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鑿巖臺車是主要用于煤礦巖巷、隧道鉆爆掘進(jìn)時鉆鑿炮孔和錨桿孔的大型掘進(jìn)設(shè)備。根據(jù)掘進(jìn)斷面尺寸及巖石性質(zhì)的不同，配備數(shù)量及尺寸不等的鉆臂，鉆臂負(fù)責(zé)支承、推進(jìn)、移動對應(yīng)等級的鑿巖機(jī)。按照自動化水平的不同，可粗略分為普通的鑿巖臺車（液壓手動控制）和鑿巖機(jī)器人（電腦控制）兩類。一般而言，鑿巖臺車主要由液壓系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)運動。普通鑿巖臺車通過人工控制閥組的方式實現(xiàn)鉆臂的運動和鑿巖機(jī)的正常工作；而鑿巖機(jī)器人可以通過人機(jī)交互平臺向控制系統(tǒng)發(fā)送指令的方式實現(xiàn)炮孔自動定位和自動鉆進(jìn)，人工干預(yù)程度較少，這是今后鑿巖爆破的發(fā)展方向。

1. 國外鑿巖臺車發(fā)展現(xiàn)狀

國外鑿巖裝備研發(fā)企業(yè)從20世紀(jì)60年代末開始，已研發(fā)、生產(chǎn)、銷售了多代鑿巖臺車，1972年，挪威公司便開始了計算機(jī)控制定位和鉆孔的試驗。全球市場主要鑿巖臺車生產(chǎn)商包括Epiroc、Sandvik Construction、Furukawa、Komatsu Mining Corp.和J.H. Fletcher等，按收入計，鑿巖臺車前五大廠商共占有超過56%的市場份額，國外主要鑿巖臺車廠商及其典型產(chǎn)品參數(shù)如表1所示。據(jù)統(tǒng)計，2020年全球鑿巖臺車市場規(guī)模為3.65億美元，2021年全球市場規(guī)模拓寬至4億美元，預(yù)計到2028年將達(dá)到5.3億美元（約合35億元），年復(fù)合增長率（CAGR）為4.1%。鑿巖臺車的主要消費國家為歐洲，美國，中國等具有較完整工業(yè)發(fā)展體系的國家和地區(qū)。目前歐洲是全球最大的鑿巖臺車市場，占有約36%的市場份額，中國和北美二者占有全球近38%的份額。同時，印度，東南亞地區(qū)國家如印尼，泰國等近些年經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快，具有較大的市場潛力。

2. 國內(nèi)鑿巖臺車發(fā)展現(xiàn)狀

世界上各大公司鑿巖臺車的鉆臂、推進(jìn)器和操縱系統(tǒng)等主要部件都已實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。適用范圍廣，零件通用率高，可根據(jù)用戶的不同要求組裝成各種型式的臺車，實現(xiàn)了品種的多樣化，同時縮短了產(chǎn)品設(shè)計周期，產(chǎn)品更新?lián)Q代快。

國外大型臺車有定型和非定型兩類。定型臺車的工作斷面規(guī)格、鉆臂及其布置、鑿巖機(jī)、推進(jìn)器配套規(guī)格，鉆臂安裝基座構(gòu)件型式、鉆車底盤等均是定型的。當(dāng)定型鉆車不能適應(yīng)工程要求（主要是工作斷面、鑿巖生產(chǎn)率和臂數(shù)不足）時，則采用專門設(shè)計的非定型鉆車。它的主要工作部件如鉆臂、鑿巖機(jī)、推進(jìn)器等與定型鉆車是通用的，不同之處在于根據(jù)用戶對掘進(jìn)尺寸、形狀、掘進(jìn)速度等不同的要求選配鉆臂數(shù)、鉆臂在斷面的布置、安裝基座構(gòu)件型式、底盤型式、舉升工作平面數(shù)量、液壓系統(tǒng)等。

隨著自動化技術(shù)的發(fā)展及其在鑿巖臺車上的應(yīng)用，鑿巖臺車呈現(xiàn)出從機(jī)械化向自動化 、環(huán)?；?、多樣化發(fā)展的趨勢。國外主要鑿巖臺車廠商均已完成了各自智能化系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用，如Epiroc的6th Sense System、Sandvik的iSure和Furukawa的ドリルNavigation等。另外為了適應(yīng)各種施工的需要，鑿巖臺車還向著大型化和小型化的方向發(fā)展。

國內(nèi)鑿巖臺車和鑿巖機(jī)的研制工作起步于1972年。80年代后，我國有計劃地先后從液壓鑿巖技術(shù)發(fā)展較早、較成功的北歐國家（如瑞典、芬蘭、瑞士等）引進(jìn)了包括鑿巖臺車在內(nèi)等一大批施工機(jī)械，大大提高了國內(nèi)隧道機(jī)械化施工水平。但直到1998年，才由中南大學(xué)主持進(jìn)行具有自動化功能的鑿巖臺車的研制和開發(fā)工作，并取得了一系列豐碩成果[66-67]。近年來，隨著國內(nèi)裝備制造技術(shù)的發(fā)展，國產(chǎn)鑿巖臺車技術(shù)逐漸成熟，進(jìn)口設(shè)備也開始降價，加之國家大力倡導(dǎo)提高隧道施工機(jī)械化水平，液壓鑿巖設(shè)備應(yīng)用逐漸廣泛，但仍以進(jìn)口設(shè)備為主。

1980年我國第一臺用于生產(chǎn)的YYG80液壓鑿巖機(jī)的研制成功，拉開了國內(nèi)研制液壓鑿巖機(jī)的序幕[6]。國產(chǎn)液壓鑿巖機(jī)和全液壓鑿巖鉆車在引進(jìn)消化、吸收和創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，已經(jīng)過近30年的技術(shù)積累和市場競爭。目前，蓮花山HYD系列鑿巖機(jī)及樂清采礦機(jī)械廠的YYT系列鑿巖機(jī)在國內(nèi)市場得到了一定的推廣應(yīng)用。鑿巖臺車方面，國內(nèi)有部分廠家已經(jīng)研制出了全液壓鑿巖臺車，如大型臺車有徐工集團(tuán)TZ3系列鑿巖臺車、中鐵工程裝備DJ3型系列鑿巖臺車等；小型臺車有江西鑫通DW1-31型鑿巖臺車、河北宏遠(yuǎn)CYTJ56型鑿巖臺車、四川鉆神CYTJ45型鑿巖臺車等。此外，中國鐵建重工、新筑股份、江西拓山、張家口宣化華泰、山東中煤工礦也均有各自鑿巖臺車產(chǎn)品的研發(fā)和推廣。

從目前鑿巖臺車在我國金屬礦山和煤礦巷道掘進(jìn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀可以看出，幾乎沒有采用自動化、智能化鑿巖設(shè)備的案例。國內(nèi)鑿巖臺車廠商由于研發(fā)試驗時間短，且國外公司對設(shè)計、控制技術(shù)嚴(yán)格保密，導(dǎo)致我國研發(fā)的鑿巖臺車在推廣應(yīng)用層面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外。工程建設(shè)單位也往往傾向于應(yīng)用進(jìn)口產(chǎn)品，但無法獲得其高端功能的使用授權(quán)。從公開報道來看，國外學(xué)者在進(jìn)行科學(xué)研究時[6-9]，普遍采用自動化水平較高的鑿巖臺車，或直接對鑿巖臺車在施工中暴露出的問題提出改進(jìn)或升級建議，而國產(chǎn)鑿巖臺車的可靠性和自動化水平尚處于研發(fā)階段，無法提供全面有效的驗證結(jié)論。

3 國內(nèi)外智能鑿巖最新發(fā)展趨勢

2019年9月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》，推進(jìn)隧道工程機(jī)械裝備研發(fā)，推廣智能化、數(shù)字化、輕量化、環(huán)保型交通裝備及成套技術(shù)裝備。2020年2月，國家發(fā)改委、能源局等八部委共同印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》強(qiáng)調(diào)要重點突破智能快速掘進(jìn)、復(fù)雜條件智能綜采等技術(shù)與裝備。2021年5月，國家能源局、礦監(jiān)局《關(guān)于支持鼓勵開展煤礦智能化技術(shù)裝備研發(fā)與應(yīng)用的通知》指出，要充分認(rèn)識煤礦智能化技術(shù)裝備的重要性，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)裝備研發(fā)，加快高端智能技術(shù)裝備成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。隨著煤炭供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的不斷深入，煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，煤礦生產(chǎn)方式逐步向機(jī)械化、自動化、信息化、智能化和清潔化的現(xiàn)代化大生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，原煤生產(chǎn)效率大幅提升，安全生產(chǎn)穩(wěn)定好轉(zhuǎn)，新業(yè)態(tài)發(fā)展加快。2021年3月，《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》決議指出，要瞄準(zhǔn)人工智能、深空深地深海等前沿領(lǐng)域，實施一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國家重大科技項目。從國家急迫需要和長遠(yuǎn)需求出發(fā)，智能化技術(shù)已經(jīng)成為煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)和交通隧道基礎(chǔ)建設(shè)技術(shù)未來的必然發(fā)展趨勢，通過智能化技術(shù)不僅能夠使操作更加準(zhǔn)確，還能夠提高巷隧道掘進(jìn)效率。