Centinaia di metri sottoterra ad Anshan, nel Liaoning, una rivoluzione tecnologica silenziosa sta riscrivendo la storia delle costruzioni minerarie in Cina.
Di fronte a problemi di livello mondiale come pozzi ultra profondi e geologia complessa, la miniera di ferro di Xi’anshan, la più grande miniera di ferro sotterranea della Cina, si è affidata a due alesatrici domestiche “Cornerstone” e “Steel Spine” non solo per superare con successo aree tecniche limitate, ma anche per aumentare l’efficienza della costruzione da 3 a 5 volte riducendo significativamente i rischi per la sicurezza.
Questa svolta segna il salto fondamentale della Cina da leader nel campo delle apparecchiature per l’ingegneria delle terre profonde.
Il progetto Xi’anshan Iron Ore è un importante progetto nazionale di garanzia delle risorse minerarie con un investimento totale di 22,9 miliardi di yuan, riserve di risorse conservate di 1,3 miliardi di tonnellate e una capacità mineraria annuale progettata di 30 milioni di tonnellate di minerale di ferro. Si prevede che sarà completato e messo in funzione entro la fine del 2027. Tuttavia, le sue condizioni geologiche sono estremamente complesse: la linea di scavo si estende su un lungo tratto e ci sono molteplici sfide come grandi pendii longitudinali, curve di piccolo raggio e intreccio di zone di frattura di roccia dura e roccia tenera. Qui è difficile che il tradizionale metodo di perforazione e brillamento faccia progressi.
La “pietra angolare” responsabile dell’apertura del principale canale di trasporto orizzontale sotterraneo è la prima macchina nazionale TBM per roccia dura per tunnel minerari. Questa attrezzatura è lunga 188 metri, ha un diametro di scavo di 7,03 metri e pesa 1.200 tonnellate.
È stato sviluppato congiuntamente da Anshan Iron and Steel Mining, China ENFI, China Railway Tunnel Bureau e altre unità. Ha colmato la lacuna nella costruzione di alesatrici per tunnel di roccia dura a sezione intera per miniere di ferro sotterranee domestiche.
In termini di confronto dell’efficienza, il metodo di sabbiatura tradizionale può ottenere solo da 60 a 80 metri di riprese al mese, richiedendo che più di 40 persone lavorino insieme; mentre il “Cornerstone” può raggiungere dai 300 ai 400 metri di metraggio al mese, richiedendo solo 10 persone per funzionare, e l’efficienza è aumentata di 4 o 5 volte.
In termini di miglioramento della sicurezza, l’attrezzatura stringe contemporaneamente la parete della grotta attraverso le scarpe di supporto principale e ausiliaria per impedire il collasso della roccia circostante, far fronte efficacemente alla zona di frattura della roccia tenera e ridurre significativamente i rischi per la sicurezza come le frane.
Dal suo varo, nel dicembre 2023, la “Pietra Angolare” ha completato 5.420 metri di scavo della rampa ausiliaria.
Durante la costruzione si sono verificate situazioni pericolose come l’inceppamento della testa di taglio, ma il team ha eseguito il debug e il ripristino attraverso il piano “un pericolo, una strategia”, che ha evidenziato la stabilità dell’attrezzatura in una geologia complessa.
La “Steel Spine”, specializzata in pozzi verticali profondi mille metri, è la prima alesatrice a sezione intera per roccia dura per pozzi da mille metri al mondo. Guidato da Railway Construction Heavy Industry e sviluppato in collaborazione con 10 unità tra cui l’Università della Scienza e della Tecnologia di Pechino, ha completato il compito di scavare un tunnel di 1.004 metri e costruito il primo pozzo verticale al mondo profondo mille metri costruito utilizzando il metodo della fresatrice a sezione intera.
Il progettista Ding Zhangfei ha dichiarato in cantiere: “Il pozzo è la gola della terra profonda. Il metodo tradizionale di perforazione e brillamento è lento e pericoloso. ‘Perforare un pozzo senza scendere’ è il sogno di generazioni di costruttori di pozzi.”
Il team tecnico ha superato tre difficoltà fondamentali: innovare la configurazione della testa di taglio, ispirandosi al principio della “affilatura a matita”, cambiando la forma della testa di taglio dalla forma a V alla forma a W e ottimizzando l’angolo di inclinazione del creatore. , per risolvere il problema della perdita delle attrezzature di scavo della roccia dura; il sistema di scarico delle scorie intelligente fa riferimento al principio della ruota idraulica a chiglia e sviluppa un sistema di scarico delle scorie verticale, dotato di un dispositivo anulare di ricezione delle scorie a 360°, con una produzione massima di scorie di 120 metri cubi all’ora; la tecnologia del supporto sospeso adotta una soluzione di supporto in calcestruzzo gettato in opera per ottenere la non interferenza tra scavo e supporto, trasformando le operazioni sotterranee ad alto rischio in una costruzione standardizzata.
Questo risultato è stato selezionato come una delle dieci migliori imprese statali nel 2025 e ha vinto il Premio d’oro per i brevetti internazionali di invenzione di Ginevra.
Le scoperte tecnologiche non si basano solo sull’hardware, ma beneficiano anche del potenziamento delle piattaforme di gestione intelligente.
Tecnologie come l’Internet delle cose, l’intelligenza artificiale e i gemelli digitali sono profondamente integrate nell’intero processo di costruzione. Il centro di comando intelligente utilizza sensori globali e sistemi di imaging ad alta definizione per ottenere un controllo preciso a livello millimetrico della superficie di lavoro sotterranea di 773 metri.
In termini di integrazione dei dati, la piattaforma ha costruito un modello tridimensionale digitale che integra minerario, geologico, ingegneria, sicurezza e altri campi e visualizza i dettagli di 8 pozzi con una profondità media di 700 metri, 6400 metri di rampe ausiliarie e parametri operativi delle apparecchiature in tempo reale.
In termini di efficienza collaborativa, rompe le barriere dei dati tra i tradizionali partecipanti al progetto e consente una collaborazione efficiente tra costruzione, progettazione, costruzione, supervisione e altre parti sulla stessa piattaforma.
Questo sistema riduce i rischi per la sicurezza del 60% e aumenta l’efficienza della costruzione del 35%, realizzando realmente “meno manodopera nel sottosuolo, automazione a terra e dispacciamento intelligente”.
Il successo dell’applicazione della miniera di ferro di Xi’anshan ha un significato che va ben oltre la costruzione di una singola miniera.
Fornisce un sostegno fondamentale per la garanzia dell’approvvigionamento di risorse di minerale di ferro del paese e aiuta a ridurre la dipendenza del minerale di ferro dai paesi stranieri.
Allo stesso tempo, il progetto ha autorizzato e richiesto 41 brevetti e formulato 2 standard di settore, stabilendo un punto di riferimento tecnico per lo sviluppo delle risorse sotterranee profonde.
Dallo sfondamento orizzontale della “Pietra angolare” allo sfondamento verticale della “Steel Spine”, la produzione di attrezzature cinese ha dimostrato il suo dominio tecnologico in condizioni di lavoro estreme.
Imprese come China Railway Construction Heavy Industry hanno promosso l’esportazione di attrezzature simili a Macao, Turchia, Italia e altri progetti, dimostrando la loro competitività internazionale.
Poiché lo sviluppo delle risorse sotterranee profonde diventa una tendenza globale, la pratica della miniera di ferro di Xi’anshan fornisce una soluzione cinese replicabile per il futuro utilizzo dello spazio sotterraneo.
