2006年，笔者到内蒙神华准格尔能源公司黑黛沟和哈尔乌素露天煤矿采访，当时神华准能大手笔采购了数十台载重360吨（短吨）的矿用汽车。在当时的露天煤矿领域，神华准能采购这么多当时国内最大的矿用车，引来一片惊叹。而如今，大吨位矿用车在国内矿山使用已经司空见惯……
在中国露天矿山领域，大型矿用挖掘设备一直以来被机械式挖掘机（下称电铲）所垄断。如今，大型液压挖掘机已经在国内露天矿山开始使用。比如神华北电采购的日立建机EX2500液压挖掘机（250吨）；大唐锡林浩特矿业拥有2能日立EX3600、2台比塞洛斯RH170以及日立的EX1900等液压挖掘机；包头白云鄂博巴润铁矿拥有5台利勃海尔350吨液压挖掘机、最近又采购了2台小松PC5500液压挖掘机（550吨）；伊敏露天煤矿刚刚投入使用的日立EX8000液压挖掘机是目前国内露天矿山使用的最大液压挖掘机，自重达780吨，斗容超过40多立方米……
那么，大型液压挖掘机(矿山俗称液压铲，下同)会不会像当初露天矿山接受大型矿用车一样，获得首肯后便在矿山广泛运用呢？
矿用液压挖掘机与电铲的优劣如何？矿山用户如何评价？笔者走访了神华北电、大唐国际、白音华、白云鄂博、云南华联锌铟矿等大型露天矿山，从矿山用户的实际使用出发，在大型液压挖掘机与电铲在作业效率、出勤率、设备性能、经济性、维护、备件等方面进行深入探讨。
为何选用矿用液压挖掘机？
记者来到内蒙古锡林浩特采访了大唐锡林浩特矿业有限公司总经理任月龙，他告诉记者:目前有4台斗容20立方米的液压铲。公司选用液压铲的主要原因有：（1）电铲作业时用钢丝绳来提升，工作台面需要高一些，而液压铲由于其个头比较小，当工作台面不够电铲的提升高度时，就选用液压铲，比较灵活，使用方便；（2）电铲的工作曲线比较单一，而液压铲的工作曲线的范围较大，可伸到特定位置去“掏”；（3）使用液压铲，有些不需要爆破就可以直接挖掘开采煤层；（4）液压铲可以选采，而电铲就不行.以前没用液压铲是因为之前的液压技术，包括液压元件、液压控制系统等不能完全达到要求。而现在随着新技术的发展，新产品日新月异，越来越多的大型设备能达到矿山的使用要求，所以现在用的就比以前多了。
马永海是大唐锡林浩特矿业有限公司主管设备的副总经理，他接受本刊记者采访时表示：选用大型液压铲一方面是初次采购成本；另一方面，液压铲能够适应较为复杂的工作环境，现场作业必不可少。液压铲本身具有较强的灵活性，动作快捷，能实现较为复杂的动作轨迹，其独有的行走系统优越于电铲，能够在复杂的环境中进行作业，且该设备具备较强的自救能力，采掘现场较为复杂，不利于电铲作业的工作环境必须采用液压铲。
神华北电胜利能源有限公司总经理刘明是个矿山设备的行家，在接受本刊记者采访时表示：神华北电目前的产能已经达到年产3000万吨，与神华准格尔的黑岱沟露天煤矿和哈尔乌素露天煤矿、呼伦贝尔露天煤矿成为神华集团未来年产能3000万吨级的四大露天煤矿。露天煤矿讲究规模效应，规模大，设备大，才能降低平均成本。同时可以减少设备的数量，减少安全隐患。我们目前采用的工艺是单斗-卡车工艺。现在有两套系统，一套大系统主要是电铲与220吨卡车，主要用于剥离。一套小系统主要是液压铲与100吨级卡车，主要用于采煤。我们刚开始选的液压铲是日立的，由于日立当时为了打开煤矿市场，给了我们很大的优惠。矿山设备会朝着大型化发展，关键技术也在逐步过关，比如电动轮、轮胎、发动机、结构件等都在发展。电传动卡车逐步取代机械传动卡车，矿山设备大型化以后，都是低转速大扭矩特征。低转速大扭矩特征如果是机械传动的话，其传动系统费用高，价格贵，后期维修成本也比较高。电传动和液压传动正好克服这方面的缺点，所以电传动的低速稳定性和液压的柔韧性，解决了设备维护成本高，设备自重过大的问题，设备大型化以后，电传动和液压正好派上了用场。
选择电动液压铲而不是带发动机的液压铲的原因是：一方面油价高，运行成本很高。另一方面是发动机维修费用非常高，而且电动机的故障率比发动机的故障率低。发动机250小时做一次保养，也要花不少钱。当时我们到泰国的露天矿山考察去，他们用得很好。于是就买了两台日立EX2500液压铲，当时的日立液压铲的价格比相同斗容的电铲还要便宜。液压铲的效率比相同斗容电铲高。从环保节能的角度来讲，液压铲也比电铲有优势。比如同样是15立方米斗容的液压铲自重是250吨左右，而相同斗容的电铲的自重在500吨左右。一方面在使用的原材料上，比如钢材等，液压铲就能减少使用一半的钢材。另外，自重小了以后，行走时产生的能耗也将减少。也有利于节能环保。
从使用年限来看，电铲要比液压铲要高。比如电铲，电机、减速机等零部件坏了以后可以更换。但主体的架构包括底盘、大臂、配重箱、履带等基本可以使用20年。而液压铲的使用年限很少有20年以上的。从使用成本来看，每百万立方米开采量的成本应该是差不多的。因为液压铲的成本高一些，但效率高。平均成本差不多。
小龙潭矿务局小龙潭露天煤矿设备动力部余涛：小龙潭露天矿2012年产煤250万吨，剥离约150万立方。目前液压挖掘机拥有小松PC400-6型1台、PC450-6型4台、PC650型1台及其他设备。从2012年开始就把原来拥有的电铲全部淘汰，全部转换成液压挖掘机。主要原因有：
（1）云南的水季比较多，到了雨季，电铲在转产时移动性特别不好，甚至是很困难。另外，电铲移动时，由于没有电缆车，1台电铲移动时需要30多个人工配合移动。更重要的是，人工配合移动电缆，有时人工会触电，这就存在很大的安全隐患。
（2）在设备维护方面。由于电铲很笨重，维修需要较多的人工，也很费时间。而液压挖掘机则很方便。
（3）在运行成本方面，液压挖掘机的费用要比电铲高。因为油价远比电价高。
探秘：矿用液压挖掘机与电铲的性能及特性对比
马永海根据大唐锡林浩特矿业露天矿山的多年经验，详细向记者介绍了电动液压铲及电铲特性及作业环境的特点：EX3600液压铲前端工作装置的各个部位均是刚性销轴连接，油缸支撑，动作灵活，活动范围大，能实现较多复杂动作；该铲底盘结构简单，仅有“四轮一带”，且“四轮”均为密封装置，无多余的润滑管路，泥泞作业面或破碎物料较多的作业面对该铲的正常工作也不会造成影响；该铲整机工作重量为361T，履带对地比压仅为188.923kpa，远小于同类电铲，降低了陷铲的概率，且前部工作装置能够将自身一侧履带支起，仅用另一侧行走，因此具有较强的自救能力，适合在各类复杂、恶劣环境下作业；但由于该铲破断能力较差，仅适合对破碎后的松散物料进行挖装，否则将不能体现其工作效率；该铲允许满载作业角度为17.6%(10度)，因此液压铲可在较大坡度的作业面上进行作业，能完成各类采装、开拓、开坡道、清理作业面等各类工程类作业。WK-20电铲是我矿一期主要采掘设备，该铲属于传统机械式电铲，行走部分采用强制润滑，管路较多，作业时需保证地面整洁，不会对润滑管路造成损坏；该铲前部装置为销轴连接，钢丝绳拉紧装置，不能承受支撑力，因此不具备自救能力，若出现陷铲，只能等待救援；但该铲破断能力强，在不伤害各处原件的条件下可对各种物料进行直接挖掘，满斗率高，装机效率较高；该铲整机工作重量为738T，对地比压为285kpa，作业时若地面松软，极易出现陷铲情况，且该铲允许作业角度最大为8%（5度），因此对作业环境要求较高，适用于作业面已拓展规范，工作面较平整、坚固的工况下作业，一般配备轮式推土机进行辅助作业。
神华北电胜利露天矿矿长刘树德：胜利露天矿是一座年产能力3000万吨的大型露天煤矿。随着矿山规模的不断扩大，新设备不断引进，老设备相继淘汰，目前胜利露天矿拥有比塞洛斯495HD电铲、太原重工WK-35电铲、WK-10B电铲、日立EX2500电动液压正铲等主采设备共计11台，以形成国内、国外品牌，多斗容电铲共存的局面。由于WK-10B电铲与EX2500电动液压正铲的斗容相近，现就两种设备的效率、维护、工况、使用、成本等方面进行简单分析。
（1）最大挖掘高度对比。
胜利露天矿WK-10B电铲与EX2500电动液压正铲的挖掘段高为12m，一般来讲，在同等挖掘段高下，设备最大挖掘高度越大，相对越位安全，在挖掘过程中可以比较容易地处理掉散檐、危石、大块等物料，避免伤人或损坏设备。根据参数对照表的数值，理论上讲EX2500要优于WK-10B电铲，但是根据胜利露天矿多年的使用情况分析，EX2500正铲曾多次出现，大块物料掉落在履带板上，导致回转围板被严重刮蹭。WK-10B电铲未曾出现过类似事件，其主要原因是：WK-10B电铲的最大挖掘半径比EX2500正铲大4.96m，所以在相同的工作环境中，无形中增加了危石与设备之间的缓冲距离。虽然WK-10B电铲的最大挖掘高度存在不足，但是由于我矿对工程质量要求严格，弥补了此缺点。
（2）回转速度对比。
回转速度的快慢是衡量挖掘设备工作效率的重要参数之一，但是速度过快会导致操控性降低，对操作人员的素质要求较高，经过矿里近几年的使用，液压正铲出现的回转砸车事件要远远高于WK-10B电铲，通过对设备的数据以及使用案例可以看出，WK-10B电铲这一数据的安全性要高于EX2500液压正铲。
（3）斗容对比。
胜利露天矿为两种挖掘设备配备的卡车为北重TR100卡车（91T）和湖南湘电重装的SF108卡车（108T）。两种设备在相同的工况下，配备TR100卡车作业，WK-10B电铲需要5斗即可装满卡车，EX2500正铲则需要6-7斗，当然这与未采用全部爆破方式作业导致工况复杂有关。其主要原因是，在满斗率方面，后者要逊色于前者，但是EX2500电铲用其灵敏、快速的动作弥补了装车时间上的差距。
（4）行走方面对比。
行走方面的数据主要包括行走速度、爬坡角度、接地比压。通过对3组数据的比较，EX2500液压正铲的数据全部要高于WK-10B电铲，在日常使用中EX2500正铲的良好运动天赋发挥了很大作用，同时在较差的作业环境中避免了不必要的麻烦。就行走速度以及爬坡角度而言，EX2500正铲良好的机动性，可以快速就位，为组织生产提供有力保障。由于该设备良好的爬坡能力以及接地比压，而且自重较轻，动作灵活多样，在恶劣环境中可以实施自救，所以经常被用于松软、出水、泥泞等恶劣作业环境。根据胜利露天矿的实际使用情况也可以证明此观点，自两种设备投用以来，WK-10B电铲曾多次出现陷铲，救援设备所需要的时间从3小时至40小时不等，EX2500正铲从未出现过陷铲事件。在行走方面WK-10B电铲的性能在不同程度上限制了作业环境以及生产效率。
矿用液压挖掘机与电铲作业效率对比
大唐锡林浩特矿业设备部副部长李东旭：EX3600液压铲与WK-20电铲的作业效率与生产能力对比，是通过对2012年两类设备基础数据的计算进行对比，WK-20电铲平均小时生产能力高于EX3600液压铲，可用率也高于EX3600液压铲。在2012年度，作业现场未采取全部爆破的方式进行作业，部分工作面存在硬岩，由于液压铲破断能力差，多物料性质要求较高，导致挖掘困难，满斗率下降，致使生产效率下降，在目前现场工况的制约下，电铲的生产能力要优于液压铲，但液压铲具备的恶劣工况适应能力，也是同级别斗容的电铲无法替代的。
针对作业效率，神华北电胜利能源有限公司总经理刘明告诉记者：“根据我们的总结，日立电动液压铲装一车的一个循环不到30秒。而电铲装车的一个循环需要45秒。一个工作循环就能减少10秒以上。从这个角度来讲，液压铲的效率明显要高于电铲。后来我们又买了些带内燃机的液压铲。因为电动液压铲要带电缆，行动不方便。液压铲自重比较轻，行动比较灵活。”神华胜利露天矿给出的数据也印证了刘明的说法。神华胜利露天矿自2010年开始，EX2500正铲与WK-10B电铲相继开始实施采煤任务，设备将根据储煤仓的储煤量进行间断性生产，这样就会出现长时间停机待令情况。为了能更加准确、客观地分析设备工作效率，将设备2009年以及2009〜2012年的工作情况进行分析。
通过对数据的统计，EX2500液压正铲的出动率、故障率都要优于WK-10B电铲。通过产量数据可以断定在相同的工作负荷下，EX2500的产量要大于WK-10B，由于设备在2010年开始受到间断性采煤的影响，产量数据不能客观说明设备的实际产能。胜利露天矿对液压铲的总体评价是：（1）考虑液压铲比电铲灵活，便于处理工作面的边角料；（2）液压铲主要用于辅助工程，比如挖水沟、整理挡墙、修路；（3）液压铲的出动率、实动率较高。
趋势：大型液压挖掘机在矿山会越来越多地使用吗？
谈到矿用液压挖掘机未来发展趋势，刘明认为：目前矿山用的大型液压铲都是进口的。随着中国装备制造业发展，将来中国大型液压铲的产品、技术都会提高。那时，液压铲的价格比起电铲可能更有优势。这样的话，大型液压铲将会更多地在露天矿山使用。就像现在的电铲一样，绝大部分使用的都是太重生产的电铲。
马永海也有类似的观点：液压技术将是新技术发展的趋势。随着液压技术的不断成熟，故障排查技术与能力逐渐提高，实现通过系统的全面监控对故障的快速排查，并解决破断能力差及功率消耗的情况，提高其对各类物料的适应能力，凭借其灵活的操纵性，全面的动作轨迹，复杂工况适应能力，液压铲必将在今后的露天开采行业越来越广泛地运用。
本文来源于《建设机械技术与管理》
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这个文章够长，详细！ 每台液压铲挖掘机（正铲，反铲，中大巨型，都可以配一台动态电子秤，称重精度+/-3%。避免矿车过度超载！