千米之下，向着铁矿资源稳步掘进（创新故事）

发布者：闲云悠雨 2026-6-10 10:07

施工团队对“基石号”挖掘的隧道进行支护作业。由继宏摄

吊盘正在下放“钢铁脊梁号”中心筒及链斗机组合件。刘宝灵摄

在辽宁鞍山市千山区西鞍山铁矿的地下深处，一群建设者在高温潮湿的竖井巷道之中，闯险关、破瓶颈，艰难掘进。作为国产地下矿山两大国之重器，矿山平巷硬岩TBM掘进机“基石号”负责打通地下水平运输主通道；千米竖井硬岩掘进机“钢铁脊梁号”专攻千米深井垂直井筒开挖。从“基石号”披荆斩棘，到“钢铁脊梁号”直抵千米深井，再到智慧平台一屏掌控全局、绿色开采守护山川，建设团队用智慧与汗水打通资源保障的“地下大动脉”，助力国家铁矿资源供应保障。

实现全断面硬岩隧道掘进，“基石号”啃下“硬骨头”

西鞍山铁矿地下620米处，胡世超穿梭在轰鸣的巷道中，满身灰尘，头戴安全帽，双眼布满血丝。这位鞍钢基石矿业总工程师，自2022年项目开建以来，始终坚守在工程建设第一线。

不远处，188米长、开掘直径7.03米、重1200吨的“基石号”正静静“蛰伏”。这台由鞍钢矿业、中国恩菲、中国中铁隧道局、东北岩土工程勘察公司等单位联合研发的设备，主要用于地下铁矿的全断面硬岩隧道掘进，可实现掘进、支护、出渣等工序连续并行，填补了国内地下铁矿全断面硬岩隧道掘进机施工的空白。

自2023年12月始发至今，“基石号”一路攻坚克难，稳步掘进，完成5420米辅助斜坡道的掘进施工。“这5420米，没有一米是轻松的。井下闷热潮湿，机械轰鸣震得耳朵嗡嗡作响，我们熬了无数个通宵，经常是饿了就啃两口面包，困了就靠在设备上打个盹。”中铁隧道局西鞍山铁矿项目副总工程师马昊告诉记者，西鞍山铁矿掘进线路不仅跨度长，更叠加了大纵坡、小半径转弯、硬岩掘进及软岩破碎带等多重考验。

“最险的一次，刀盘刚钻进软岩破碎带就突然卡壳，整台机器剧烈震颤，洞壁上的碎石簌簌往下掉，所有人的心都提到了嗓子眼。”施工班组组长李俊伟现在回忆起来仍心有余悸，“我们立刻启动‘一险一策’预案，一点点微调掘进参数，调试了三天三夜，终于恢复了平稳运行。”

“以前挖掘巷道全靠爆破，一个月拼尽全力也只能开掘60至80米，还得凑齐爆破组、支护组、运输组等40余人。现在有了‘基石号’，一个月能挖300至400米，操作设备仅需10人。”胡世超介绍，此前爆破会产生冲击波、有害气体，还会留下松动浮石，风险极高；而“基石号”掘进时，主撑靴与副撑靴同步撑紧洞壁，防止围岩塌落，进而有效应对西鞍山铁矿长距离大纵坡、软岩破碎带等复杂地质条件，大幅降低塌方等安全隐患，且废渣通过传输带直接输送至运输卡车，高效又安全。

打井不下井，“钢铁脊梁号”填补相关领域技术空白

“竖井是深地的咽喉，传统钻爆法又慢又危险，‘打井不下井’是我们一代代建井人的梦想。”在施工现场，一台开挖直径8.1米、整机高60多米、重达千余吨的庞然大物正转动刀盘，奋力掘进，设计师丁张飞望着脚下深不见底的井口，眼神坚毅。

这套掘进设备填补了国际上1000米以上深度井筒全断面掘进装备的空白。当被问及为何给这台重器取名“钢铁脊梁号”时，丁张飞说：“项目牵头人、中国矿业大学原校长杨仁树曾说过，要挺起咱中国人的钢铁脊梁，用钢铁之力扛起中国人在深地开发领域的底气与担当!”

研发之路，远比想象中艰难。“竖井掘进机涉及机械、电气、岩土等多个学科，没有成熟经验可借鉴，我们就像在黑暗里摸索。”丁张飞感慨。

那段时间，研发团队挤在临时搭建的工棚里，狭小的空间摆满了图纸，电脑上都是实验数据。白天，他们钻进井下，顶着高温、粉尘，一点点测试各项参数；晚上，大家围坐在一起，围着图纸反复研讨。常常是一碗热饭刚端上桌，传来设备需要调试的消息，大家就放下碗筷，匆匆奔赴井下。

“千米深井排渣，就相当于向300层楼的楼顶无电梯运垃圾，难度可想而知。”出渣系统的负责人杨楚戈撸起袖子，露出胳膊上被岩粉磨出的疤痕，“为了测试排渣效率，我们在井下整整守了一个星期，每天浑身沾满岩粉，衣服就没干过。”

如果说研发者是“钢铁脊梁号”的“大脑”，那么现场施工者就是它的“手脚”。

掘进机在硬岩中切削，噪声高达100分贝以上，即便戴着耳塞，也能清晰感受到震动；地下水从井壁两侧不断渗出，整个作业面常年湿漉漉的；温度常年超过30摄氏度，闷得让人喘不过气。工人们一戴防尘口罩就是十几个小时，摘下口罩时，脸上已被勒出深深的印痕。

安装技术员雷岩，是井下安装团队的核心骨干，他的工作区域在最潮湿、最艰苦的井下作业面，负责紧固液压管路、校准导向系统。有一次，雷岩在刀盘处进行刀具巡查，井下光线昏暗，地面湿滑，他不小心脚下一滑，腰部撞在了冰冷坚硬的刀盘上，但他的第一反应却是紧紧护住手中的工具和工件，生怕它们受损，影响设备调试。

苏路华，一名年逾五旬的老矿山人，从事矿山建设工作30余年，上至70余米高的井架顶端，下至千米深处的竖井作业面，都是老苏的“战场”。他紧盯刀盘与岩壁的每一次接触，及时发现问题、反馈问题，配合研发团队调整设备参数。

这些人，用汗水为技术落地默默努力着。

打破数据壁垒，为工程建设插上智能化“翅膀”

千米深处，漆黑与潮湿交织；地表之上，智慧管理平台大厅灯火通明。从项目初期的勘察勘探到如今的智慧运维，90后采矿主任工程师王子介见证着这座铁矿的每一步成长。

2018年，刚刚大学毕业的王子介就来到鞍钢。彼时的西鞍山，还是一片待开发的荒地，复式褶皱、挤压破碎带与含水层交织叠加，给初期勘察带来了重重阻碍。“以前依靠传统矿山施工图受绘图时效性、测量准确性限制，且二维平面图无法全面呈现三维空间关系，难以及时准确掌握不同施工队伍的空间位置。”王子介表示。西鞍山工程建设规模大，地质构造复杂，施工现场人员密集、作业面多、设备及现场工序衔接复杂多变，安全风险点多。“在工程建设之初，我们就将数字矿山建设列为头等课题。”王子介告诉记者。

王子介全程参与了数字矿山联合创新中心的组建，作为智慧采矿项目的负责人，他和团队完成了铁矿井下安全高效智慧矿山建设工程的可行性研究和风险评估的调研及编写工作，为建设覆盖全生命周期的智慧化管理平台打下坚实基础。该平台构建了融合采矿、地质、工程、安全管理等多个领域的数字化三维智慧模型，实现了多场景、多目标的安全管理提升。

现如今，走进智慧管理平台大厅，宽敞明亮的空间里，巨大的电子屏幕占据了整面墙壁，屏幕上，融合了地表与井下工程全场景的三维数字化模型精准呈现，8条平均深度700米的竖井、6400米的辅助斜坡道细节清晰可辨，“基石号”“钢铁脊梁号”的运行参数、各施工点位的进度数据、安全环保指标实时显示、一目了然。

“平台通过实时采集工程质量、进度、人员设备及安全环保等全维度数据，打破了传统工程参与方的数据壁垒，为工程建设插上了智能化‘翅膀’，实现建设、设计、施工、监理等多方在同一平台高效协作。”王子介的语气里满是自豪。