在辽宁鞍山地下数百米深处，一场静默的技术革命正在改写中国矿山建设史。面对超深竖井、复杂地质等世界级难题，西鞍山铁矿——国内最大单体地下铁矿山——凭借两台国产掘进机“基石号”与“钢铁脊梁号”，不仅成功攻克技术禁区，更将施工效率提升3至5倍，同时大幅降低安全隐患。这一突破标志着中国在深地工程装备领域实现了从跟跑到领跑的关键跨越。
西鞍山铁矿项目是国家级重大矿产资源保障工程，总投资229亿元，保有资源储量13亿吨，设计年开采铁矿石3000万吨，计划2027年底建成投产。然而，其地质条件异常复杂：掘进线路跨度长，叠加了大纵坡、小半径转弯、硬岩与软岩破碎带交织等多重考验，传统钻爆法在这里举步维艰。
负责打通地下水平运输主通道的“基石号”，是国产首台矿山平巷硬岩TBM掘进机。这台设备长188米、开掘直径7.03米、重1200吨，由鞍钢矿业、中国恩菲、中国中铁隧道局等单位联合研发，填补了国内地下铁矿全断面硬岩隧道掘进机施工的空白。
效率对比方面，传统爆破法月进尺仅60至80米，需40余人协同作业；而“基石号”月进尺达300至400米，操作仅需10人，效率提升4至5倍。安全提升上，设备通过主副撑靴同步撑紧洞壁，防止围岩塌落，有效应对软岩破碎带，大幅降低塌方等安全隐患。自2023年12月始发以来，“基石号”已完成5420米辅助斜坡道掘进。施工中曾遭遇刀盘卡壳等险情，但团队通过“一险一策”预案调试恢复，凸显了设备在复杂地质中的稳定性。
专攻千米深井垂直井筒的“钢铁脊梁号”，是全球首台千米级竖井硬岩全断面掘进机。由铁建重工牵头，联合北京科技大学等10家单位研发，它完成了1004米掘进任务，建成世界首条采用全断面掘进机法施工的千米深立井。
设计师丁张飞在施工现场表示：“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。”技术团队攻克了三大核心难关：创新刀盘构型，借鉴“削铅笔”原理，将刀盘从V形改为W形，优化滚刀倾角，解决硬岩掘进设备损耗难题；智能排渣系统，参考龙骨水车原理，研发垂直排渣系统，搭配360°环形接渣装置，每小时最大出渣量120方；悬空支护工艺，采用现浇混凝土支护方案，实现掘进与支护互不干扰，让高危井下作业变为标准化施工。该成果已入选2025年度央企十大国之重器，并获日内瓦国际发明专利金奖。
技术突破不仅依赖于硬件，更得益于智慧管理平台的赋能。物联网、AI智能、数字孪生等技术深度植入施工全流程，智能指挥中心通过全域传感器与高清影像系统，实现地下773米作业面毫米级精准操控。
数据整合方面，平台构建了融合采矿、地质、工程、安全等多领域的数字化三维模型，实时显示8条平均深度700米的竖井、6400米辅助斜坡道细节，以及设备运行参数。协同效率上，打破传统工程参与方的数据壁垒，实现建设、设计、施工、监理等多方在同一平台高效协作。这一系统推动安全风险降低60%、施工效率提升35%，真正实现了“井下少人化、地面自动化、调度智能化”。
西鞍山铁矿的成功应用，其意义远超出单一矿山建设。它为国家铁矿资源供应保障提供了硬核支撑，有助于降低铁矿石对外依存度。同时，项目已授权及申报专利41件、制定行业标准2项，为深地资源开发树立了技术标杆。从“基石号”的水平攻坚到“钢铁脊梁号”的垂直突破，中国装备制造在极端工况下展现了技术统治力。铁建重工等企业已推动类似装备出口至澳门、土耳其、意大利等项目，彰显国际竞争力。随着深地资源开发成为全球趋势，西鞍山铁矿的实践为未来地下空间利用提供了可复制的中国方案。
