近期，中煤矿建集团与矿方合作完成的“可可盖煤矿超长斜井敞开式全断面掘进机智能化建井技术研究与实践”科技成果通过了中国煤炭工业协会组织的科技成果鉴定。由多名院士专家组成的专家组，经过现场实地考察、查阅资料、项目汇报、质询答疑等多个环节评审，一致认为，该项目技术成果填补了智能化建井技术空白，整体达到国际领先水平。

TBM（全称为全断面硬岩掘进机）可进行掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，一般应用于铁道、水电、交通、市政等隧洞。中煤矿建集团深耕矿建行业60余载，专注于凿井和掘进技术的探索与研究，首次将TBM应用于超长距离的矿山巷道施工中，建成具有示范意义的煤矿长大斜井工程——可可盖煤矿及选煤厂项目主斜井掘砌工程。

“可可盖项目实现井下作业人员减少40%，掘进效率相比传统综掘法、钻爆法分别提高了3倍和5倍以上，让千万吨级煤矿斜井建设速度快进到16个月以内，节约投资成本达10亿元”，可可盖矿井及选煤厂项目指挥长牛宾介绍道。

从“0”到“1”

——守正创新，智能“蝶变”

中煤矿建集团作为矿山建设行业的领军企业，综合实力连续16年位居我国煤矿建设行业榜首。但领跑的荣光也必将伴随着极大的问题和挑战,特别是随着智能化煤矿建设的全面推进,传统的建井模式迫切需要转型升级,寻求新的发展机遇。

陕西省榆林市，可可盖煤矿及选煤厂项目主斜井正在火热建设之中。百米井下，只有寥寥数名工人在完成TBM操作及维护工作，完全没有一个煤矿斜井施工现场该有的人声鼎沸、机器轰鸣、粉尘漫天飞的景象。

打眼、放炮、出矸、钉道，煤矿斜井施工以前采用传统钻爆法，付出巨大时间、精力、人力、物力。“与现在用TBM施工每月动辄掘进数百米相比，那时候每天起早贪黑，一个月下来掘不了几十米。”今年55岁的可可盖项目常务副经理徐承东，干了大半辈子矿建，亲历行业巨变。他深有感触地说，“如果按照当年煤矿斜井的建设速度，直径7.13米、断面39.9平米、长度5300多米的巷道至少需要花5年，用TBM只要不到1年时间就可以完成全部掘进任务”。

为了能让TBM施工矿山巷道“梦想”照进现实，这一路，走得并不容易。回想起煤矿TBM装备研制的那段时间，煤矿TBM设备研发负责人激动地说：“新技术、新设备的研制都将会面对前所未有的挑战,首当其冲的便是质疑”。

当时大部分人都觉得,用修地铁的盾构机施工矿山巷道能掘得动吗？用这么大个设备成本肯定很高吧？5000多米的巷道排渣排水能跟得上嘛？TBM掘出来的巷道质量行不行？

2020年，中煤矿建集团联合安徽理工大学、中国矿业大学（北京）向煤矿TBM施工装备及关键技术发起冲击。针对TBM掘进机各个关键技术环节，每个环节组建一支攻关团队。每个数据一遍遍核算，又一次次推倒重来；每种力学模型一遍遍模拟，又一次次推翻。

从无到有，摸索前行。中煤矿建集团坚持守正创新，从煤矿建设“掘、支、运、探”四个基本点着手，攻克了TBM掘进机设计原则与技术、支护关键技术、连续皮带机技术、超前探水技术等关键技术环节，构建起拥有自我知识产权的核心技术体系。这“四大技术”恰似一条“流水线”，破解了TBM在不同地层条件下“掘得动”“稳得住”“排得走”“建得好”的技术难题。

2021年3月31日，针对可可盖煤矿井田地质结构实际，中煤矿建集团联合可可盖煤矿、铁建重工定制化研制的直径7.13米的敞开式TBM设备在铁建重工长沙第二产业园区顺利下线，标志着敞开式TBM首次用于煤矿长距离斜井施工，开创了煤矿斜井采用敞开式TBM施工的先例。

从“1”到“5335”

——不怕困难，埋头潜行

长度5335米，可可盖煤矿是目前国内外采用敞开式TBM施工的最大埋深、最长距离煤矿斜井，用直径7.13米，整机长度约160米，重达1500吨的“大家伙”进行施工，犹如在百米之下的地底“绣花”，涌水问题、辅助运输、安全质量等均是亟待攻克的难关。

2021年5月30号，“奋斗号”TBM正式始发，拉开了中煤矿建集团挑战用TBM在我国西部煤矿复杂地层智能化建井的序幕。

“用专业”挑战“不可能”。涌水问题是煤矿斜井的天敌，可可盖煤矿主斜井有一段洛河组岩层，全长约2400米，是全线重难点工程，地质极其复杂。项目论证时，就有业内权威人士担忧：洛河组砂岩涌水量大、遇水泥化，强度不足以支撑设备推进力，并且可可盖煤矿井田洛河组岩层富水性较强，一旦发生大规模透水垮塌，将会造成设备被埋、井筒报废的后果，用TBM施工行不行？

没两把刷子，肯定不行。针对这一特点，项目管理团队积极与矿方沟通协调，从科学的研究论证开始，查论文、翻资料、跑现场、看设备、请专家，经过为期近一个月的论证，最终找到一套行之有效的治水方法：采用双回路电源、双回路排水管路、分级排水方案，在主斜井联络巷设置接力水仓，有效遏制了井筒涌水流入TBM迎头，切实解决出渣拉水、皮带打滑难题，并且在TBM上加装超前物探系统，做到能探能排，双管齐下，保障了TBM快速稳定掘进。

中煤矿建集团的专业不但战胜了“不可能”，而且大大提高了掘进速度。据可可盖项目经理马均志介绍，洛河组岩层施工进度由原来的4-5米/天，提高到了40米/天。

“硬碰硬”创造“掘进神话”。2022年4月，“奋斗号”TBM掘进至2609米，在洛河组砂岩与安定组泥岩过渡带中突遇接触面风化严重，碎顶出现塌腔，遇到这么个“硬茬”，施工一度停滞。

“硬骨头”碰上了“硬茬”。那些天，被大家戏称为“硬骨头”的可可盖项目TBM经理王念涛总是眉头紧锁，日夜思索怎样才能突破这一难点。时间一点点过去，方案却一次又一次被推翻。“如果改变支护方式，采用搭设钢拱架+组合锚索+W钢带+钢筋排支护施工，快速通过过渡段呢？”想到这个方法，王念涛说干就干。经过反复论证，终于找到了解决问题的“金钥匙”。

在实际操作过程中，王念涛又考虑到TBM推进撑靴部位破碎、塌腔无法提供足够的反向推力，在塌腔处架设道木并喷浆充填为撑靴提供支撑力，保障了设备在穿层中安全顺利施工，为后续快速掘进奠定了“硬”基调。

可可盖项目在2021年7月份掘进461.18米，8月份掘进522.04米，均创纪录；后续又在同年11月单班进尺14.2米，单日进尺40.3米，当月创出TBM盾构掘进812.6米的全国施工新纪录，并两次打破世界吉尼斯纪录，“硬碰硬”创造了“掘进神话”。

“5G+物联网”打造“智慧工地”。在可可盖项目施工现场，“点一点”电脑，TBM设备实时状态便出现在电脑屏幕上，实时监测;用手机在人员定位表上“扫一扫”，井下人员“一目了然”;材料库里“扫一扫”，材料数量去向“对号入座”……

可可盖项目技术经理田青龙表示，“可可盖项目开发了智慧工地三维一体化管理系统，形成了‘人员定位管理—装备智能控制—环境安全监测—智慧工地管理’四位一体的智能化建井管控体系，有效提高了主斜井巷道施工现场的安全管理水平和工程管理效率。”

“5G+物联网”，步入“智能”管理“快车道”。可可盖项目引入“5G+物联网”，率先在矿建领域建成5G+智慧工地，打造了包含感知层、网络层、服务层和应用层等结构的矿井建设物联网架构，搭建起基于BIM可视化生产管理运维系统，动态显示矿井生产各项指标，实时监测现场施工人员、车辆及TBM设备动态，并通过AI技术对人员及环境的不安全行为或状态进行自动识别，实现自动化监管设施联合动作，提高应急响应速度和突发事件处置速度，变被动式管理为主动式智能化管理，有效提高了施工进度、质量和工作效率。

2022年9月30日，可可盖项目顽强拼搏、不怕困难，敢于奋斗，在政策性停工5个月等不利影响下，仅用时10个月零9天完成可可盖煤矿主斜井5335米TBM掘进任务，平均月进尺509.7米，比合同工期提前4个月，不负“矿建王牌军”称号。

从“5335”到“+∞”

——为中国矿山建设提供新方案

高质量发展，需要高科技支撑。中煤矿建全力加强科技创新能力建设，持续完善科技创新体系，大力提升协同创新水平，围绕超深矿井建设关键技术、冻结技术、硬岩巷道机械化施工、机电安装技术、TBM斜井施工技术、基于BIM技术的项目精细化管理等多领域多方面的研究，取得一大批具有自主知识产权的科技创新成果，为推进我国煤炭基本建设，推动煤炭行业技术革新贡献了力量。

2022年3月，国家发展改革委发布《关于印发纳入新序列管理的国家工程研究中心名单的通知》。中煤矿建煤矿深井建设国家工程实验室顺利通过优化整合，纳入新的管理序列，并更名为“矿山深井建设技术国家工程研究中心”，该研究中心是矿山深井建设技术领域唯一的国家级创新平台。

一项项“新技术”“新设备”的应用，既体现出一个企业改革发展的决心，也反映出承建施工企业的综合实力。自可可盖项目开工以来，中国工程院院士王国法、安徽理工大学、中煤科工集团、中煤集团、宁煤集团等个人及单位，都不约而同奔赴可可盖煤矿主斜井施工现场，指导观摩学习TBM施工矿山巷道技术的应用。两年不到的时间里，可可盖项目就接待各级各类前来观摩学习的业内专家学者及从业者150余人次，中煤矿建集团承建的中国首个敞开式TBM施工矿山巷道示范工程得到了来宾的一致点赞。

中国工程院院士王国法在深入井下参观指导后，评价道，“可可盖矿井及选煤厂项目创新矿井开拓方式，采用敞开式全断面智能掘进装备施工长距离斜井，实现了智能化建井、建智能化矿井。今后一段时期，我国相当一部分新建矿井均位于山西、陕西、内蒙古交界处，煤层埋深超过400米，同处地质条件接近的鄂尔多斯盆地，可可盖项目的建井模式将为该地区矿井建设提供可复制模板”。

栽下凤凰树，引得凤凰来。中煤矿建集团将TBM施工矿山巷道技术作为产业升级的必经之路，已累计授权专利11项，其中发明专利5项；发表论文12篇；已申请编制行业标准1项，省部级工法1项；并先后承建了淮南丁集、潘三、顾桥、张集煤矿等4条TBM施工作业线，TBM施工矿山巷道技术落地生根,枝繁叶茂。

知常明变者赢，守正创新者进。随着国家建设进入新时代，企业发展也迈向新阶段。新形势创造新机遇，新环境迎来新挑战，展望未来，中煤矿建集团将以“科技强企、人才强企”为总基调，以转型升级、提质增效为主路线，统筹“保进度、争效益、促安全”三大主题，构建“一体两翼”发展格局，做好党建引领、改革创新、科技创新、人才建设等支撑保障，把握时代机遇，再续辉煌新篇，全力推进企业高质量发展。