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礦車簡史

16世紀:最初的礦車  

礦車是幾百年前發展起來的,至少可以追溯到16世紀。基礎款的礦車用來將泥土和礦石從山底深深的隧道中運送出來。雖然這些礦車出現的較早,但其與19世紀40年代興起的美國淘金熱的關系極為密切。這種簡單的礦車通常是用木頭和金屬制成,沿著固定的軌道移動。這種礦車現已被卡車和運輸系統取代,很少用于采礦作業,然而,它們仍是最具代表性和標志性的采礦設備。

20世紀初連續采礦車

尚不清楚第一輛連續采礦車是什么時候發明的,但在19世紀70年代建造的名為英吉利海峽的機器,能夠通過壓縮空氣運行,或許就是一款打孔鉆機。然而,大多數人認為,這種持續開采技術早在20世紀初就用于采礦了。

一個確信的例子是霍得利騎士機器1912年就用于煤炭的開采了。雖然按現代的標準來看其發展水平較低,但在當時它是一種構造復雜的新機器,具有電動馬達,并通過液壓擺動和水噴霧器來分解巖石表面。

20世紀初以來,連續采礦車的發展取得了巨大進步,但大多數仍由可旋轉的鋼制轉筒和鎢制齒輪組成。通過轉筒和齒輪開采的煤塊掉落地下后,通過可旋轉的機械臂推入機器當中,經由傳送帶輸送到后面的卡車上。

美國45%的煤炭開采都是用的連續采礦車,許多現代的連續采礦車都是自動化的。

1934年,歐幾里得公司設計并建造了1Z型卡車,一般被認為是首臺用于采礦的后卸式卡車。這臺重型卡車配備了100馬力的華克夏汽油發動機,只有6.4米長。雖然用現代的標準衡量太小了,但1Z型卡車是向現代巨型自動傾卸卡車發展的第一步。歐幾里得現在屬于特雷克斯公司的一部分,在美國日益工業化的采礦過程中,其開創性地通過卡車解決了運輸問題。

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1978年大挖掘機產生

自它誕生起的40多年里,288大挖掘機一直是世界上最大的陸地用車輛,重達13500噸,和一座8層樓的建筑一樣高。315英尺高,788英尺長,這個龐然大物需要16.56千瓦的外部力量才能驅動其21.6米長的鏟斗輪。這個斗輪式挖掘機是由克魯伯公司為萊茵布勞恩公司建造的,最初用于開采德國的哈巴赫煤礦,它能夠每天提取24萬噸煤,在短短的23年時間里就采盡了哈巴赫煤礦。2001年,288大挖掘機在3周時間內沿著萊茵河地區的嘉茲威勒礦開采了14英里,該礦年可生產約1億噸煤,占德國所有能源供應的15%。

1988年經典的CAT 

CAT797是有史以來最成功和最具識別性的傾卸卡車,由卡特皮拉公司制造,經過多番更新換代,當CAT797F被生產出來時,它已成為世界第二大的傾卸卡車,載重達400噸,比最初的設計多了40噸。它的20缸發動機可以產生400馬力,足以移動甚至機器的體積的重量。它長14.8米,高6.52米,寬9.75米,曾是最大的傾卸卡車,直到被Belaz 75710所取代。

2008年自動采礦車

自動化是21世紀的一大主題,在采礦業中,車輛的自動化最為顯著。新一代的機器能夠24小時不間斷運行,正因其經濟高效而得到普及。開采自動化最好的例子是力拓的皮爾巴拉鐵礦,該礦使用了80輛無人駕駛小松卡車,利用全球定位系統、雷達和激光傳感哭喊,卡車可以避開障礙物,沿礦區自動行駛,運送高品位的礦石進行加工。2017年,小松卡車運送了近10億噸材料,為該礦削減了15%的單位成本。

力拓2008年開始應用自動化開采技術,并繼續在采礦自動化中投入大量資金。2017年,力拓宣布將在兩年內將自動化車隊擴大到140輛,并啟動了一項改造計劃,使已經使用的48輛卡車實現自動化。

其他礦業公司也在開發自己的自動化車隊,必和必拓和森科爾等公司也推出了無人駕駛采礦車。必和必拓已開始在澳大利亞的鐵礦石礦山部署卡車,希望此舉能提高產量水平。

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2013年傾卸卡車

世界最大的傾卸卡車Belaz 75710重達496噸,由白俄羅斯的Belaz礦業制造公司2013年開發生產,2014年開始銷售。該個房子一樣大小的卡車長20.6米,高8.16米,寬9.87米,最第一個能夠運輸超過450噸重量的卡車。這個巨型卡車有兩個旋轉軸來增加它的機動性,并配有兩個柴油發動機和8個輪子。

該公司在吉尼斯世界紀錄中保持著“最大兩輛傾卸卡車”和“645.4立方米最大車身”的紀錄。2015年,這輛卡車在白俄羅斯的一枚郵票上亮相,凸顯了它的知名度和公眾吸引力。Belaz 75710在俄羅斯的切爾尼戈韋茨煤礦運營的第一年,它運送了460萬噸的巖石,相當于1115輛鐵路機車的運輸量。

2015年水下采礦車 

歐盟的可行性替代礦山操作系統(VAMOS)項目正在開發水下采礦車,專門用于水下礦井。

遙控水下采礦車由可編程邏輯控制器控制,使用刀盤輕輕地移動巖石而不影響地下水。然后將礦石收集并輸送到地表進行處理,廢渣和水送回礦井。

僅在歐洲,就有3萬處被洪水淹沒的礦場,VAMOS系統項目是在2015年建立的,希望借此有效利用水下的巨大資源。該項目將運行到今年年底,在此之后,這項技術有望商業化。

在其他地方,類似的兩棲車輛正在被諾第留斯這樣的公司在海上進行水下采礦。

2017年電氣化設備

ETF采礦設備公司開發了一個模塊化的技術平臺,用于在東南亞和中東進行礦業開采。2016年,該公司模塊化運輸卡車的概念得到了實現,在規定的時間內,每個元素都可以隨時投入或切出。該公司目前正在研制一種混合動力卡車,載荷100噸至300噸。這些卡車是專門設計用來進行改造的,所以當電池的發展達到一個更實際的運轉的時候,他們可以在一個星期內完全電氣化。

該公司還在開發下一波卡車,將集數字化、人工智能于一體。這些未來的設備將使服務完全精簡,運用預測技術大大減少維修和維護時間。例如,當一輛卡車或鏟車故障時,這些卡車能夠自動重新制訂運輸裝載序列。


機械化換人,自動化減人,是礦山發展的必然趨勢。

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