐵礦石，用于生產(chǎn)赭色染料。

20世紀(jì)，各種金屬的使用得到了迅速增長(zhǎng)。今天，世界主要國(guó)家如中國(guó)和印度的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)了更大的礦物需求。隨著金屬礦業(yè)活動(dòng)不斷擴(kuò)展，越來(lái)越多的礦產(chǎn)不再保存于地下，被開(kāi)采出地面進(jìn)行使用。其中一個(gè)關(guān)鍵被開(kāi)采使用的礦物是銅。1932年到1999年，美國(guó)使用中的銅從人均73 kg增加到了238 kg[3]。

礦業(yè)推動(dòng)著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展。2007年，世界礦業(yè)公司的總市場(chǎng)資本達(dá)9620億美元, 2007年同期全球上市公司的總市場(chǎng)資本約50萬(wàn)億美元[4]。世界上很多國(guó)家擁有礦業(yè)。英國(guó)倫敦被譽(yù)為全球的礦業(yè)金融之都，全球五大礦業(yè)公司中的四大（必和必拓公司、力拓集團(tuán)、英美資源集團(tuán)和嘉能可）的股票都主要在倫敦上市。美國(guó)礦業(yè)也非常強(qiáng)大，以煤和其他非金屬礦物（如巖和砂）為主。在發(fā)達(dá)國(guó)家，必和必拓在澳洲設(shè)立總部，澳洲也擁有多樣的礦產(chǎn)資源，比如全球最多的鐵礦和金礦儲(chǔ)備，礦業(yè)在加拿大也尤為重要。南美很多國(guó)家都有礦產(chǎn)，其中智利、秘魯、巴西和墨西哥的礦物和金屬出口占南美總量的85%。智利是世界主要銅出口國(guó)，世界銅礦產(chǎn)量的25%來(lái)自于智利，秘魯緊隨其后。巴西是世界第三大鐵礦生產(chǎn)國(guó)，墨西哥是世界最大的銀生產(chǎn)國(guó)（盡管秘魯?shù)膬?chǔ)量更大）[5]。非洲也是世界重要的礦業(yè)商品產(chǎn)地，含有豐富的礦產(chǎn)，如金、鉆石、鈷、鋁土、鐵、煤及銅，非洲主要產(chǎn)礦國(guó)家為剛果金、南非、納米比亞和津巴布韋。非洲的礦產(chǎn)儲(chǔ)量約為全球已知儲(chǔ)量的30%，剛果金鈷（主要用于鋰電池生產(chǎn)）儲(chǔ)量占全球一半左右（2019年剛果金鈷產(chǎn)量約達(dá)10萬(wàn)t）。剛果金和盧旺達(dá)為全球最大的鉭（手機(jī)、平板電腦、汽車等電子元器件的主要原料之一）產(chǎn)地。非洲利潤(rùn)最好的兩類礦產(chǎn)是黃金和鉆石，如南非及博茨瓦納都生產(chǎn)鉆石，剛果金則是世界第三大鉆石生產(chǎn)國(guó)（僅次于俄羅斯和澳大利亞）。非洲還擁有全球多數(shù)的鉑金儲(chǔ)備，尤其是南非，其鉑金儲(chǔ)備約為63000 t[6]。2019年亞洲礦產(chǎn)品占全球的57.9%（來(lái)源：世界礦業(yè)數(shù)據(jù)2019）[5]，中國(guó)是礦業(yè)大國(guó)，除了煤和鐵的廣泛開(kāi)采，據(jù)報(bào)道，2013年中國(guó)生產(chǎn)了世界95%的稀土金屬[7]。礦業(yè)也是印度國(guó)家經(jīng)濟(jì)的重要來(lái)源之一。2019年，印度鐵礦和鉻礦產(chǎn)量都位居世界第四，鋁土礦和鋅礦產(chǎn)量都位居世界第五，錳、鉛和硫的產(chǎn)量都位居世界第七。當(dāng)前，世界采礦作業(yè)主要集中在以下國(guó)家：中國(guó)、澳大利亞、俄羅斯、美國(guó)、印度、南非、印尼、加拿大、巴西、智利、墨西哥和秘魯?shù)萚8]。

2008年以來(lái)，全球礦業(yè)形勢(shì)呈現(xiàn)下行趨勢(shì)。2020年，因?yàn)樾鹿谝咔榈牟町惢绊懀澜绮糠忠咔橛绊戄^大的礦山比如智利的鐵礦停產(chǎn)，疫情影響較小的比如澳洲礦業(yè)可以正常運(yùn)營(yíng)，礦石價(jià)格有明顯的回升。

礦業(yè)對(duì)環(huán)境的影響及應(yīng)對(duì)

礦業(yè)過(guò)程的環(huán)境問(wèn)題包括土壤侵蝕、塌陷坑的形成、生物多樣性受損，礦業(yè)作業(yè)過(guò)程中的化學(xué)物質(zhì)對(duì)土壤及地下和地表水的污染等。在某些情況下，也存在礦山附近的森林被砍伐騰出用于礦業(yè)作業(yè)產(chǎn)生的廢棄物和土堆對(duì)環(huán)境造成的影響[9]。如果沒(méi)有進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲孤┑幕瘜W(xué)物質(zhì)帶來(lái)的污染也可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦慕】翟斐晌：10]。極端的礦業(yè)活動(dòng)的污染包括煤礦著火，可以持續(xù)幾年甚至數(shù)十年，產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染。

大多數(shù)國(guó)家都要求礦業(yè)公司遵守嚴(yán)苛的環(huán)境及復(fù)墾準(zhǔn)則，進(jìn)而降低礦業(yè)對(duì)環(huán)境和人類健康的影響。這些準(zhǔn)則要求采取相同的步驟：環(huán)境影響評(píng)估、環(huán)境管理計(jì)劃、礦山關(guān)閉計(jì)劃（必須在開(kāi)采前完成）以及作業(yè)過(guò)程中和礦山停止作業(yè)后的環(huán)境監(jiān)測(cè)。然而，在一些地區(qū)，尤其是在發(fā)展中國(guó)家，政府相應(yīng)的規(guī)章制度存在不健全或執(zhí)行不到位的情況。

新能源對(duì)礦業(yè)的影響

很多礦山都位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，無(wú)法連上已有的電網(wǎng)。除個(gè)別建在煤礦附近的發(fā)電廠可以為礦山提供電力供應(yīng)外，傳統(tǒng)礦山一般采用柴油機(jī)發(fā)電。由于柴油昂貴的運(yùn)輸成本，礦山的發(fā)電成本通常較高。近年來(lái)由于天然氣的廣泛開(kāi)采及應(yīng)用，部分離天然氣資源比較近的礦山也開(kāi)始使用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電。在各大礦業(yè)公司面臨碳排放要求不斷加嚴(yán)的影響下，可再生能源的使用正成為一個(gè)替代或者修正方案，尤其受到了新礦山的廣泛青睞。在礦山附近建設(shè)太陽(yáng)能或者風(fēng)能發(fā)電廠與使用柴油相比可降低發(fā)電成本，并能顯著降低碳排放，世界幾大礦業(yè)公司紛紛制定了減碳目標(biāo)及措施，有些公司已經(jīng)計(jì)劃對(duì)主要礦山100%采用可再生能源。在澳洲、南美洲、北美洲及非洲，許多國(guó)家的礦山已經(jīng)建立了可再生能源發(fā)電廠或者選擇使用可再生能源發(fā)電合作方提供電力供應(yīng)[11]，比柴油發(fā)電成本可以節(jié)省70%[12]。如2019年5月，國(guó)際礦業(yè)公司必和必拓宣布永久關(guān)閉其自有的煤電廠、采購(gòu)可再生能源發(fā)電以降低65%的 美國(guó)猶他州的Kennecott 銅礦的碳排放。還有另外一些礦也開(kāi)始由柴油變更為天然氣發(fā)電機(jī)，采用了柴油、太陽(yáng)能混合，天然氣、太陽(yáng)能及電池組混合等等[13]。

礦業(yè)安全

安全一直是礦業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是地下采礦。盡管近年來(lái)礦業(yè)作業(yè)比以前安全很多，但是礦業(yè)事故仍有發(fā)生。美國(guó)1978年建立了《礦業(yè)安全和健康管理》，以降低礦業(yè)作業(yè)引起的傷害、疾病和死亡，促進(jìn)礦業(yè)作業(yè)場(chǎng)所的安全和礦工的健康[14]。該規(guī)定實(shí)施以來(lái)，美國(guó)礦難人數(shù)從1978年的242人降低到了2019年的24人。

與礦業(yè)相關(guān)的職業(yè)危害有很多，包括塵土吸入（可導(dǎo)致矽肺病等肺部疾?。?、毒氣窒息或中毒。礦體塌陷、巖石掉落及過(guò)熱暴露都是已知的礦業(yè)危害。礦業(yè)設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的噪音，容易導(dǎo)致聽(tīng)力減弱或者喪失。

礦業(yè)設(shè)備技術(shù)發(fā)展

世界多數(shù)礦山都位于偏遠(yuǎn)的環(huán)境惡劣地區(qū)，很大程度上依賴礦業(yè)設(shè)備、技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。采礦技術(shù)可以分為兩個(gè)常見(jiàn)的采掘類型：地表采礦和地下采礦。當(dāng)前，地表采礦更為普遍，如生產(chǎn)了美國(guó)85%的礦物（不包括石油和天然氣），包括98%的金屬礦石[15]。

礦業(yè)采用重型機(jī)械來(lái)進(jìn)行勘探開(kāi)發(fā)，運(yùn)輸及儲(chǔ)存非目標(biāo)產(chǎn)品以外的廢料，破碎及移除各種硬度及粗糙度的巖石，加工采集到的礦石，以及進(jìn)行開(kāi)采關(guān)閉后的復(fù)墾項(xiàng)目。一般需要采用推土機(jī)、鉆機(jī)、炸藥、挖機(jī)及礦業(yè)卡車等進(jìn)行礦石的采掘。對(duì)于沖擊床礦藏，沖積土進(jìn)料送到料斗及振動(dòng)篩或滾筒篩中，從中篩出所需的礦砂，然后使用水滑梯進(jìn)行礦砂粉的沖洗，將目標(biāo)礦物進(jìn)行濃縮。

大型鉆機(jī)用于沉軸、挖采樣品進(jìn)行勘探分析。軌道車輛用于運(yùn)輸?shù)V工、礦石及廢料。升降機(jī)用于運(yùn)輸?shù)V工、礦石和礦砂以及礦機(jī)設(shè)備進(jìn)出地下礦。地表礦采用大型礦卡、礦挖、起重機(jī)來(lái)進(jìn)行礦石及非目標(biāo)廢物的移動(dòng)和運(yùn)輸。礦石加工廠采用大型破碎機(jī)、磨（如球磨機(jī)）、反應(yīng)器、焙燒爐和其他設(shè)備來(lái)富集含礦物質(zhì)的材料，從礦石中提取目標(biāo)化合物和金屬。

近些年，各國(guó)礦業(yè)機(jī)械設(shè)備廣泛研究和應(yīng)用的技術(shù)主要包括設(shè)備的大型化、節(jié)能化、智能化、安全化及新的能源供應(yīng)方式與設(shè)備電動(dòng)化等。

設(shè)備的大型化

為了提高礦山的工作效率和投入產(chǎn)出比，礦業(yè)設(shè)備不斷升級(jí)，主要方向之一是設(shè)備的處理能力或者載荷越來(lái)越大，比如下述的礦區(qū)移動(dòng)裝備索斗鏟、礦用挖機(jī)及礦卡。

索斗鏟（Dragline）

P&H及卡特是當(dāng)前大型電鏟的主要生產(chǎn)商。礦用電鏟自重從8000 t到13000 t左右，鏟斗容量一般在30 ～60 m3，超大的可達(dá)170 m3。鏟斗通過(guò)鋼繩由柴油機(jī)或者電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。大型礦用電鏟一般直接用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有些小型的采用柴油-液壓驅(qū)動(dòng)。太原重工是國(guó)內(nèi)的專業(yè)化的礦用電鏟（機(jī)械式挖機(jī)）的生產(chǎn)企業(yè)，其生產(chǎn)的電鏟采用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，近幾年鏟斗容從之前的4 ～45 m3擴(kuò)大到55 ～75 m3，除了國(guó)內(nèi)各大煤礦鐵礦等金屬礦，也在非洲、南美、俄羅斯及蒙古中東等地的礦業(yè)開(kāi)采得到較廣泛應(yīng)用。

液壓挖機(jī)（Excavator）

液壓挖機(jī)的制造商更多，國(guó)際礦用的挖機(jī)以Bucyrus卡特、小松、日立及利勃海爾等為主。中國(guó)的三一、徐工及中聯(lián)重科等在國(guó)際上的市場(chǎng)份額也逐漸增加，尤其2020年上升顯著。礦業(yè)挖機(jī)制造商在逐漸增加液壓挖機(jī)的斗容量，目前大型液壓挖機(jī)的容量已經(jīng)可以達(dá)到40 ～50 m3。目前全球前十大新型液壓挖機(jī)中如卡特所有的 Bucyrus RH400 自 重 980 t，斗容 45 m3；卡特6090 FS（工作載重1000 t）斗容已達(dá)到52 m3（有效載荷達(dá)103 t）；日立EX8000-6，自重811 t，斗容45 m3；利勃海爾R9800斗容為42 m3。

礦卡(Haul Truck/Dump Truck)

國(guó)際大型礦卡如：卡特797/797B/797F(柴油機(jī)，機(jī)械傳動(dòng)),小松830E/930E/960E-1/980E4（柴油機(jī)，GE電機(jī)驅(qū)動(dòng)）及利勃海爾T 282/284 系列（柴油，AC電機(jī)）及日立的EH5000礦卡（柴油，AC電機(jī)）；國(guó)內(nèi)大型礦卡如湘電重工730E/830E/930E/SF33901D（載重量范圍108 ～320 t，柴油機(jī)，電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)），給澳洲力拓供應(yīng)的230 t的礦卡自重經(jīng)過(guò)革新實(shí)現(xiàn)了194 t降至180 t。以上世界主流礦卡，發(fā)動(dòng)機(jī)多以康明斯、卡特、MTU/DDC及小松為主；傳動(dòng)系除了卡特采用機(jī)械傳動(dòng)外，越來(lái)越多的礦卡制造商開(kāi)始采用電動(dòng)輪傳動(dòng)，如除了最早的小松之外，日立及國(guó)內(nèi)的湘電都開(kāi)始采用電動(dòng)輪傳動(dòng)。各制造商所生產(chǎn)礦卡型號(hào)的升級(jí)，多伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率及技術(shù)的提高及有效載荷的提高，目前有效載重可高達(dá)400 t；同時(shí)，也在盡可能地降低自重，進(jìn)而提高工作效率。

礦石加工設(shè)備

移動(dòng)裝備部分之外，礦石加工廠的礦石加工設(shè)備也不斷地刷新規(guī)模紀(jì)錄。如鐵礦石加工核心設(shè)備球磨機(jī)：中信重工為中國(guó)黃金集團(tuán)烏努格吐山項(xiàng)目研發(fā)生產(chǎn)的直徑8.8 m、長(zhǎng)度4.8 m的半自磨機(jī)和直徑6.2 m、長(zhǎng)度9.5 m的溢流型球磨機(jī)在2008年創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)企業(yè)使用紀(jì)錄，后來(lái)其為世界最大的鐵礦項(xiàng)目-澳大利亞中信泰富SINO鐵礦項(xiàng)目研發(fā)的6組直徑7.93 m、長(zhǎng)度13.6 m的溢流型球磨機(jī)，直徑12.2 m、長(zhǎng)度11 m的自磨機(jī)組合也成功地交付使用，再次刷新了礦山球磨機(jī)的技術(shù)及規(guī)格的國(guó)際紀(jì)錄[16]。

設(shè)備高效節(jié)能化

為減少能源轉(zhuǎn)化過(guò)程從一種形式轉(zhuǎn)化為另外一種形式（如從柴油燃燒燃料熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）的中間損失，礦業(yè)設(shè)備如大型礦卡多采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，以及電力直接驅(qū)動(dòng)設(shè)備。同時(shí)礦業(yè)設(shè)備所采用柴油機(jī)的技術(shù)水平、功率輸出及轉(zhuǎn)化率也在不斷提升。如卡特新推出的下一代20 t挖機(jī)320 GC、320 及 323—提升了效率和生產(chǎn)率，并降低了操作成本。再如日立建機(jī)公司的EX-7系列挖機(jī)（100 ～800 t）進(jìn)一步提升了生產(chǎn)效率。

新的能源供應(yīng)方式及設(shè)備電動(dòng)化

如前所述，為了降低碳排放，提升設(shè)備的燃油經(jīng)濟(jì)性和降低對(duì)環(huán)境的污染，全世界范圍內(nèi)的礦業(yè)公司都陸續(xù)開(kāi)始采用清潔及可再生能源，如天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電，氫能、風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電進(jìn)行供電及電池組進(jìn)行儲(chǔ)電，且以上能源供應(yīng)方式以離礦區(qū)近為優(yōu)先考慮和建設(shè)，進(jìn)而減少輸電過(guò)程帶來(lái)電網(wǎng)建設(shè)及相應(yīng)的管理運(yùn)營(yíng)成本。

當(dāng)前，礦業(yè)設(shè)備如礦卡和挖機(jī)的電動(dòng)化進(jìn)程才剛起步，礦業(yè)設(shè)備全電動(dòng)化率僅為0.5%左右，電池相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的成本優(yōu)勢(shì)隨著電池技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越明顯。不遠(yuǎn)的將來(lái)，成本加上環(huán)保等驅(qū)動(dòng)，越來(lái)越多的礦業(yè)設(shè)備制造商將放棄使用柴油機(jī)而采用電池驅(qū)動(dòng)（如綠色氫燃料電池或鋰電池）或者電機(jī)驅(qū)動(dòng)。礦業(yè)巨頭英美資源集團(tuán)已與全球能源及能源服務(wù)公司ENGIE合作開(kāi)發(fā)世界最大的氫動(dòng)力礦卡（燃料電池混合動(dòng)力電動(dòng)礦卡，氫燃料電池加鋰離子電池混合能源系統(tǒng)，樣機(jī)由小松930E為主體改裝），計(jì)劃在南非礦上開(kāi)展試驗(yàn)，成功后計(jì)劃將該技術(shù)推廣到其他礦區(qū)和車型主體[17]。國(guó)內(nèi)的濰柴動(dòng)力與中車永濟(jì)電機(jī)公司（控制系統(tǒng)）合作開(kāi)發(fā)的200 t燃料電池礦卡（氫燃料-鋰電池混合能源系統(tǒng)，燃料電池模塊由巴拉德公司提供）2019年樣機(jī)下線，正式量產(chǎn)車將在2021年下半年下線開(kāi)展礦山現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試[18]。再如沃爾沃工程設(shè)備及服務(wù)公司的電纜連接雙電70 t挖機(jī)樣板-EX1可以直接采用電力驅(qū)動(dòng)（電力可以來(lái)自氫氣發(fā)電、風(fēng)電及太陽(yáng)能發(fā)電），可以降低98%的碳排放、70%的能源損失和40%的運(yùn)營(yíng)損失。

設(shè)備的智能化安全化

在無(wú)人駕駛即將為城市交通服務(wù)時(shí)，為了降低礦業(yè)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高作業(yè)人員職業(yè)健康安全水平，并提升設(shè)備工作效率和生產(chǎn)率，無(wú)人駕駛技術(shù)已經(jīng)在世界先進(jìn)礦業(yè)的諸多作業(yè)領(lǐng)域早一步得到了應(yīng)用。

力拓集團(tuán)推行設(shè)備自動(dòng)化已經(jīng)超過(guò)十年。自動(dòng)化讓其運(yùn)營(yíng)更安全、高效，并可以降低運(yùn)營(yíng)成本。通過(guò)增加自動(dòng)駕駛的卡車、自動(dòng)鉆機(jī)及自動(dòng)駕駛的火車，消除了駕駛故障并改善了作業(yè)安全性。其鐵礦業(yè)務(wù)率先在全球采用全自動(dòng)駕駛的重負(fù)荷火車系統(tǒng)AutoHaul, 迄今已經(jīng)運(yùn)行超過(guò)700萬(wàn)km，光節(jié)省的運(yùn)輸火車司機(jī)往返火車的路程每年可達(dá)150萬(wàn)km。其在西澳的鐵礦采用了130多輛自動(dòng)駕駛礦卡。這些卡車由位于離礦山1500 km之外的珀斯中央監(jiān)控系統(tǒng)而不是司機(jī)進(jìn)行操控，該系統(tǒng)使用預(yù)先定義的GPS線路，自動(dòng)進(jìn)行礦卡導(dǎo)航，所有車輛的位置、速度及方向都可實(shí)時(shí)監(jiān)控掌握。2018年，平均每輛自動(dòng)駕駛礦卡估計(jì)比傳統(tǒng)礦卡多運(yùn)營(yíng)700 h，成本低15%，生產(chǎn)效率提升非常明顯，且讓卡車操作者遠(yuǎn)離危險(xiǎn)，降低了在重型機(jī)械附近工作的風(fēng)險(xiǎn)。力拓?fù)碛?6臺(tái)自動(dòng)鉆機(jī)，可以安全準(zhǔn)確地遙控而不是現(xiàn)場(chǎng)手工進(jìn)行爆破鉆孔。在其很多作業(yè)過(guò)程中，采用了遠(yuǎn)程控制的越野車或者無(wú)人機(jī)開(kāi)展有風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)進(jìn)而保證設(shè)備操作人員的安全。

力拓在澳洲的珀斯及布里斯班、加拿大魁北克省的薩格奈地區(qū)的運(yùn)營(yíng)中心使得其礦山、碼頭及鐵路系統(tǒng)都可以在一處進(jìn)行操控。工作組在布滿了顯示實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)的屏幕前實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，使用像預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)代碼及強(qiáng)大軟件等工具，進(jìn)行改進(jìn)及增效的識(shí)別分析[19]。

力拓之外，世界最大的礦業(yè)公司必和必拓也在澳洲鐵礦石開(kāi)采過(guò)程中使用無(wú)人駕駛卡車及鉆機(jī)。Fortescue Metals Group (FMG)礦業(yè)公司為了降低運(yùn)營(yíng)成本，也開(kāi)始將其西澳Pilbara的礦卡轉(zhuǎn)為無(wú)人自動(dòng)駕駛。

為了支持礦業(yè)公司的自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)，世界的主流設(shè)備制造商也紛紛推出了自動(dòng)控制設(shè)備。除了前述的力拓及必和必拓在澳洲礦區(qū)采用的小松自動(dòng)駕車礦卡之外，卡特還推出了最新一代自動(dòng)鉆機(jī)Cat MD6250，操控者可以坐在遠(yuǎn)程的安全舒適的操控站里，而不用離開(kāi)操控站，使得操控者遠(yuǎn)離爆破塵土、震動(dòng)噪音等現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)危害，可同時(shí)操控3臺(tái)自動(dòng)鉆機(jī)，不光準(zhǔn)確性更高，生產(chǎn)效率也大大提高。

環(huán)境及安全要求

除了設(shè)備的效率相關(guān)特性一直備受關(guān)注之外，設(shè)備操作的安全性和環(huán)境兼容性也得到了多數(shù)制造商和分銷商越來(lái)越多的關(guān)注。降低排放，減少維護(hù)和操作成本，改善設(shè)備操作者的安全和舒適性，已經(jīng)成為當(dāng)前及今后設(shè)備制造商對(duì)如挖機(jī)和鉆機(jī)等礦山現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)設(shè)備的首要關(guān)注點(diǎn)。

礦業(yè)設(shè)備對(duì)潤(rùn)滑劑性能要求

新能源供應(yīng)方式

在偏遠(yuǎn)地區(qū)的風(fēng)電及太陽(yáng)能板的廣泛采用，為減少設(shè)備及油品維護(hù)保養(yǎng)的周期，減少人力在偏遠(yuǎn)惡劣地帶換油的操作頻次，會(huì)要求使用長(zhǎng)壽命高性能的潤(rùn)滑劑產(chǎn)品，故而風(fēng)電齒輪箱及傳動(dòng)軸和液壓系統(tǒng)一般都采用全合成長(zhǎng)壽命齒輪油、合成潤(rùn)滑脂及合成液壓油。太陽(yáng)能發(fā)電板也要求開(kāi)發(fā)提供長(zhǎng)壽命的冷卻液產(chǎn)品。另外，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)也會(huì)要求使用獲得大型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)制造商認(rèn)可（如康明斯、瓦克夏、顏巴赫等）的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)油。

潤(rùn)滑油脂工作條件更加苛刻

大型電鏟及鉆機(jī)等要求使用耐高溫高濕高粉塵的油脂新產(chǎn)品，比如承擔(dān)高負(fù)荷的新的大型電鏟齒輪開(kāi)式齒輪脂，耐高溫高濕高負(fù)荷的含鉬磺酸鈣型礦山潤(rùn)滑脂等高性能新產(chǎn)品。

大型礦卡電動(dòng)輪的輪邊減速齒輪箱逐漸開(kāi)始要求使用全合成的高性能齒輪油，以延長(zhǎng)換油保養(yǎng)周期及提高對(duì)昂貴的輪邊減速齒輪的保護(hù)。

昂貴的礦石加工大型球磨機(jī)等設(shè)備的開(kāi)式齒輪逐漸開(kāi)始要求使用黏附性強(qiáng)、流動(dòng)性好的超大黏度齒輪油或者黏附性強(qiáng)、極壓性好的開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑脂，以提高對(duì)齒輪的保護(hù)，減少維修停工損失，并延長(zhǎng)設(shè)備服務(wù)壽命。礦石粉碎設(shè)備的閉式齒輪箱要求使用的工業(yè)齒輪油也逐漸由礦物型向全合成型高性能長(zhǎng)壽命產(chǎn)品轉(zhuǎn)變。

設(shè)備節(jié)能化、電動(dòng)化

設(shè)備的節(jié)能化會(huì)要求使用更多的合成型長(zhǎng)壽命節(jié)能型潤(rùn)滑油脂產(chǎn)品，提高油品的潤(rùn)滑壽命和質(zhì)量，降低能源消耗，降低設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)和人工參與的頻次。電驅(qū)動(dòng)設(shè)備的廣泛采用將帶來(lái)潤(rùn)滑脂類產(chǎn)品（如耐礦區(qū)苛刻工況的高性能電機(jī)軸承脂等）需求的不斷增加。

設(shè)備智能化、安全化

因?yàn)殡姎庠拿舾卸纫蟛粩嗵岣撸鬂?rùn)滑油在使用中如液壓系統(tǒng)保持較高的清潔度和靈敏度。同時(shí)考慮到作業(yè)場(chǎng)所的安全化，礦業(yè)作業(yè)的某些特殊（如高溫、高壓、易燃、易爆等）工作場(chǎng)所已經(jīng)開(kāi)始使用帶加注了熒光指示劑的潤(rùn)滑油產(chǎn)品（加入后需要用類似手電筒發(fā)出的紫外藍(lán)光進(jìn)行照射，熒光指示劑在紫外藍(lán)光下可以發(fā)出綠或者指定的別的亮色），以監(jiān)控油液泄漏和進(jìn)行高壓人體攝入定位識(shí)別，非常便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和進(jìn)行后續(xù)防護(hù)處理，降低作業(yè)場(chǎng)所的安全隱患和職業(yè)健康危害。

礦業(yè)設(shè)備潤(rùn)滑劑發(fā)展趨勢(shì)

改進(jìn)的氧化安定性及長(zhǎng)壽命（合成型潤(rùn)滑劑的需求增加）

大型礦車的輪邊減速器使用的減速機(jī)齒輪油從礦物型向全合成長(zhǎng)壽命型過(guò)渡，如日立的EH5000等礦卡電動(dòng)輪減速齒輪箱要求使用全合成齒輪油GL-580W-140。

為了降低苛刻環(huán)境下的設(shè)備維護(hù)等人工成本，風(fēng)電齒輪箱及液壓油系統(tǒng)一般都要求使用合成齒輪油、液壓油和合成脂。礦石加工粉碎設(shè)備的齒輪也逐漸開(kāi)始要求使用全合成型高性能長(zhǎng)壽命潤(rùn)滑劑。

未來(lái)，合成型的長(zhǎng)壽命潤(rùn)滑劑產(chǎn)品將越來(lái)越受到工作環(huán)境苛刻的礦區(qū)的青睞。

更強(qiáng)的油膜保持能力和低溫流動(dòng)性

為了應(yīng)對(duì)設(shè)備大型化及礦業(yè)作業(yè)的惡劣環(huán)境帶來(lái)的更強(qiáng)的油膜保持能力要求，黏附性強(qiáng)、潤(rùn)滑膜保持能力強(qiáng)的新產(chǎn)品如含鉬型潤(rùn)滑油脂的需求不斷增加，如含鉬鑿巖油和含鉬礦山脂。礦石加工廠新的大型設(shè)備如昂貴的球磨機(jī)要求使用黏附性、低溫流動(dòng)性好（低溫泵送性好，合成型）的大黏度齒輪油(采用大黏度合成基礎(chǔ)油，40 ℃運(yùn)動(dòng)黏度可高達(dá)20000甚至40000 mm2/s)或者黏附性（采用大黏度基礎(chǔ)油，如基礎(chǔ)油40 ℃運(yùn)動(dòng)黏度可高達(dá)2000甚至4000 mm2/s）、極壓性強(qiáng)（承載能力強(qiáng)，如含有固體）的高性能開(kāi)式齒輪脂。地下礦要求使用抗氧化、極壓性高且耐水性更強(qiáng)的含鉬磺酸鈣型礦山脂產(chǎn)品。

安全及難燃性

地下礦一般要求使用難燃液壓液，降低因油液導(dǎo)致的火災(zāi)爆炸影響。高危作業(yè)場(chǎng)所會(huì)越來(lái)越多地使用加入了熒光指示劑的潤(rùn)滑油品，提高作業(yè)場(chǎng)所的危險(xiǎn)識(shí)別及應(yīng)對(duì)能力，提高作業(yè)安全保護(hù)。

環(huán)境保護(hù)及生物可降解性

損耗性潤(rùn)滑油脂產(chǎn)品容易濺到周圍的土壤中，會(huì)對(duì)土壤造成污染。比如損耗性的鑿巖油，若采用可生物降解的產(chǎn)品可以減少對(duì)土壤的污染，未來(lái)將會(huì)有越來(lái)越多的可生物降解性潤(rùn)滑劑的需求。

潤(rùn)滑劑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化

為新能源方式的設(shè)備提供潤(rùn)滑保護(hù)，會(huì)催生新的潤(rùn)滑產(chǎn)品，比如適用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的高性能機(jī)油產(chǎn)品、風(fēng)電設(shè)備用合成型產(chǎn)品、太陽(yáng)能板用的長(zhǎng)壽命冷卻液產(chǎn)品、大型礦業(yè)設(shè)備電機(jī)軸承潤(rùn)滑脂。