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關鍵詞：煤炭行業；緊缺人才；校企合作；“訂單式”人才培養
中圖分類號：G72 文獻標識碼：A
一、項目背景
能源是國民經濟可持續發展的重要物質基礎，中國作為一個能源生產和消費大國，隨著經濟的快速增長，能源安全已經成為維護經濟安全、政治安全乃至國家安全，實現經濟可持續發展、建成小康社會的必然要求。
煤炭是我國重要的基礎能源和工業原料，在國民經濟中具有重要的戰略地位。我國能源的國情是富煤貧油少氣，煤炭儲量占能源資源儲量的90%以上，因此在未來相當長的時間內，煤炭仍將是我國的主要能源。但我國煤炭工業與世界主要采煤國家相比，還存在著產業群分散，采掘機械化程度低，用人多，效率低，安全狀況不好，污染嚴重等問題。導致了我國煤炭工業人力資源整體質量偏低，專業技術人才缺口較大，特別是煤炭主體專業人才極為匱乏。
目前96%的煤炭企業缺機電專業人才，88%的煤炭企業缺采礦專業人才，地質測量、通風與安全、煤化工等專業人才也是異常緊缺，已成為制約煤炭工業可持續發展的“瓶頸”，和導致煤炭工業科技水平低、增長方式粗放、安全事故多發、資源浪費嚴重、環境治理滯后的重要因素，嚴重影響了煤炭工業的持續健康發展，對國民經濟特別是能源安全構成了極大威脅。
正是在這樣的背景下，中國礦業大學成人教育一直堅持立足行業，辦有自己特色的繼續教育，通過高校和煤炭行業、煤炭企業的全面合作，采用“訂單式”人才培養模式，為煤炭行業主體專業緊缺人才培養盡職盡力。在煤炭這一艱苦行業，繼續教育使命光榮，責任重大。
二、合作單位及項目規模
學校成人教育充分發揮煤炭行業龍頭高校的優勢，與煤炭行業、企業廣泛合作，每年不間斷地為煤炭企業培養專業技術人才。目前已與國資委直接管理的特大型企業神華集團、中國中煤能源集團公司、華電集團等；省國資委管理的億噸級煤炭企業山西焦煤集團、冀中能源集團、淮北礦業集團、徐州礦務集團等；地方煤炭企業和民營煤炭企業，甚至還有司法系統勞改企業等50多家企業建立了“校企合作”關系，采用“訂單式”人才培養的模式，為企業培養煤炭主體專業緊缺人才。
自2004年以來，與學校簽訂“校企合作”協議的煤炭企業逐年增加，這些煤炭企業根據自身的人才需求情況，于每年春季或秋季將通過層層選拔的學生分層次、分專業送到學校進行脫產培訓，平均每年送培人數約1000人。到目前為止，累計為煤炭企業脫產培養煤炭主體專業緊缺人才達萬人，成為煤炭行業重要的“訂單式”人才培養基地，為煤炭行業緊缺人才的培養做出了重要貢獻。
三、項目運營模式
（一）行業推廣
煤炭行業“訂單式”人才培養于2004年在中國中煤能源集團公司、淮北礦業集團和山東里能集團三個煤炭企業試點，開辦了專科層次的《測繪工程技術》、《煤礦開采技術》、《礦井建設》、《機電一體化技術》四個專業，共計接收企業委培學員250人。
通過學校和煤炭企業的廣泛合作及煤炭企業之間的相互交流，煤炭主體專業緊缺人才“訂單式”人才培養模式很快被煤炭企業認可，成為煤炭企業為本企業培養緊缺人才的主渠道。中國中煤能源集團公司、汾西礦業集團、冀中能源邢臺礦務局、冀中能源峰峰礦務局、山西霍州煤電公司等企業幾乎每年不間斷地將企業優秀青年及專業技術人員送往礦大培養。
目前，“訂單式”人才培養已經從開始的專科層次，拓展到專科、高中起點本科及專科起點本科層次，專業從原來的4個拓展到現在的15個，平均每年新接收“訂單式”人才培養學生約1000人，在校規模達3000余人。
（二）生源結構
煤炭行業“訂單式”人才培養的學員是通過“校企合作”的選拔方式嚴格篩選的，生源來自三個方面：一是煤炭企業面向社會招工招生的生源，二是煤炭企業生產一線的優秀青年職工，三是煤炭企業未就業的職工子女以及非煤專業大學生（如醫學、會計、計算機等專業畢業生在煤炭企業無法就業，送入學校轉專業學習，學完再就業）。
（三）經費來源
在職人員帶薪學習，煤炭企業負擔學費，學成后調整到煤炭企業相應的技術崗位上工作；職工子女、社會青年和煤炭企業簽訂用人協議，學費先由個人支付，學成后服務于煤炭企業者報銷學費并安排工作。
（四）開設的專業
煤礦開采技術、礦山機電（機電一體化技術）、測繪工程技術、礦井建設、礦井通風與安全、地質測量、礦物加工工程、熱能動力與裝置、選煤技術、采礦工程、機械電子工程、機械工程及自動化、地質工程、選礦工程、水文與水資源工程等本、專科專業。
（五）教學模式
所有煤炭行業“訂單式”培養的學員，采用的是“理論+實踐”的分段教學模式，一般專科為“2+0.5”、本科為“3+0.5”、專升本為“2+0.5”，“+”號前面表示學員在高校學習理論課程的時間，“+”號后面是學員回送培單位現場實習、論文設計的時間。理論教學時間根據不同企業、不同專業略有調整，回到企業實踐的時間均為半年，如冀中能源邢臺礦務局專科層次的教學模式執行的是“2.5+0.5”，本科層次的教學模式是“3.5+0.5”；汾西礦業集團專升本層次的教學模式是“1.5+0.5”。
“訂單式”人才培養模式在三個方面體現人才培養的“工學結合”：一是課程設置及教學內容的“工學結合”。“訂單式”人才培養的專業設置、課程設置、課程內容等由高校與企業共同研究確定，以企業對人才的需求設專業，根據崗位定課程。相同專業不同企業的專業模塊，其課程設置和教學內容各有不同，這充分體現了課程設置、教學內容“工學結合”的要求。
二是實習、實訓的“工學結合”。“訂單式”培養的學員學習過程中的實踐環節是在企業進行的，在企業的工程師現場指導下，通過“頂崗實習”結合企業實際生產崗位消化吸收專業知識，從而實現實習、實訓的“工學結合”。
三是畢業設計的“工學結合”。“訂單式”培養的學員以所在企業的生產實際和工程技術要求為背景擬定論文選題，在高校教師和企業工程技術人員共同指導下完成畢業論文，論文完成的過程就是解決企業實際技術問題的過程，是“工學結合”的過程。
（六）知識結構體系
“平臺+模塊”的知識結構體系，體現了“訂單式”人才培養的特點，“平臺”體現了專業的知識結構層次，包括：公共基礎課程平臺，專業基礎課程平臺，專業必修課程平臺，專業選修課程平臺，實踐環節平臺；“模塊”就是每一個“平臺”具體課程的延伸，每一個課程模塊都對應相應的學分，每一個“平臺”都規定最低學分要求。不同企業相同專業的知識結構體系是有區別的，“平臺”的搭建是一樣的，但“平臺”下面的課程“模塊”可以根據企業的不同要求進行適當調整，這就形成了適合企業個性要求的課程“訂單”。
（七）師資構成
“訂單式”人才培養采用的是“雙師”型教師隊伍，理論教學中的公共基礎課、專業基礎課引進兄弟院校和科研單位的優秀教師、研究人員執教，實現高校與高校、高校與社會教育資源的整合，同時把校外的學術動態、技術發展思路以及管理理念帶到學校。
專業主干課程的教學任務由學校相關專業學院的教師承擔，專業負責人嚴把主講教師上崗關，聘請中級及以上職稱的教師授課，不斷提高教學水平。
實踐環節由學校專業教師布置任務，企業的專家及工程師現場指導，學校教師定期檢查學員實踐環節的進展情況，把企業專家、工程師吸納到兼職教師隊伍中來，實現理論與實踐的緊密結合。
（八）教學管理
采用學校與企業人力資源部門聯合管理的模式，在校學習理論課程階段，主要由高校進行管理，企業定期派專人檢查指導工作，有的企業還派出專人跟班管理，與學員同吃同住，隨時了解學員的學習、生活情況；實習、論文設計階段由學校成立實踐環節指導小組，學校專業教師任組長，指導教師由學校和企業共同組成。學員以所在企業的工程技術為背景擬定論文選題，企業工程師在現場指導學員進行相關數據的采集、材料的遴選、現場實際操作等，學校指導教師不定期地到現場檢查學員實踐環節的進展情況，論文完成的過程就是解決企業實際技術問題的過程。
（九）質量保障
對企業送培的學員采取的是成人脫產班的管理辦法，專門的教學管理機構保障教學的正常運行；專門的學生工作部門保障學員的思想工作及開展豐富的課余文化生活；專職班主任進行日常管理，確保學員在校期間的安全穩定。教學監控采取隨堂聽課、期中教學檢查、督導指定聽課、任課教師例會、學習委員例會等多種形式、多種渠道反饋信息，確保教育教學質量。進入實踐環節后，主要由送培單位進行管理，送培單位根據學校對學員實踐環節的學習要求，組織所屬相關單位有關人員分組管理。自始至終保持送培單位與學校的溝通聯系。
四、項目創新點
一是生源組織的創新，實現了招生、招工相結合。
二是根據企業的需求制定培養方案，從確定教學模式并到學校脫產培訓，與傳統的函授、夜大學教育相比加快了人才培養的進程，真正實現學校培養與企業需求的“零距離”。
三是創新了企業人力資源部門、企業用人單位及高校共同參與的管理模式。
四是創新了“平臺+模塊”式“訂單式”人才培養知識結構體系，實現了煤炭行業學歷及非學歷繼續教育的學分積累、學分互認及學分轉換。
五是“訂單式”人才培養真正做到培養目標、培養計劃、管理過程的“校企合作”及課程設置、實習實訓、畢業設計的“工學結合”。
六是實現“理論與實踐”、“課程與崗位”、“畢業與就業”的無縫對接。
五、項目評價
2006年，《教育部簡報》第177期報道了中國礦業大學從五個方面為煤炭行業培養緊缺人才的情況，其中就有學校成人教育《校企合作“訂單式”培養煤炭企業應用型人才》的報道。
2006年，《中國煤炭報》刊登了中國中煤能源集團公司與中國礦業大學開展校企合作“訂單式”人才培養的報道：“通過校企合作‘訂單式’脫產批量培養企業生產第一線的技術人員，是解決中國中煤能源集團公司當前技術人才短缺所采取的重大舉措，是中國中煤能源集團實施發展規劃，實現跨越式發展的內在需求，是解決企業生產一線人才匱乏的有效手段和途徑”。
2006年，在教育部召開的成人高校招生統考20周年紀念大會上，中國礦業大學作為全國普通高校的惟一代表，作了題為《立足行業、面向地方，辦有特色的成人教育》的專題發言。
2010年9月，在教育部學生司召開的《2010年全國成人高等教育招生考試工作會議》上，中國礦業大學又一次作為全國高校的唯一代表作了大會典型發言。
2012年，在教育部舉辦的“高校繼續教育改革發展研討會暨高校繼續教育服務學習型城市、學習型企業發展論壇”會議上，作為50所“高等學校繼續教育示范基地建設”項目選出的4所發言高校之一，作了“行業繼續教育體制、機制及人才培養模式的探索與實踐”的匯報發言，其中就包含“訂單式”人才培養模式的探索及實踐。
關鍵詞：采礦工程；人才培養；卓越工程師；教學體系
作者簡介：郭惟嘉（1957-），男，山東濟南人，山東科技大學資源與環境工程學院院長，教授；劉音（1973-），女，陜西楊凌人，山東科技大學資源與環境工程學院博士研究生。（山東 青島 266590）
中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）36-0045-01
山東科技大學采礦專業已有60余年的辦學歷史，通過近年來對采礦工程專業人才需求的調研和煤礦企業對畢業生質量的反饋，近年來山東科技大學（以下簡稱“我校”）采礦工程專業畢業生在實踐能力和創新能力方面有明顯弱化的現象，由此反映出目前傳統的教學環節已不能滿足卓越采礦工程師人才培養的需要。結合教育部實施“卓越工程師計劃”，探索如何通過改革采礦工程專業教學體系，提高學生教學效果，培養出具有創新精神和實踐能力相結合的卓越工程師，是采礦卓越工程師人才培養教學體系研究重點。
一、采礦工程專業教學體系目前存在的主要問題
采礦工程專業教學體系目前存在的主要問題包括：人才培養模式單一，適應性不足；培養目標不清楚，學術化傾向嚴重；課程體系與產業結構調整不適應；工程性缺失和實踐環節薄弱；教師隊伍缺乏工程經歷；產學研合作教育不到位。
二、卓越采礦工程師教學體系的要求與設計
我校卓越采礦工程師的培養計劃依據“卓越工程師教育培養計劃”，旨在培養工程實踐能力強、具備創新精神、適應經濟社會發展需要的高素質煤礦行業工程技術人才。針對目前采礦工程專業教學體系存在的問題，卓越采礦工程師培養體系重點放在三個方面：一是要求煤礦行業企業深度參與培養過程；二是學校按照煤礦行業標準培養工程人才；三是強化采礦工程專業學生的創新能力和工程實踐能力。由此看出，采礦卓越工程師培養教學體系的關鍵不僅在于校內實踐，更在于在煤礦企業綜合實踐的實施效果。
為滿足以上要求，我校采礦工程專業將卓越工程師人才培養方案與以前的“3+1”定單式人才培養方案相結合，實施校企對接，實行“3+1”培養模式，讓企業納入整個人才培養過程。學生三年在校重點學習數理基礎、人文管理和專業知識，第四年到簽約單位進行工程實踐、畢業實習與畢業設計。這一培養模式既為煤礦企業培養了急需的人才，又可有效解決就業問題，突出了對學生的工程實踐和創新能力培養。
三、卓越工程師教學體系改革研究
構建突出特色、強實踐、重創新的人才培養體系。采礦工程專業依托專業豐富優質的教學科研資源，并將工程實踐能力與創新能力培養貫穿整個四年的教學過程中，構建了橫向上相互關聯、縱向上相互貫通的人才培養體系。該人才培養體系主要包括系統的教學體系和強有力的保障體系，其中教學體系是核心，主要包含理論教學體系、實踐教學體系以及創新能力培養體系（見圖1）。
理論體系改革中根據培養目標的要求，注意整體優化，突出特色，主要從三個方面做起：
第一，確定能充分體現采礦工程專業的主干課程。主要有以下7門課程組成：“巖石力學”、“煤礦開采學”、“井巷工程”、“礦井設計”、“礦井通風與安全”、“礦山壓力與巖層控制”、“礦井特殊開采”。通過主干課程體系和課程內容的改革使采礦專業課程體系趨于合理，教學內容和教材選用也將進一步優化。
第二，精煉教學內容，實現七個“結合”：著眼于專業的拓展，實現煤礦開采與非煤固體礦床開采相結合、地下開采與露天開采相結合；滿足采礦技術發展的需要，實現采礦與機電相結合、采礦與信息技術結合；體現多學科的相互滲透，實現采礦與巖土工程相結合；滿足企業發展需要，實現采礦與計算機應用相結合、采礦與環境工程相結合。
第三，加強精品課程和特色教材建設。我校采礦工程專業在礦山壓力與控制、礦井特殊開采等方向具有優勢和特色，科研成果突出。將優秀科研成果引入教學全過程，教學成果突出，建設了“開采損害與環境保護”、“礦井通風與安全”國家精品課程2門、“礦山壓力與控制”校精品課程1門；出版特色教材5本，其中《礦山壓力與控制》獲省優秀教材一等獎，《開采損害與環境保護》、《礦井通風與安全》獲省優秀教材二等獎，實現了科研與教學有機融合。
實踐教學體系改革。根據“卓越計劃”培養目標，進一步加強實驗室和實習基地建設。利用國家級重點實驗室和省級實驗示范中心平臺，擴大實驗室開放力度，提高實驗室綜合利用率；與煤礦企業加強合作，建立穩定的校內外實習基地，為學生的實習、設計、科研實踐等創造良好的實踐環境；引進煤礦企業的資源和設備，模擬現場工程環境，建立實習模擬礦井，既可節約實習經費也可讓學生對礦井有全面的了解。
創建完善的創新能力培養體系。人才培養方案強調課程教學、工程實踐與創新能力培養的有機融合，使創新能力培養貫穿整個教學環節，通過多環節訓練使學生逐步樹立工程意識，學會工程思維方法，不斷提高綜合素質。通過主干課程教學方式方法的改革、學生參與教師科研項目、開放國家重點實驗室、鼓勵學生參加各級各類科技競賽等，學生的創新能力得到極大提高。
加強“雙師型”師資隊伍建設。首先完善校內專任教師到礦山企業、科研部門學習交流及礦山企業、科研部門高技能人才到校兼職授課的制度和機制。山東科技大學已與山東能源集團簽訂了全面合作培養采礦專業人才的協議，為教師的現場實踐提供了可靠的基地；本專業每年將安排1～2名青年教師到煤礦企業工程崗位工作，或通過實際工程項目設計、科學研究等積累工程實踐經驗。其次，從煤礦企業、科研部門聘請工程實踐經驗豐富的工程技術人員擔任兼職教師，承擔部分專業課程的教學任務，或擔任本科生的現場指導老師，承擔指導畢業設計等任務。
改革傳統的課堂和實踐教學方法、考核方式，以適應采礦卓越工程師培養的需要。由于卓越工程師型的學生依據其培養方案有半年的畢業實習是在煤礦現場進行，學生的畢業實習成績也將由現場實習指導教師和學校指導教師共同評定。學生的畢業論文由學校和煤礦企業的技術人員共同審核。審核合格可參加答辯；審核不合格須重做，來年進行答辯。畢業答辯委員會則由學校專業教師和簽約單位的技術人員共同組成，共同參加學生的畢業答辯。認識實習、生產實習和課程設計的考核也可改變傳統單一的筆試考核方式，通過筆試、現場答辯以及設計作業等方式綜合考核學生的知識應用能力和創造性思維能力。
關鍵詞：液壓；鑿巖機；設計研究；建議
中圖分類號：TD421.2 文獻標識碼：C
Abstract： The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China， enumerates major arguments in some related papers， points out the imperative problems， and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.
Keywords： hydraulic； rock drill； design & research； opinion
1 我國液壓鑿巖機設計研究歷史回顧
我國液壓鑿巖機的研制起步非常早，距今已近50年。我國液壓鑿巖機技術研究也很早，二十世紀七十年代，我國長沙礦冶研究院等就翻譯了大量國外液壓鑿巖機專利和論文，七十年代后期，我國作者撰寫了大量液壓鑿巖機的技術論文，直到現在，關于液壓鑿巖機的論文與專利仍然不斷出現在各類期刊與網絡上。
我國液壓鑿巖機設計研究方面的論文，有博士論文，碩士論文，學士論文，有期刊論文，也有網絡論文，在整個液壓鑿巖機技術論文中，占據了很大一部分。
估計有20個高等學校（其中包括3所師范大學）和近10個研究院所的作者發表過液壓鑿巖機技術論文，其中大部分是關于液壓鑿巖機設計研究方面的論文。專利文獻更是與液壓鑿巖機結構設計有關。可見，液壓鑿巖機設計研究在我國并非冷門。
我國液壓鑿巖機的技術論文與設計研究論文大量產出。與此形成鮮明對比，我國液壓鑿巖機產品發展很緩慢，獨立開發的產品，很少能在市場站住腳。
2 我國液壓鑿巖機文獻的分類
2.1 研究型論文
2.1.1 設計計算型論文
此類論文數量多。
設計計算型論文包括了仿真計算，優化設計，活塞間隙優化設計，蓄能器設計優化，換向閥設計優化，活塞緩沖設計，釬尾緩沖設計，沖擊頻率調節方法等等。
博士、碩士、學士的論文幾乎全部屬于此類。高校與研究院所作者的論文大都屬于此類。此類論文數量多。
2.1.2 實驗研究型論文
實驗研究型論文包括實驗方法介紹，實驗設備和儀器介紹，實驗項目介紹，測試結果與測試曲線分析，誤差分析等等。
此類論文中介紹實驗原理與實驗方法的較多。專門介紹液壓鑿巖機測試結果與曲線，并且進行分析的論文較少，大多散見于設計計算論文中，作為計算正確性的證明。
高校與研究院所作者有些論文屬于此類，此類論文數量不多。
2.1.3 材料熱處理研究型論文
材料熱處理研究型論文包括活塞、釬尾的選材與熱處理，銅套的選材等等。關于活塞、釬尾的選材與熱處理的論文較多，關于其他零件的論文數量少。
2.1.4 加工工藝型論文
加工工藝型論文包括鑿巖機主要零件的機加工的設備，工裝夾具，量具與測量方法，工序與工藝步驟，怎樣保證尺寸精度與位置精度，等等，大概是技術保密的原因，此類論文數量極少。
2.2 綜述型論文
2.2.1 產品品種型號綜述型論文
產品品種型號綜述型論文包括當時國內外液壓鑿巖機產品的廠家，系列，型號，主要性能參數等等。
此類論文數量較多，但大多是介紹阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機產品，介紹國內產品的較少。
2.2.2 產品歷史發展綜述型論文
產品歷史發展綜述型論文包括介紹國內外液壓鑿巖機歷史發展，產品型號推出的年代，市場情況等等， 此類論文數量不多，但大多是介紹蒙特貝塔、阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機產品歷史，介紹國內產品歷史的較少。
2.2.3 產品技術綜述型論文
產品技術綜述型論文包括液壓鑿巖機結構類型，技術進展，等等。此類論文數量少而且內容重復較多。
2.2.4 產品市場調研分析指導型論文
產品市場調研分析指導型論文包括當時國內使用的液壓鑿巖機產品的主要型號，市場保有量，年銷售量與銷售額，備件銷售量與銷售額，市場的細分，將來市場的趨勢預測，市場對液壓鑿巖機的性能與技術要求。
此類論文很重要，對于國家的產業政策和企業的產品規劃指導意義很大。
此類論文數量極少，幾乎沒有，倒是在網絡上各種市場調查公司的廣告不少，只提供提綱，具體內容要付費才能提供。
由于我國缺乏市場液壓鑿巖機產品銷售數據統計，要寫出高可信度的此類論文，必然要花費巨大的人力財力，只靠個人或一個單位的力量難以完成，最好有行業組織與行政力量的參與。
2.3 使用維修型論文
2.3.1 產品使用方法型論文
產品操作方法型論文包括鑿巖機沖擊壓力，旋轉壓力，推進壓力的優化匹配，鉆頭直徑與旋轉速度的匹配，操作方法等等。
此類論文數量不多，有北京科技大學高瀾慶教授等的論文“液壓鑿巖機主要工作參數對鑿巖速度影響的試驗研究”，有廣東省水利水電第二工程局梁明華論文“液壓鑿巖機旋轉速度與鑿孔直徑的關系” [1]，是鑿巖機使用實踐總結，指導意義更大。
2.3.1 產品維修與故障分析型論文
產品維修與故障分析型論文多數為水電工程局、鐵路隧道工程局的技術人員所寫。此類論文來源于生產實踐，言之有物，參考價值很大，數量不多，列舉如下：
煤科總院北京建井所黃園月、李耀武、郭孝先“液壓鑿巖機的故障分析與防治”；
廣東省水利水電第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液壓鑿巖機工作原理及常見故障處理” [2]；
廣東水電二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7鉆機使用中易出現的問題與改進” [3]；
李強“Atlas 1838型鑿巖機六種常見故障的排除”[4]；
張兆欽“COP1238鑿巖機技術特點及使用維護” [5]；
田華軍“HL500型液壓鑿巖機的日常維護保養” [6]。
2.4 產品介紹型論文
2.4.1 產品性能介紹型論文
產品性能介紹型論文多為介紹阿特拉斯、山特維克公司產品的論文，也有少量介紹國內海卓公司產品，樂清采礦機械廠的液壓鑿巖機產品的論文。
2.4.2 市場應用報道型論文
國外作者關于液壓鑿巖機市場應用報道型論文很多，國內此類論文數量很少，有少量關于YYT26支腿式液壓鑿巖機工程案例，使用成本效益分析的報道。
2.5 專利文獻
最近的十幾年關于鑿巖機械的專利有六十多件，大都是液壓鑿巖機械的結構設計方面的專利。尚未見到有重大影響，或產生效益的專利。
3 我國液壓鑿巖機技術研究的不足
3.1 鑿巖機文獻的五多五少現象
通過對我國液壓鑿巖機文獻的分析，我們發現有五多五少現象。
（1） 設計論文多，實驗與工藝論文少；
（2） 研究論文多，使用維修論文少；
（3） 性能介紹型論文多，市場應用報道型論文少；
（4） 歷史發展綜述論文多，市場調研分析指導型論文少；
（5） 專利多，影響小。
3.2 缺少學術交流討論
我國大概有20多年沒有開過全國性液壓鑿巖機技術方面的交流會或研討會。
我們眾多的論文作者，都是在自說自話，沒有交流，沒有討論，更沒有爭論。論文提出的論點，基本沒有人跟進，進行理論與實踐兩個方面的證明或證偽，或補充，只是不加評價的引用。
我懷疑，很少有人認真閱讀這眾多的論文，如果不是博士生，碩士生，大學生因為做畢業論文的需要，閱讀的人就更少了。我國關于液壓鑿巖機論文的影響力實在有限。
3.3 設計理論研究與產品生產脫節
我國大概可稱得上液壓鑿巖機設計研究論文數量大國，但是我國自行開發的液壓鑿巖機產品多數從市場上消失，現在還能在市場上站住腳，有一定銷售量的產品，多數為1980年代技術引進的產品。這種情況至少說明我們的設計研究和產品生產是脫節的，或者說明我們的設計理論還不成熟，還要不斷改進。
4 我國液壓鑿巖機設計理論的主要論點
4.1 關于鑿巖機沖擊機構設計理論
4.1.1 三段法理論
認為活塞往復運動一個周期是由活塞回程加速、回程減速、沖程加速三個階段組成的。4.1.2 設計變量理論
將一個無量綱數稱為設計變量，這個無量綱數可以是：
（1） 沖程時間與活塞運動周期之比；
（2） 活塞回程加速度與沖程加速度之比；
（3） 活塞行程與可能最大行程之比；
（4） 活塞后腔受壓面積與前腔受壓面積之比，很明顯，第四個無量綱數最直觀，最易檢驗。
4.1.3 優化設計理論
根據以下5個設計目標，求得一個最佳設計變量。
（1） 蓄能器容積變化的最大值最小；
（2） 蓄能器隔膜震動次數最小；
（3） 能量利用效率最高；
（4） 沖程時，最大瞬時流量最小；
（5） 回程時，最大瞬時流量最小。
4.2 關于換向閥設計理論
4.2.1 換向閥中位正開口理論
換向閥在中位時，換向閥的高壓窗口與低壓窗口都有微小開啟，叫正開口。認為正開口有益于沖擊機構性能改善。主張應該采用正開口。
4.2.2 換向閥最優行程理論
換向閥行程的選取受到閥口通流面積，換向時間與閥耗油量三重制約，存在一個優化點。
4.3 關于蓄能器設計理論
4.3.1 高壓蓄能器與活塞運動的最佳耦合理論
蓄能器的蓄油與排油量不僅與蓄能器的容積有關，而且與系統的工作頻率有關，如果蓄能器固有頻率選擇不合適，即使加大蓄能器容積，也不能增大蓄能器的蓄油與排油量。
在蓄能器結構參數固定，鑿巖機進油壓力確定的情況下，可以改變蓄能器充氣壓力來改變諧振頻率，使得系統處于最佳工作狀態。
這個理論是極有理論研究價值與學術價值的，是一個動態的理論，是北京科技大學首先進行研究的，可惜無人跟進，這方面的論文太少。
4.3.2 蓄能器一次振動理論
在活塞運動一個周期內，蓄能器隔膜只有一次振動。這個理論已經包含在第4.1.2小節的優化設計理論中了，這是一個靜態的理論。
4.4 關于信號孔位置
4.4.1 活塞回程換向信號孔位置的計算
這個理論是由北京科技大學與中南大學提出的，這是極其重要的計算，缺了這個計算公式，無法進行鑿巖機的圖紙設計。
4.4.2 活塞沖程換向信號孔位置的確定
這個理論是由北京科技大學與中南大學提出的，這也是極其重要的計算。既不能換向太早，使得撞擊釬尾時，活塞已經被減速，也不能換向太晚，造成活塞二次打擊釬尾。
4.5 釬尾反彈緩沖動力計算
研究這個理論的有浙江大學張新等人，廣東工業大學機電工程學院劉智等人，中南大學機電工程學院趙宏強等人，楊國平等人，難能可貴的是，張新做了實驗研究，有實驗曲線圖。
4.6 其他理論
（1）活塞密封間隙與長度優化理論；
（2） 活塞空打緩沖結構計算；
（3） 沖擊頻率無級調節自動換擋理論。
以上3種理論均有，就不一一論述了。
5 我國液壓鑿巖機設計研究亟待解決的問題
5.1 換向閥的結構尺寸問題
（1） 換向閥中位負開口的優缺點分析；
（2） 最優負開口量的計算與實驗驗證；
（3） 換向閥最優行程理論與實驗驗證。
5.2 活塞與缸體結構尺寸問題
（1） 活塞前后腔面積的確定及優化；
（2） 活塞回程換向信號孔位置的確定；
（3） 最優沖程換向信號孔位置計算與實驗驗證。
5.3 蓄能器與活塞運動的最佳耦合理論
研究蓄能器隔膜的動態頻率響應，蓄能器最佳充氣壓力的計算。
5.4 釬尾反彈緩沖系統動力計算與實驗驗證
不但研究緩沖機構本身，進行靜力學計算，更要研究釬尾反彈緩沖系統的動態響應，將緩沖機構，釬具與緩沖液壓油路作為一個系統，研究緩沖活塞的頻率響應，緩沖液壓系統是否能有效吸收釬尾反彈的能量，又是否能迅速將釬頭重新抵緊巖石。
5.5 鑿巖機反打系統動力計算
既要研究反打機構本身，進行靜力學計算。更要將反打機構與反打液壓油路作為一個系統，研究反打活塞的位移，運動速度與沖擊能量。
5.6 零件的氣蝕與腐蝕問題
（1）活塞前后腔氣蝕問題的計算與解決方法；
（2）鑿巖機殼體聯接平面點蝕的原因與預防。
6 我國液壓鑿巖機設計研究的學術建議
6.1 反求法
對國外高端液壓鑿巖機結構尺寸的分析，用反求法研究鑿巖機沖擊機構的設計計算公式與方法。反求法基本屬于歸納法，反求法需要統計多臺高端液壓鑿巖機的結構尺寸，統計數據越多，代數計算公式越接近實際，設計指導作用越大。這方面的工作似乎還沒有人去做。
6.2 驗證法
將我們國內的設計理論，如用最佳設計變量理論，換向閥最優行程理論，蓄能器設計理論，分析國外高端液壓鑿巖機的結構尺寸、充氣壓力等參數，檢驗是否符合我們的理論。如果大致符合，則驗證了我們理論的正確性，如果相差很大，則要尋找原因。
6.3 代數計算公式研究
6.3.1 液壓鑿巖機設計研究方法的分類
理論分析與公式計算，實驗研究，計算機數值仿真是鑿巖機設計研究的三駕馬車。
三段法，最佳設計變量等屬于理論分析計算。
理論分析與公式計算是鑿巖機設計研究的基礎，是實驗研究與數值計算的的基礎與指導。
6.3.2 液壓鑿巖機代數設計計算公式的建立
公式計算必須將鑿巖機的物理（實際）模型簡化為力學模型，再進一步簡化為數學模型，再簡化為代數公式。簡化必須是合理的，不能與力學模型有大的矛盾和沖突。
在不斷的簡化中，必然有失真，這時就要用經驗系數去校正。這方面我們還有許多工作要做，對每一結構類型的鑿巖機，都可以研究出一套基本通用的計算公式。
6.3.3 液壓鑿巖機代數設計計算公式的輸入輸出
代數公式計算輸入的是沖擊能，沖擊頻率，沖擊末速度，進油壓力， 輸出的是活塞質量，活塞前后受壓面積，活塞行程，信號孔位置，閥的結構尺寸，閥行程，開口量，鑿巖機進油流量等等。
6.4 強化實驗研究
6.4.1 液壓鑿巖機實驗的分類
在理論分析指導下的實驗研究是必不可少的，我們的力學模型，數學模型是否正確，簡化是否合理，都需要實驗驗證。數值仿真計算就更需要實驗驗證了。
這里所說的實驗主要是鑿巖機內部機理實驗，也可是型式實驗，而不是出廠實驗。
6.4.2 液壓鑿巖機實驗的規范
實驗的各種條件，包括樣機，液壓系統，測量方法，儀器儀表，都應該是明確的，實驗的結果應該是真實的，可重復的，重復實驗的誤差應該進行分析。實驗的時間、地點與參加人應該注明。
6.5 數值計算研究
6.5.1 數值計算的定義
數值計算就是虛擬樣機技術，因此數學模型要盡可能逼近力學模型與物理模型，數值計算需要輸入的數據很多，需要詳細的鑿巖機圖紙數據，否則不能稱之為虛擬樣機。
數值計算又叫動態仿真，我國在數值計算方面的論文太多了。有基于AMESim的仿真，基于Simulink的動態仿真，基于MATLAB的計算機仿真，準勻加速度法仿真計算，鍵合圖方法仿真，等等。
6.5.2 液壓鑿巖機數值計算輸入輸出的基本要求
沖擊機構數值計算中，進油流量必須是輸入值，而壓力是輸出值。
數值計算輸出結果不能僅僅是沖擊能，沖擊頻率等，必須能輸出活塞運動速度、位移，換向閥的速度、位移，活塞前后腔壓力的曲線。并且能夠描述出液壓油的空化與氣蝕現象。
數值計算的結果曲線應該用實驗曲線驗證，未經實驗驗證的仿真計算是不可信的。
數值計算的結果應該是真實的，不能弄虛作假，其他人也可以重復運行程序。
6.5.3 液壓鑿巖機數值計算程序的基本要求
數值計算的程序應該模塊化，數值計算需要花費大量的精力與時間，不是一個人短時間能夠完成的，因此數值計算的程序應該模塊化，可以由一組人員分工，進行編寫。
數值計算程序應該界面友好，參數的改變，應在界面中進行，而不應在程序中進行。
數值計算的模型與程序應該是持續改進的，和所有的計算機軟件一樣，應該有版本號。液壓鑿巖機數值計算程序應該通用工具化，不要搞成專用工具。不能只有作者自己用，換一個人就不能用。
6.5.3 液壓鑿巖機數值計算程序的難點
虛擬樣機技術是一項浩繁的工程，但是并不是遙不可及。內燃機的燃燒過程，牽涉到化學，燃燒學，熱學，力學，都可以做到數值仿真，并且在發動機設計中起到重要作用。沖擊機構的數值仿真也一定能做到，但是這要求有一個精干的團隊和一個好的實驗條件。
數值計算程序都是針對某一個特定的圖紙的，因此通用性較差。不要指望適合于單腔回油的鑿巖機，也能適合非單腔回油的鑿巖機。也不要指望適合于芯閥結構的鑿巖機，也能適合套閥結構的鑿巖機。這也是數值計算應用的一個難點。我們至少應該做到，對某一相同結構類型的液壓鑿巖機，具有通用性。
7 我國液壓鑿巖機設計研究的政策建議
7.1 以企業為主體，產學研結合
過去幾十年，我國液壓鑿巖機設計研究是以高校和研究所為主體的，和企業產品開發聯系較少。事實證明，我國液壓鑿巖機設計研究進步不大，只有以有實力的大企業為主體，廠學研結合，學校與研究所自己不搞產品生產，只為社會和企業提供知識與技術，各自發揮自己的優勢，才是我國液壓鑿巖機技術與產品的發展道路。
7.2 以行業協會為主體，組織技術交流
與鑿巖機的生產、使用有關的行業有鑿巖機械氣動工具、煤炭、礦山、鐵路、水電、冶金等等，在1980年代，礦山機械行業組織過液壓鑿巖機技術交流會， 1990年代初期， 煤炭建井行業組織過液壓鑿巖機技術交流會。
8 結語
（1）對我國液壓鑿巖機研究文獻進行了分類，5大類，13個小類；
（2）分析了我國液壓鑿巖機技術研究的不足，3個方面的不足；
（3）列舉了我國液壓鑿巖機設計理論的主要觀點，6大類，13個觀點；
（4）列舉了我國液壓鑿巖機設計中亟待解決的5大類共11個問題；
（5）提出了我國液壓鑿巖機設計研究的5條學術建議；
（6）提出了我國液壓鑿巖機設計研究的2條政策建議。
參考文獻：
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