中国煤炭报 2026年1月6日 2版
处于渭北煤田北部的陕西韩城矿区，地质条件复杂，灾害严重。面对制约发展的难题，陕煤集团韩城矿业公司开展科技攻关，研制了适应煤矿复杂地质条件的TBM（全断面硬岩掘进机）成套装备及技术体系，在北区4座矿井推广应用，效果显著。截至2025年底，TBM累计掘进进尺达21000米，为瓦斯灾害治理赢得了空间和时间。
创新引进TBM
以往，韩城矿业公司采用综掘法。综掘法虽在软岩巷道掘进效率、人员安全等方面相对具有优势，但在硬岩巷道中掘进效率低下，装备集成度低，月进尺在100米左右，采掘接续紧张。
“我们要学习借鉴铁路隧道TBM施工技术，研发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。”韩城矿业公司党委书记、董事长吴杰表示。
2021年12月，陕煤集团首台TBM在桑树坪矿北二240回风巷投入使用。TBM在铁路、地铁施工中广泛应用，但在陕西煤炭行业中应用还是首次。
TBM由13节台车组成，总长8米，刀盘直径达5米。如何将这个庞然大物运到井下，在巷道断面安装？韩城矿业公司将设备进行分装运输，在井下开凿长140米、宽10米的安装硐室。吴杰及韩城矿业公司总经理梁锐多次到井下协调解决安装难题。该公司成立包含设备生产厂家、相关业务部室、矿井区队人员的项目安装组，通过项目化管理、责任制推进、清单式落实，利用40多天时间进行安装调试，最终使TBM成功应用于井下，一年掘进进尺达3300米。
2023年，韩城矿业公司在王峰煤矿引进2台TBM。
持续改造优化适配
TBM体积庞大，转弯半径大，适应岩石硬度变化的能力弱，面对韩城矿区顶板破碎、片帮严重这一复杂地质条件，难以实现快速掘进。对此，韩城矿业公司科研人员与设备生产厂家技术人员联合攻关，对首台TBM进行改造。
“TBM整机长114米，盾体长度由8米改为2米。长度缩短后，TBM在井下施工更灵活。同时，TBM性能得到改进提升，在岩层结构变化、煤层变软、围岩破碎等情况下的适应性能进一步提高。”韩城矿业公司生产技术部部长朱明涛介绍道。
TBM转弯施工，无经验可循。王峰煤矿南一盘区瓦斯底抽巷工程，是目前国内最长的单体岩巷掘进施工项目，由4个半圆弧接连组成。
“TBM拆安工程量大、工期长。我们决定采用U型转弯连续施工方式，缩短工作面成巷时间，前期进行多次模拟预演，动态跟进写实，不断校核坐标参数，为顺利转弯夯实基础。”王峰煤矿副总经理王卫忠说。
面对通风、运输系统铺设以及两巷重叠区域层位布置等难题，科研团队采用小循环作业方式，制定调控刀盘转速等方案，在兼顾安全的同时满足转弯要求。转弯掘进整体路径长度为345米，掘进方位角由201度转向21度。2024年6月16日，历时68天，王峰煤矿TBM整机全部通过转弯区，各系统均正常运行，实现首次转弯掘进。
在此基础上，科研团队、施工区队协作配合，利用高精度全站仪每班测量数据，机载智能系统校核方位，司机控制好TBM姿态，实现精准掘进。2024年12月9日，王峰煤矿第二台TBM仅用43天就完成转弯。
“王峰煤矿2台TBM同时施工，连续累计施工17000米，完成4个采煤工作面的底抽巷施工任务，为灾害治理赢得了空间和时间。”王峰煤矿总经理曹新奇表示。
科技赋能降本增效
韩城矿业公司研制的复杂地质条件下TBM成套装备及技术体系，集掘进、出渣、支护、通风、有害气体监测、水害探测、除尘、导向、防爆等多个子系统于一体，实现全流程机械化、自动化作业，掘进、支护、出渣等并行连续作业。
在人机协同作业方面，工人操作机组的4台液压锚杆钻机进行支护，支护效率提升约40%。TBM采用模块化设计，具备自适应调向功能，确保设备在弯曲巷道中仍能稳定行走。TBM集成了高精度导航定位系统，实现全过程可视化监管，安全性大幅提升。
2025年，韩城矿业公司在北区4座矿井推广应用TBM。目前，该公司已有6台TBM投入使用，最高日进尺24米、月进尺420米，单台TBM应用可减少2个掘进工作面，年可节省人工成本2000万元。（程仙芳）
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