在煤业公司张集矿井下14128高抽巷，世界首台直径2.5米的小型盾构机正开足马力向前开进着，伴随着刀盘与岩石碰撞的轰鸣声，硬岩像“豆腐”一样被层层切割下来。“自从用上了盾构机，日单进最高能达到40多米，这在以前是不敢想象的。”该矿开拓七区盾构机队副队长许松山兴奋地说。

这台被职工形象地称为“土行孙”的盾构机，它以快速“遁地”的能力颠覆了传统硬岩巷道掘进的生产方式，为解决采掘接替矛盾提供了新路径，是集团公司发展先进生产力的又一重要成果，是企业推进生产方式转变中浓墨重彩的一笔。

近年来，集团公司坚定不移推进生产方式转变，坚持“四化融合、七措并举”，依靠技术创新、装备升级，解决战术落后问题，不断推动智能化技术与煤炭产业融合发展，提升煤矿智能化和本质安全水平，为企业走稳高质量发展之路打下坚实基础。

世界首台直径2.5 米的小型盾构机在张集矿井下14128 高抽巷成功应用。图为该矿职工在检查盾构机刀盘完好情况。（吴运生摄）

掘进效率提六倍，助力采掘接替

曾经，世界最大盾构机制造商德国海瑞克公司给盾构机标定的最小直径是3.8米，在他们看来，直径如果再缩小，机器的扭矩力和推进力将大打折扣，无法满足硬岩的施工需要。但淮南煤矿人却不服气，为了适应井下条件，他们充分发挥不畏艰难的锐气和敢于创新的勇气，相继研发出直径3.5米、2.5米的小型盾构机，并率先在世界范围内于立井成功试用。

盾构机到底好不好用，数据是最直观的体现。传统的硬岩巷道掘进平均月单进80米，而集团公司应用直径2.5米、3.5米的盾构机分别在张集矿、顾桥矿创造了月进尺516米、600米的岩巷进尺纪录，效率提高6倍以上，可以说1台盾构机的进度顶得上以往6个头的进度。掘进效率提高6倍，用工较以往还有所减少，相当于人均工效翻了好几番。

煤矿生产岩巷先行，近年来随着矿井智能化、信息化建设的推进，采煤、煤巷掘进的机械化程度不断提升，相比之下岩巷掘进的机械化程度稍低，这就造成岩巷施工效率与高效生产不匹配，从而导致生产接替失调。“淮南矿区瓦斯治理岩巷工程量大，盾构机在煤业公司的推广应用，有效缓解接替紧张状况，达到解放生产力的效果。盾构机作业线在降低巷道支护、维修费用的同时减少用人，实现安全高效生产，安全快速高效掘进。”煤业公司副总经理吴浩仁表示。

盾构机在双效提升上效果显著，在安全性能上也有着充分保障。运行时，开车人员全程遥控操作，支护人员处于支护好的安全区域，避免了以往综掘“脸贴脸”战术。而小型化的盾构机采用了模块化设计，部分部件可以整体运输，减少了起吊打运等危险环节。据悉，直径2.5米盾构机在张集矿14128高抽巷安装期间，仅用时14天就在井下完成了100多车配件的组装。“现在我们作业时不仅安全了，劳动强度和以前相比也轻松了不少。”许松山开心地说。

“小直径盾构机在矿井的成功应用，为我们下一步改进设备以及推广应用积累了大量实践经验，坚定了我们推进生产方式转变的信心和决心。”煤业公司生产技术部高级主管李亮表示。

锲而不舍“吃螃蟹”，为我所用铸品牌

淮南矿区地质条件复杂，随着开采不断延深，岩巷掘进面临的不利因素愈发严峻，效率问题始终是制约着生产后劲和当期生产效率的“瓶颈”。如果再不求变，一直采用传统的掘进模式，劳动效率很难再满足企业安全生产需要，这也正是淮南煤矿人十年锲而不舍研发盾构机技术的意义所在。

早在2012年，集团公司勇于第一个“吃螃蟹”，与相关科研机构合作研发第一代直径4.5米的盾构机。由于盾构机原应用于隧道、地铁掘进，想把这套技术“移植”到煤矿没有捷径可走，设备“长”“重”“多”，如何通过罐笼顺利入井本身就是个问题。入井之后，各部件电机车拉运、单轨吊下山运输、慢绞提升，一路“翻山越岭”困难重重。

组装过程中，由于井下空间有限，很多在地面能简单完成的动作都成了难题。

“为了让盾构机适应煤矿巷道掘进的特殊环境，工程院全程参与盾构机的设计，提出了煤矿用小型盾构机设计原则及技术指标，设计实现整机防爆。同时，制定技术方案，创新快速支护施工技术。”工程院副院长、副总经理王传兵表示。

历时两年多，克服了设计、运输、安装等多个难题，世界首条立井煤矿全断面硬岩掘进机作业线于2014年10月在张集矿建成。这台直径4.5米的盾构机也不负众望，在两条试验巷道中共掘进了2040米，不仅破了多项纪录，更重要的是在盾构机的使用上积累了丰富经验，总结形成了专利《一种矿用全断面硬岩掘进机及其循环掘进方法》，获评第六届安徽省专利金奖，位居19项专利金奖首位。

集团公司第一代盾构机的掘进效率有目共睹，但一次完整的安装拆除需要3至4个月时间。为此，煤业公司积极落实集团公司职代会提出的加快推进“智慧矿山”建设要求，将第二代盾构机计划写入《煤业公司技术创新、装备升级推进生产方式转变实施方案》，下决心研发适用性更广的小型盾构机。

有了第一代盾构机的成功经验，直径2.5米、3.5米盾构机的设计有了技术支撑。经过数年研发，世界首台直径2.5米盾构机于2020年10月在张集矿首次亮相，并在后续使用中创造了516米的月进尺纪录。同样在2020年11月，直径3.5米盾构机在顾桥矿的月单进突破600米，最高圆班进尺40.2米，单班进尺20.2米，一举实现了硬岩掘进的新突破，用实际成效打响了淮河能源盾构机品牌。

挖掘潜能更适用，智能升级有方向

集团公司盾构机应用至今，掘进巷道的总长度已经超过10500米。在这一过程中，现场技术一直在迭代进步，不断提高性能和适用性。张集矿生产技术二科副科长王艳国告诉记者，在张集矿14128高抽巷施工期间，盾构机遇到的最大“拦路虎”是构造带，顶板和两帮岩石破碎严重，盾构机撑靴向两帮撑力时，帮部岩体无法保持完整，有大量矸石掉落，严重影响了盾构机的进尺和人员安全。

由于是世界首台小型盾构机，没有其他先例可以借鉴，面对这样一个难题，集团公司迅速组织骨干力量进行技术攻关。通过不断探索、分析论证，先后使用加垫板、加固锚锁等办法，增加了顶板的抗压性、防滑性。盾构机得以顺利运行，用时20天一举通过破碎带。

而直径3.5米盾构机在顾桥矿应用时也遇到了难题。在最初施工阶段，并没有找到原先预测预报的硬岩层，由于“吃硬不吃软”的特性，盾构机在软岩中的表现并不好。顾桥矿重新制定措施调整施工方案，利用休整时间重新调整了施工角度，用了18天的时间将盾构机由-10°调整为+2°，顺利找到了硬岩层。啃到“硬骨头”，盾构机仿佛如鱼得水，不断突破圆班进尺纪录。

在煤业公司，盾构机如何应对复杂岩层已经成为生产技术部门重点研究的一个课题。目前，最新研究的成果是采用围岩超前治理的方法，通过对破碎带预先注浆，把软岩变硬，让破碎的岩层变完整。据了解，改善岩石状态只是盾构机应对复杂岩层的一个研究方向，煤业公司目前同步在研究从盾构机构造入手解决这一问题，即通过缩短盾体，让支护距离更短，这样撑靴就能撑在已经支护好的岩层帮部，从而大幅提高稳定性。

“目前，我们正在研究减小盾构机的转弯半径，如果能够实现，就可以通过提前规划，让盾构机在施工完一条巷道后直接转弯去下一条巷道，减少了安装拆除以及转运的时间，进一步拓宽盾构机适用范围。”李亮表示。

盾构机的成功应用，是集团公司生产方式转变的一个缩影。如今，企业通过引进先进装备和技术，积极消化吸收再创新，生产方式转变全面提速，劳动生产效率进一步提高，智慧矿山建设加速升级。这些生产力的变革，将在企业转型升级攻坚战中发挥至关重要的作用，为实现企业“五个确保”目标保驾护航。（孙飞）