本报记者 梁少飞

1月5日，在陕西陕煤韩城矿业有限公司（以下简称“韩城矿业”）桑树坪煤矿深处，伴随着“钢铁巨龙”的轰鸣，EQC5030型TBM（全断面硬岩隧道掘进机）直径5米的刀盘精准啃噬硬岩，同步推进掘进、出渣、支护等工序……截至2025年底，这里的6台TBM已累计掘进21公里，攻克了制约韩城矿区发展的复杂地质难题，为能源安全提供技术保障。

开启攻坚之路

韩城矿区位于渭北煤田北部。这里地质条件极端复杂，顶板破碎、片帮严重，瓦斯灾害突出。以往的综掘法应用在硬岩巷道中，掘进效率低下，装备集成度低，每月进尺仅100米左右。采掘接续紧张，一度成为制约产能释放的“卡脖子”难题。

科技创新成为破局的必然选择。

“我们要奔着紧迫的问题开展科技攻关，学习借鉴铁路隧道TBM施工技术，研发一种复杂地质条件下煤矿岩巷快速掘进系统，提高岩巷掘进效率。”韩城矿业党委书记、董事长吴杰提出要求。韩城矿业开启技术攻坚之路。

2021年12月，陕煤集团首台ZTT5030型TBM在桑树坪矿北二40回风巷投入使用。这是TBM技术首次进入陕西煤炭系统。

对于韩城矿业来说，把总长114米、由13节台车组成的“庞然大物”送入井下20平方米的巷道，本身就是一场硬仗。

为了能让这个“大家伙”顺利进入井下，韩城矿业创新采用“设备分装下运、井下现场组装”方案，在井下开凿长140米、宽10米的专用安装硐室，设备厂家、业务部室、矿井区队组成联合项目组，以“项目化管理、责任制推进、清单式落实”的机制层层压实责任。经过40多天的昼夜奋战，这台“钢铁巨龙”成功调试运行，第一年就创造了3300米的掘进纪录，让矿区看到了技术变革的希望。

适配复杂地质

因体积庞大、转弯半径大、适应岩层变化能力弱，初期投入使用的TBM在韩城矿区的破碎围岩中屡屡遇阻。“不能让设备适应我们，要让我们的技术适配设备与地质。”韩城矿业生产技术部部长朱明涛带领科研团队，与设备厂家联合开展攻关。

2023年，两台经过针对性改造的EQC5030型TBM在韩城矿业王峰煤矿投入使用。“最关键的突破是将盾体长度从8米缩短至2米，大幅提升了设备在井下的灵活性。”朱明涛介绍，团队还对设备性能进行了全面优化，使其能更好适应岩层变化、煤层变软、围岩破碎等复杂工况。

更大的挑战是王峰煤矿南一盘区瓦斯底抽巷工程的U型转弯施工项目。这个国内最长的单体岩巷掘进项目由4个半圆弧组成。让TBM在这么多半圆弧巷道中连续转弯掘进，此前无任何经验可借鉴。

“拆安设备工期太长，必须实现连续转弯施工。”王峰煤矿副总经理王卫忠带领团队前期开展多次模拟预演，通过动态写实不断校核坐标参数。施工中，科研团队采用小循环作业模式，精准调控刀盘转速、侧撑靴压力，实时校正机身姿态。

2024年6月16日，历时68天，ZTT5030型TBM完成345米转弯段掘进，方位角从201度平稳转向21度。总结经验后，改良后的EQC5030型TBM仅用43天就完成同样任务，工期缩短25天。

“两台TBM连续施工17公里，4个采面底抽巷任务全部完成，为瓦斯治理赢得了宝贵时间和空间。”王峰煤矿总经理曹新奇说。

科技赋能谱写转型新篇

如今，在韩城矿区，TBM技术的创新价值已全面彰显，实现全流程机械化、自动化作业，支护效率提升40%以上。模块化台车平台与高精度导航定位系统，确保设备在弯曲巷道中仍能稳定行走、精准掘进；本地与远程两级控制系统实现全过程可视化监管，大幅提升了作业安全性。

科技赋能带来的不仅是效率革命，还有显著的经济效益和安全效益。截至2025年底，韩城矿业北区4矿推广的6台TBM最高日掘进24米、月掘进420米，单台设备可减少2个掘进工作面，年节省人工成本2000万元，工效提升3倍以上。

2025年12月9日，韩城矿业参与完成的《蛇形长距离底抽巷道自铺底TBM快速掘进关键技术及装备》科技成果被中国煤炭工业协会、中国煤炭学会评为2025年度中国煤炭工业科学技术成果二等奖。

近期，一场高水平的学术交流更是为韩城矿业注入新的动能。

2025年12月30日，中国工程院院士刘泉声带着深部巷道治理的前沿成果来到韩城矿业，以《深部巷道碎胀大位移灾害控制及大位移灾变环境TBM高效掘进技术》为题，围绕TBM机群智能化掘进、地质保障技术等关键问题深入研讨，为下一步技术升级指明方向。

“院士团队的智力支持，让我们在TBM智能化升级的道路上更有底气。”吴杰说，下一步，公司将依托院士团队的学术造诣与工程经验，推进TBM机群安全高效智能化快速掘进，力争将月均进尺提高到500米，加快实现“抽掘采平衡”。