6月9日，国产最大盾构机用主轴承通过评审鉴定，打通了国产超大直径盾构机全国产化“最后一公里”。作为大国重器，盾构机一如高铁，实现了从国外引进到自主消化创新的跨越式发展。近年来，矿山领域也纷纷运用TBM进行巷道掘进，取得了较好的成效。
由中交天和机械设备制造有限公司与中国科学院联合研制的国产最大盾构机用主轴承，6月9日通过钱七虎院士领衔的专家组评审，这标志着我国已完全掌握大型重载盾构机主轴承的自主设计、精密加工、安装调试、寿命预测等集成技术，打通了国产超大直径盾构机全国产化“最后一公里”。
盾构机是基础设施建设的重大装备，被称为“世界工程机械之王”，其主轴承更是有盾构机“心脏”之称，是盾构机刀盘驱动系统的关键核心部件。近年来，我国自主研制的一大批盾构机国产化率已达98％，但主轴承一直依赖从国外进口。
2020年，中国科学院启动“高端轴承自主可控制造”战略性先导科技专项，集聚国家战略科技力量，打通其自主可控制造的“最后一公里”。2021年，中交天和与中科院组建联合攻关团队，共同研制盾构机主轴承，先后解决了主轴承材料制备、精密加工、成套设计中的十多项关键核心技术问题，为盾构机装上了“中国芯”，一举攻克了大型盾构机主轴承国产化的难题。
该主轴承被命名为“破壁者”，直径8.01米，重达50吨，是我国研制的首台套直径最大、单体最重的盾构机用主轴承，可应用于直径16米级超大型盾构机。设计使用寿命超过1万小时，可持续挖掘长度将超过10公里。其价格仅为进口主轴承的70％左右。
钱七虎院士
由钱七虎、李依依、陈湘生等9名院士、知名专家组成的专家组认为，国产主轴承的各项指标达到了同类进口产品先进水平，部分指标处于国际领先。
“主轴承有很多指标，包括疲劳强度、冶金工艺、淬火工艺、组装精度等超过了国外，应当说某些方面达到了领先水平，总体上达到国际先进水平。” 中国工程院钱七虎院士指出，主轴承的研制成功，标志着我国盾构工程和盾构装备制造达到了新的高度，是具有里程碑意义的成果。
重庆能源集团科技公司与辽宁通用重机公司合作研制的国内首台小断面硬岩盾构机——“神盾重庆1号”在井下工业性试验再获成功。这预示着盾构机将加快步伐走进重庆煤矿，彻底终结煤矿沿袭上百年人工放炮掘进工艺。该机直径2.8米，身长17米。采用严格的防爆技术，配备了超前钻探设备，安装在刀盘上的14把刀硬度超高，“啃”得动重庆煤矿井下最硬的石头，也适用在断面8平方米以下的巷道中快速掘进。同时，采用了光纤通讯加无线通讯，能够1000米范围远距离控制，并自我诊断故障、自动调整状态，自动化率高，也更节省人工。
小断面硬岩盾构机“神盾重庆一号”
国内首台大倾角矿用盾构机“淮盾1号”入井安装仪式在袁店二矿举行，这也是淮北矿业集团首台盾构机作业线入井安装。该机开挖直径为4.88米，整机长度83米，整机重量达500余吨，适应坡度±19度，水平转弯半径达400米。设备集掘进、出渣、支护、除尘、导向等功能于一体，通过集成传感、遥控、远距离通信、智能控制等技术，可以实现设备的集中控制、远程监控和远程操作，有利于煤矿安全生产和工人作业环境的改善。2021年10月15日全球首条盾构施工19°上山煤矿岩巷精准成功贯通！大坡度上山技术、防后退技术、防滚石技术、支护技术、出渣技术、精准导向技术等多项技术均国际领先。
由河南能源化工集团和中国铁建重工集团联合研制的煤矿首台全功能智能化TBM“永煤先锋号”下线。2023年1月23日，“永煤先锋号”在河南能源永煤公司城郊煤矿二水平南翼回风大巷Ⅲ联合运转。这台矿用TBM开挖直径5.03米，刀盘驱动功率960千瓦，总装机功率1835千瓦，能同时完成破岩、支护、出渣及导向等作业，具有施工安全性好、掘进速度快、成巷质量高、利于环保及综合效益高等优点，并充分结合城郊煤矿的地质情况及以往丰富的施工和技术经验，整机轻量化设计、能实现快速组装和拆卸；采取了泡沫系统、临时支护系统、背推系统及超前钻机系统等一系列的针对性设计，解决了泥岩糊刀盘、漏顶、破碎带清理及撑靴撑紧等施工难题。
“永煤先锋号”联合运转现场
刀盘试运转
我国国内首台矿用立井最大直径敞开式岩石隧道掘进机（简称TBM），在山东能源淄矿集团正通煤业公司成功应用，据说投入生产后，当月完成进尺304.8米，掘进速度提高了2.5倍。该设备最大开挖直径6.53米，整机长度167米，全重约800吨，是目前国内矿用直径最大的敞开式TBM。设备集机、电、传感、信息等技术于一体，工作时依靠撑靴撑紧硐壁提供刀盘破岩推力，依靠皮带机系统排出矸石，能够同时完成破岩、支护、出渣等多项作业，具有施工安全性好、成巷质量高、除尘效果好等优点。
由江苏神盾工程机械有限公司和淮北矿业集团共同打造的“淮盾2号”国内首台智能多功能快速矿用盾构机下线。“淮盾2号”结合了淮北地质情况及“淮盾1号”的技术经验，采用了多自由度智能钻机支护系统、大功率超前钻机系统、智能集渣排渣系统等多项世界首创领先技术。
江苏神盾工程机械有限公司为淮南矿业集团精心打造的国内首台Φ3.5m智能小型矿用盾构机提前完成3000m岩巷掘进！该盾构机投入使用第二个月就创造了小班进尺20.2m，圆班40.2m，月进尺600.6m的岩巷施工记录（在矿井检修停产5天情况下）。由于后路大皮带为一条皮带连续运输，随着掘进距离加大，在巷道大皮带故障相对增多的情况下，在7个月内完成3000m岩巷掘进，比合同约定提前完成掘进任务，创造国内Φ3.5m矿用盾构机试运行即正式生产，且7个月内连续无故障运行记录。
江苏神盾矿用盾构机在西山马兰矿西翼下组煤瓦斯管道大巷与南九回风井石门准确无误实现精准贯通。创下了国内第一条煤矿岩巷由盾构机一次完成4千米以上长距离施工记录。从试掘进直到最后贯通，4336m长岩巷掘进盾构机实现了“0”故障率，创下了马兰矿机电设备最好记录。
山东能源集团新巨龙公司煤矿岩巷全断面盾构机“新矿1号”在该公司二水平北区回风大巷成功破岩而出，标志着国产TBM盾构机应用于大埋深、高应力、长距离煤矿巷道掘进的试点工程取得圆满成功。基于煤矿岩巷掘进效率低，制约矿井接续的现状，新矿集团、北方重工与中煤五建共同研发了直径6.3米的“新矿1号”TBM盾构机，在生产过程中克服安装难度大、围岩破碎、应力集中等不利因素，实现了月单进从50米到280米的突破。
由中铁装备与贵州贵能集团合作研制的“贵能二号”（中铁865号）煤矿巷道TBM，在聚鑫煤矿运输巷顺利通过首个半径75米转弯段，实现了整机90°转弯。作为全球首台实现超小转弯工程应用的矿用TBM，在首个1000米的进尺内顺利完成了超小半径转弯、破碎围岩通过性、大涌水量水害处理等各项试验，并取得了理想的效果。
（▲施工现场）
（▲TBM工法良好的成巷效果）
晋能控股集团大同王村煤业公司山4#西盘区回风巷掘进工程，三三工业独立研发制造的直径5.8米矿用TBM——“振兴一号”完成3780米掘进任务，顺利到达停机位置，标志着大同王村煤业西盘区回风巷工程胜利竣工！“振兴一号”的掘进、姿态控制、出渣、支护、除尘、刀盘的耐磨性等均经受住了考验，隧道成型稳定、美观。平均掘进速度35-45mm/min，在除去大皮带检修时间，每天实际工作时间只有不到12小时，只能实行晚班单班掘进的情况下，取得最高日进20米，最高月进406米的高水平战绩，相较于传统钻爆法最高月进50米—60米，掘进效率提高6-8倍。
铁建重工为陕西陕煤彬长矿业有限公司研制的“彬长奋进号”矿用TBM下线，助力矿山行业增效提产。“彬长奋进号”所应用的煤矿巷道处在煤层顶板以上的泥质岩层中，掘进坡度为+6°。针对井下温度高、湿度大、围岩软弱、长距离上下山等工程难点，铁建重工依托矿用TBM设计制造积累的丰富经验，与客户多次联合技术攻关，成功为该TBM设计出短机身、短空顶距、大支护作业空间、掘支同步、多区支护等功能，能有效加快该矿泄水回风巷掘进速度，全面实现矿山行业增效提产的需求。
长度150米，宽度6.74米，国产“隧道神器”“紫金建设号”全断面硬岩隧道掘进机TBM在黑龙江省多宝山铜矿正式启用，这也是国际上首台实现大坡度+超小转弯半径的矿用TBM。
中铁1200号硬岩掘进机（TBM）下线。中铁1200号（“凉都号”）是世界首台矿用机动型TBM，应用于贵州省聚鑫煤矿副平硐及运顺底抽巷施工，为煤矿巷道施工再添新利器。其开挖直径4.53米，整机长度仅35米。针对西南区域瓦斯治理巷道掘进距离短、转场次数多、地质复杂变化快、逢掘必探等工程难点，量身打造的世界首台矿用机动型TBM，具备整机长度短、机动灵活、转场便捷的优点，设备创新性搭载了液压驱动系统、可开门式刀盘、智能化锚杆钻机系统、新型底部清渣装置等一系列新技术，进一步增强了TBM在瓦斯治理巷道应用的针对性及适应性。
中铁1200号（“凉都号‘’）TBM
铁建重工国内首台矿用斜井敞开式TBM“奋斗号”助力可可盖煤矿主斜井井筒掘砌工程全线贯通。10个月完成工程标段5330米的全部掘进任务，将传统建井法53个月的建设工期缩短了36个月，并创造了国产煤矿敞开式TBM开挖直径最大、煤矿斜井施工里程最长、月进尺最快等施工纪录。DZ823、DZ838敞开式TBM开挖直径7.13m，整机长度约130m，装机功率3800kw。工程分为主、副斜井2条隧洞，区间长度为5.3km，6度下坡，具有施工安全性好、掘进速度快、成巷质量高、利于环保等特点。
国内首台矿用斜井敞开式TBM“奋斗号”
由兖矿能源集团联合中铁装备共同研发制造的“兖矿先锋号”（中铁1218号）在洛阳基地成功下线，这是中铁装备首次“牵手”兖矿能源集团，也是国产高端隧道装备助推我国煤矿巷道建设机械化、智能化发展的又一例证。“兖矿先锋号”开挖直径5.83米，设备总长112米，应用于赵楼煤矿回风大巷及铺运大巷工程。针对开挖巷道断层软岩破碎带及揭煤、转弯半径小等施工重难点，采用多项定制化设计、配备多项先进技术，极大提升煤矿巷道施工效率的同时，改善工人作业环境、提高了施工安全水平。
国产首台大倾角下坡掘进矿用硬岩盾构机“中铁1285号”正式下线，将用于淮北矿业集团煤矿建设。针对该项目巷道存在大角度下坡、泥岩段等施工重难点，研发团队对刀盘开挖系统、水平支撑推进系统等进行了针对性设计，将极大提升施工效率及安全水平。开挖直径5.53米，设备长度约82米，将用于淮北矿业集团临涣煤矿巷道项目建设。针对该项目巷道存在过断层软岩破碎带、大角度下坡、泥岩段等施工重难点，研发团队精心设计了刀盘开挖系统、水平支撑推进系统，使设备具备安全、环保、高效、智能等特点，将极大提升施工效率及安全水平，改善工人作业环境。
淮河能源集团近年来深入推进煤矿机械化、自动化、信息化、智能化，加快推动生产方式转变，奋力打造数智赋能标杆企业。该集团通过近10年不懈努力，成功研发运用直径2.5米、3.5米、4.5米、5.5米等系列化煤矿盾构机，岩巷掘进效率较传统装备工艺提高6～10倍，实现煤矿岩巷掘进突破式变革。从2014年开始，该集团与科研单位、厂家合作，首先瞄准直径4.5米煤矿盾构机开展研发攻关，并于2015年9月在张集矿试验成功，实现最高日进30米、月进560米的历史性突破，既积累了宝贵经验，也坚定了信心决心。在成功研发应用直径4.5米煤矿盾构机的基础上，为满足煤矿高抽巷、放水巷等小直径巷道使用要求，该集团又接力攻关小型煤矿盾构机，先后研发出直径3.5米和2.5米煤矿盾构机，突破了世界最大盾构机制造商德国海瑞克公司标定盾构机直径3.8米的下限。截至今年4月，淮河能源煤矿盾构机累计施工岩巷1.7万米，直径2.5米、3.5米、4.5米、5.5米盾构机分别创造了月进尺536米、600.6米、616米、406米的最高纪录。
淮河能源集团所属张集矿井下首台立井小型盾构机
未来我国煤矿建设领域将重点建设特大型矿井，斜井、立井建设是提升矿区煤炭产能的重要手段，需要长距离、大坡度煤矿斜井双模式TBM掘进机。深部煤层井深已达到1000米以上，且掘进地层复杂，地质条件多变，为煤炭巷道掘进盾构机带来无限商机。
