В сотнях метров под землей в Аньшане провинции Ляонин происходит тихая технологическая революция, переписывающая историю горнодобывающего строительства Китая.
Столкнувшись с проблемами мирового уровня, такими как сверхглубокие стволы и сложная геология, Сианьшаньский железный рудник — крупнейший подземный железный рудник в Китае — использовал два отечественных буровых станка «Cornerstone» и «Steel Spine», чтобы не только успешно преодолеть технические ограниченные зоны, но и повысить эффективность строительства в 3-5 раз, одновременно значительно снизив риски безопасности.
Этот прорыв знаменует собой ключевой скачок Китая от лидерства в области оборудования для глубоководных работ.
Сианьшаньский железорудный проект — крупный национальный проект по гарантированию минеральных ресурсов с общим объемом инвестиций 22,9 млрд юаней, нераспределенными запасами ресурсов в размере 1,3 млрд тонн и проектная годовая мощность добычи 30 миллионов тонн железной руды. Его планируется завершить и ввести в эксплуатацию к концу 2027 года. Однако его геологические условия чрезвычайно сложны: протяженность линии выемки и множество проблем, таких как большие продольные уклоны, малые радиусы поворотов, переплетение зон разрушения твердых и мягких пород. Традиционным методом буровзрывных работ здесь добиться успеха сложно.
Компания «Краеугольный камень», отвечающая за прокладку основного подземного горизонтального транспортировочного канала, является первой отечественной буровой машиной ТБМ для твердых пород для шахтных тоннелей.
Это оборудование имеет длину 188 метров, диаметр выемки 7,03 метра и весит 1200 тонн.
Он был разработан совместно компаниями Anshan Iron and Steel Mining, China ENFI, China Railway Tunnel Bureau и другими подразделениями. Он заполнил пробел в производстве полносекционных туннелепроходческих машин для отечественных подземных железных рудников.
С точки зрения сравнения эффективности, традиционный метод взрывной обработки может обеспечить только 60–80 метров видеоматериала в месяц, что требует совместной работы более 40 человек; в то время как «Краеугольный камень» может достигать от 300 до 400 метров видеоматериала в месяц, для работы требуется всего 10 человек, а эффективность увеличивается в 4-5 раз.
С точки зрения повышения безопасности, оборудование одновременно сжимает стену пещеры с помощью основных и вспомогательных опорных башмаков, чтобы предотвратить обрушение окружающей породы, эффективно справиться с зоной разрушения мягких пород и значительно снизить угрозы безопасности, такие как оползни.
С момента запуска в декабре 2023 года «Cornerstone» завершил земляные работы на вспомогательной рампе длиной 5420 метров.
Во время строительства возникали опасные ситуации, такие как заклинивание режущей головки, но команда отладила и восстановила их с помощью плана «одна опасность, одна стратегия», который подчеркнул устойчивость оборудования в сложных геологических условиях.
Компания Steel Spine, специализирующаяся на тысячеметровых вертикальных стволах, является первой в мире полносекционной бурильной машиной для тысячеметровых стволов твердых пород. Возглавляемая компанией Railway Construction Heavy Industry и разработанная совместно с 10 подразделениями, включая Университет науки и технологий Пекина, она завершила прокладку туннеля длиной 1004 метра и построила первую в мире вертикальную шахту глубиной в тысячу метров, построенную с использованием метода полносекционной бурильной машины.
Конструктор Дин Чжанфэй сказал на строительной площадке: «Шахта — это глотка глубокой земли. Традиционный метод бурения и взрывных работ медленный и опасный. «Пробурить скважину, не спускаясь вниз», — мечта поколений строителей скважин».
Техническая группа преодолела три основные трудности: инновационная конфигурация режущей головки, использование принципа «заточки карандаша», изменение режущей головки с V-образной формы на W-образную и оптимизация угла наклона фрезы. , решить проблему потери оборудования для раскопок твердых пород; интеллектуальная система выгрузки шлака основана на принципе килевого водяного колеса и представляет собой вертикальную систему выгрузки шлака, оснащенную кольцевым устройством приема шлака на 360°, с максимальной производительностью 120 кубических метров шлака в час; В технологии подвесных опор используется монолитная бетонная опора, обеспечивающая отсутствие помех между раскопками и опорой, превращая подземные работы с высоким риском в стандартизированное строительство. Это достижение вошло в десятку лучших государственных предприятий 2025 года и получило Золотую премию Женевского международного патента на изобретения.
Технологические прорывы зависят не только от аппаратного обеспечения, но и от расширения возможностей интеллектуальных платформ управления.
Такие технологии, как Интернет вещей, искусственный интеллект и цифровые двойники, глубоко внедрены во весь процесс строительства.
Интеллектуальный командный центр использует глобальные датчики и системы визуализации высокой четкости для достижения точного контроля на миллиметровом уровне подземной рабочей поверхности длиной 773 метра.
Что касается интеграции данных, на платформе создана цифровая трехмерная модель, которая объединяет горнодобывающую промышленность, геологию, инженерию, безопасность и другие области и отображает детали 8 стволов средней глубиной 700 метров, 6400 метров вспомогательных рамп и параметры работы оборудования в режиме реального времени.
С точки зрения эффективности совместной работы, он устраняет барьеры в передаче данных между традиционными участниками проекта и обеспечивает эффективное сотрудничество между строительными, проектными, строительными, надзорными и другими сторонами на одной платформе.
Эта система снижает риски безопасности на 60% и повышает эффективность строительства на 35%, действительно реализуя «меньше рабочей силы под землей, автоматизацию на земле и интеллектуальную диспетчеризацию».
Успешное применение железного рудника Сианьшань имеет значение, выходящее далеко за рамки строительства одного рудника.
Он обеспечивает жесткую поддержку гарантий поставок железной руды в страну и помогает снизить зависимость железной руды от зарубежных стран.
В то же время в рамках проекта был одобрен и подан заявку на 41 патент и сформулированы 2 отраслевых стандарта, устанавливающие технический стандарт для разработки глубоких подземных ресурсов.
От горизонтального прорыва «Краеугольного камня» до вертикального прорыва «Стального хребта» китайское производство оборудования продемонстрировало свое технологическое превосходство в экстремальных условиях работы.
Такие предприятия, как China Railway Construction Heavy Industry, продвигают экспорт аналогичного оборудования в Макао, Турцию, Италию и другие проекты, демонстрируя свою международную конкурентоспособность.
Поскольку разработка глубоких подземных ресурсов становится глобальной тенденцией, практика железного рудника Сианьшань обеспечивает воспроизводимое китайское решение для будущего использования подземного пространства.
