陳建君

【摘 要】錨桿鉆機作為巖土錨固工程施工的關(guān)鍵設(shè)備，其性能對整個巖土工程的進度、質(zhì)量和成本起決定性作用。本文利用CNABS、DWPI和SIPOABS數(shù)據(jù)庫，對錨桿鉆機技術(shù)進行了數(shù)據(jù)分析，了解相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)分支，并對其技術(shù)演技，申請趨勢、區(qū)域分布、申請人分布、重點申請人核心專利等進行了數(shù)據(jù)分析，歸納出了該領(lǐng)域的熱點技術(shù)、重要申請人和核心專利，以期對我國錨桿鉆機技術(shù)的發(fā)展提供思考。

【關(guān)鍵詞】錨桿鉆機;專利;分析;熱點

中圖分類號： TD42 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）25-0020-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.008

1 錨桿鉆機的基本概念

錨桿鉆機在一些地方又稱為錨固鉆機，是煤礦巷道支護工作中的鉆孔工具，其在改善支護效果、降低支護成本、加快成巷速度、減少輔助運輸量、減輕勞動強度、提高巷道利用率等方面有著十分突出的優(yōu)越性，錨桿鉆機是錨桿支護的關(guān)鍵設(shè)備，它影響著錨桿支護的質(zhì)量─錨孔的方位、深度，孔徑的準確性以及錨桿的安裝質(zhì)量，并涉及操作者的人身安全，作業(yè)條件與勞動強度等。自從20世紀50年代在美國誕生第一臺錨桿鉆機開始，錨桿鉆機的產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速，目前的錨桿鉆機可以有以下4種分類方式：按結(jié)構(gòu)形式分為鉆車式、車載式和單體式;按動力來源分為氣動式、液壓式和電動式按破巖方式可分為：回轉(zhuǎn)式，沖擊式和沖擊回轉(zhuǎn)式;按操作方式可分為支腿式和手持式。

2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

2.1 申請量年度分布

本文選擇CNABS中文摘要數(shù)據(jù)以及DWPI和SIPOABS英文摘要數(shù)據(jù)庫，檢索過程中采用的關(guān)鍵詞為：錨桿鉆車，錨固鉆車，鉆機，鉆進，打眼，bolt+，anchor+，drill+，采用上述檢索要素得到的專利申請經(jīng)過降噪和篩選后構(gòu)成本文研究的專利申請數(shù)據(jù)庫，并結(jié)合該數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對錨桿鉆機相關(guān)技術(shù)分支的重點申請人，申請量，申請的地域，核心專利等情況進行分析，錨桿鉆機技術(shù)申請量年度分布及變化見圖1。

圖1顯示了錨桿鉆機技術(shù)專利申請量的年度變化趨勢，從圖中可以看到，錨桿鉆機技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段。1980年以前，錨桿鉆機的專利申請都是國外的公司，而整個70年代，錨桿鉆機的申請量是處于穩(wěn)步上升的，這是基于當(dāng)時全球范圍內(nèi)巖土工程的崛起，巖土工程中的圍巖穩(wěn)固技術(shù)成為一項新的熱門的研究領(lǐng)域，這一階段，相關(guān)錨桿鉆機方面的專利幾乎被瑞典的阿特拉斯，美國的英格索蘭，喬伊，奧地利的奧鋼聯(lián)等公司所壟斷，體現(xiàn)了這些大公司在該領(lǐng)域的前瞻性與科研實力，進入80年代后，國外的專利申請量逐步平穩(wěn)，事實上，我國因為專利制度的形成以及在本領(lǐng)域開始進行自主創(chuàng)新是從上世紀90年代才開始，而且，礙于相關(guān)基礎(chǔ)領(lǐng)域技術(shù)不扎實，年申請量在很長一段時間內(nèi)停留在個位數(shù)，直至2005年以后，相關(guān)專利申請才開始明顯增加，這得益于當(dāng)時全國煤炭形勢的大好，相關(guān)科研院所在此前的基礎(chǔ)上大力開展相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新，與此同時，國外的申請量也因為全球經(jīng)濟的回暖，開始了明顯回升。

2.2 申請的原創(chuàng)國與地域分布

技術(shù)原創(chuàng)國和地區(qū)表征了一個國家或地區(qū)在該領(lǐng)域的技術(shù)儲備和技術(shù)實力，為此，對涉及錨桿鉆機相關(guān)專利的申請人所在的國家和地區(qū)進行了相關(guān)統(tǒng)計，結(jié)果如圖2。

從圖2中可以看出，在錨桿鉆機的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，專利申請量排名前四位的是中國，美國，奧地利和瑞典，其中，中國的申請量占了其中一半，而中國在相關(guān)領(lǐng)域的專利申請是從上世紀90年代才開始，即是說在不到30年的時間里，中國在相關(guān)領(lǐng)域開展的工作已經(jīng)非常豐富了，這主要得益于這一時期中國在煤礦/隧道等礦產(chǎn)和基建領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，導(dǎo)致了開展相關(guān)領(lǐng)域研究的工礦企業(yè)和科研院所非常多，從而相關(guān)申請量得到飛速發(fā)展;而在國外方面，相關(guān)領(lǐng)域則主要由其國內(nèi)的大公司，如美國的英格索蘭，喬伊，卡薩格蘭德，奧地利的奧鋼聯(lián)，瑞典則有相關(guān)領(lǐng)域的巨頭阿特拉斯公司做主要研發(fā)，因此，申請量相對平穩(wěn)。

2.3 重點專利申請人統(tǒng)計分析

錨桿鉆機相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外重點申請人統(tǒng)計分析結(jié)果如圖3。

由圖3中所示的國外重點申請人的統(tǒng)計結(jié)果分布可知，國外前十位的相關(guān)領(lǐng)域申請人中都是相關(guān)巖土施工領(lǐng)域的巨頭公司，其中阿特拉斯，奧鋼聯(lián)兩個公司的申請量都是100左右，顯示出國外相關(guān)領(lǐng)域中，核心技術(shù)始終掌握在相關(guān)領(lǐng)域的巨頭手中，而美國的卡薩格蘭德，英格索蘭和喬伊三家公司的申請量也都超過了25件，也顯示出美國在相關(guān)領(lǐng)域的競爭力。

反觀國內(nèi)的申請人， 排名前兩位的山西天地煤機裝備有限公司和中國煤炭科工集團太原研究院嗾使中煤科工旗下的公司，顯示出作為中國煤礦主要研發(fā)機構(gòu)的中煤科工集團公司在錨桿鉆機領(lǐng)域已經(jīng)開始了大量工作，但其申請總量甚至還不到阿特拉斯一家公司的申請量，而從后八位的申請人統(tǒng)計結(jié)構(gòu)可以看出，國內(nèi)在相關(guān)領(lǐng)域的申請人眾多，呈現(xiàn)百花齊放的姿態(tài)，如中科院自動化所北侖科學(xué)藝術(shù)實驗中心等科研機構(gòu)，中國礦業(yè)大學(xué)等高校以及以閆振東，蒲長宴為代表的個人申請人都進行相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)，但都是僅僅是圍繞相關(guān)部件進行改進，創(chuàng)造性高的申請仍較少見，顯示出我國在相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)還不夠扎實，科研力量較為分散的情況。

2.4 專利技術(shù)發(fā)展演進

自從20世紀50年代，第一臺錨桿鉆機在美國誕生以來，錨桿鉆機的產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速，在20世紀60-70年代末期，歐美等一些國家已經(jīng)開始在進行錨桿鉆機的研制，但相關(guān)的專利申請較少。進入70年代，隨著礦山、隧道工程中對錨桿支護方式越發(fā)重視，錨桿鉆機也進入了發(fā)展的時期，在結(jié)構(gòu)方面，GARDNER DENVER公司早在1964年便研發(fā)出了基于履帶的鉆車式錨桿鉆機，其后BUMUELLER將行走機構(gòu)設(shè)計為更為方便的輪轂式的結(jié)構(gòu);在將其延伸到機載方面，美國的BENDIX公司于1972年首次嘗試將錨桿鉆機安裝于掘進機上，實現(xiàn)鉆錨與掘進的一體化，1990年奧地利的奧鋼聯(lián)公司則首次將其安裝于連采機上，實現(xiàn)采煤與鉆錨的一體化;隨著錨桿鉆機技術(shù)在中國的快速發(fā)展，中國申請人對記載錨桿鉆機進行了進一步改進，開始將多臺鉆機安裝于掘進機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)上，實現(xiàn)其自由旋轉(zhuǎn);從目前得到的專利來看，現(xiàn)在的錨桿鉆機在向多功能，集成化的機載式方向發(fā)展，相關(guān)專利在近些年的申請量占本領(lǐng)域?qū)＠暾埩康谋戎睾艽?在動力來源方面，目前的錨桿鉆機已經(jīng)形成液壓、氣動、電動三大系列，而前二者為目前國外的主流的錨桿機類型。這兩種類型中，做得較好的有澳大利亞的喬伊公司，該公司研發(fā)和生產(chǎn)的支腿式氣動錨桿鉆機在該領(lǐng)域有著良好的效能，液壓鉆機方面則有澳大利亞的POBAM型。

3 結(jié)語

本文對錨桿鉆機領(lǐng)域的專利進行了整理和分析，重點整理了全球以及中國范圍內(nèi)關(guān)于錨桿鉆機方面技術(shù)分支，分析了相關(guān)專利的申請量發(fā)展趨勢，重點申請人，申請人所在地區(qū)，并對各技術(shù)分支進行了技術(shù)演進的整理。通過分析可知，早在1970年以前，國際上便開始出現(xiàn)了錨桿鉆機的專利申請，經(jīng)過多年的發(fā)展，相關(guān)領(lǐng)域的核心技術(shù)仍然掌握在少數(shù)巖土行業(yè)巨頭手中。目前，我國的申請量占到了該領(lǐng)域?qū)＠暾埩康囊话?，但申請人較為分散，體現(xiàn)出百花齊放的特點，同時，申請的主要發(fā)現(xiàn)開始向多功能，集成化的機載式錨桿鉆車方向發(fā)展，這也是今后該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

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