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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”。