一、應用優(yōu)勢分析
與傳統(tǒng)鉆爆法相比，TBM在金屬礦山應用的優(yōu)勢極為顯著：
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掘進效率革命性提升：這是TBM最核心的優(yōu)勢。大量案例表明，其月進尺可達400-500米，甚至更高（如江銅銀珠山礦項目取得月進尺430米的成績），是傳統(tǒng)鉆爆法（通常為60-80米/月）的3-5倍以上，能極大縮短礦山基建周期。
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安全水平本質(zhì)化提高：TBM施工實現(xiàn)了“機械化換人、自動化減人”，人員在防護盾體內(nèi)作業(yè)，有效規(guī)避了掌子面片幫、冒頂?shù)戎苯语L險。同時，其無需使用爆破器材，徹底杜絕了爆破事故。設備自帶除塵系統(tǒng)，極大改善了作業(yè)環(huán)境。
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成巷質(zhì)量與圍巖穩(wěn)定性增強：TBM采用滾刀機械破碎巖石，對圍巖擾動極小，避免了爆破震動帶來的損傷。形成的圓形斷面受力均勻，更利于巷道長期穩(wěn)定，減少了后期維護成本。
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綠色與智能化轉(zhuǎn)型：TBM施工噪音、振動小，且可采用電力驅(qū)動，減少井下燃油設備的使用，符合綠色礦山理念。其本身就是高度自動化的裝備，集成智能導航、地質(zhì)預報、瓦斯監(jiān)測等功能，是礦山智能化建設的關鍵一環(huán)。
二、應用場景與適應性挑戰(zhàn)
TBM并非萬能，其應用需結(jié)合具體礦山條件：
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理想應用場景：
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長距離主干巷道：如主要運輸大巷、膠帶斜井、進回風井等，長度通常需大于1.5-2公里才能體現(xiàn)其經(jīng)濟性。
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深部高地壓礦區(qū)：圓形斷面抗壓能力強，機械掘進安全性高。
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環(huán)境要求高的礦區(qū)：如附近有居民區(qū)或?qū)Νh(huán)保要求極高，需避免爆破影響的區(qū)域。
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面臨的技術挑戰(zhàn)與創(chuàng)新：
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復雜地質(zhì)條件：斷層、破碎帶、涌水等是TBM施工的主要風險。需通過超前地質(zhì)預報、加強支護（如及時噴錨、管片支護）等方式應對。
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礦山開拓系統(tǒng)限制：金屬礦山礦體走向多變，要求TBM具備更強的靈活性。行業(yè)通過技術創(chuàng)新，已研制出超小轉(zhuǎn)彎半徑（R30m-50m）（如紫金建設號、銀珠山礦TBM）和大坡度（-18.1%）機型來適應“跟著礦體走”的開拓需求。
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設備下井與組裝：由于礦山井筒尺寸限制，大型TBM常需“化整為零”，通過輔助斜坡道（如所述案例）或豎井下放至井下特定硐室進行組裝，對礦山前期施工提出了更高要求。
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初期投資成本高：TBM設備造價及運維成本遠高于傳統(tǒng)鉆爆設備，需進行全生命周期的經(jīng)濟性評估。
三、技術發(fā)展新趨勢
從材料中可以看出當前TBM技術正在向?qū)I(yè)化、定制化深度發(fā)展：
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型號多樣化：除傳統(tǒng)（狹義）TBM外，出現(xiàn)了適用于煤礦的單護盾TBM（東坪號、古城一號礦TBM）、結(jié)合掘錨機靈活性與TBM破巖能力的滾刀式巖石掘進機（非全斷面，銅山口礦），以及U型敞篷式（潞盾一號）等，以滿足不同工況。
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專用技術集成：針對礦山特殊環(huán)境，集成強沖擊地層自適應支護、瓦斯聯(lián)動監(jiān)測、智能導航等煤礦和金屬礦專用技術，攻克“卡脖子”難題。
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國產(chǎn)化突破：鐵建重工、中鐵裝備、中交天和等國內(nèi)廠商已具備自主研發(fā)制造礦用TBM的能力，并提供了多套首臺套裝備（如東坪號、古城一號礦TBM），打破了國外壟斷，降低了應用成本。
四、應用情況
2021年
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3月29日：中煤隧道公司新巨龍TBM項目獲上海大世界基尼斯“大埋深、大直徑條件下煤礦巖巷TBM單月進尺之最”。工程總長12950米，巷道凈直徑6米，2021年1月單月進尺310米，創(chuàng)國內(nèi)同類工程紀錄。
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8月8日：新巨龍公司二水平北區(qū)回風大巷“新礦1號”TBM盾構(gòu)機貫通。該設備直徑6.33米，功率2400kW，集成掘進、支護、出矸等功能，實現(xiàn)月單進280米突破，解決高應力破碎巖層施工難題。
2022年
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11月5日：黑龍江多寶山銅礦“紫金建設號”TBM啟用。國際首臺實現(xiàn)-18.1%大坡度+R50m超小轉(zhuǎn)彎半徑設計，解決礦體埋藏深、走向變化大的開拓難題，施工速度較傳統(tǒng)鉆爆法提升5倍。
2023年
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7月11日：兗礦能源首臺礦用TBM“兗礦先鋒號”在趙樓煤礦投入使用。針對軟巖破碎帶及小轉(zhuǎn)彎半徑設計，集成智能導航、瓦斯監(jiān)測等煤礦專用技術，提升掘進效率與安全水平。
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12月8日：鐵建重工“潞盾一號”U型敞篷式礦用TBM在山西余吾煤業(yè)始發(fā)，開挖直徑6.33米，為山西省井下最大直徑礦用TBM。
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12月14日：鞍鋼西鞍山鐵礦“基石號”TBM始發(fā)，承擔輔助斜坡道與膠帶斜井施工，集成破巖、出渣、支護一體化功能，實現(xiàn)施工少人化，支撐全球最大地下充填法礦山建設。
2024年
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4月25日：全國首臺滾刀式巖石掘進機在湖北大冶銅山口礦投用，破巖強度達150MPa，解決綜掘效率低、炮掘風險高問題，開創(chuàng)非全斷面硬巖掘進裝備應用先河。
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12月30日：山東瑞海礦業(yè)“海岳一號、海岳二號”TBM始發(fā)，全球首次應用于地下千米深度黃金礦山巷道掘進，克服高溫、高濕、高壓難題，填補大深埋金屬礦山TBM技術空白。
2025年
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1月9日：中國首臺煤礦用單護盾TBM在中交天和下線，應用于陜西府谷古城一號煤礦副斜井，開挖直徑8.34米，集成“三專兩閉鎖”安全設計，掘進效率較鉆爆法提升3倍。
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2月7日：中國十五冶在江銅銀珠山礦引入的超小轉(zhuǎn)彎TBM實現(xiàn)一期工程貫通。設備直徑3.53米，最小轉(zhuǎn)彎半徑30米，13個月掘進3047米，最高月進尺430米，效率為傳統(tǒng)方法3倍。
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4月8日：冀中能源首臺盾構(gòu)機“峰峰號”在東興泰礦安裝成功，開挖直徑5.53米，配備刀盤刀具監(jiān)測系統(tǒng)，適應巖石硬度f=7-15，開創(chuàng)新疆南疆地區(qū)煤礦盾構(gòu)應用先例。
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5月16日：四川加達鋰礦“嘉達號”TBM始發(fā)，開挖直徑5.13米，用于2.65公里探礦平硐建設，實現(xiàn)“機械化換人、自動化提效”，推動鋰礦綠色開發(fā)。
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6月10日：礦用7.6米單護盾TBM“東坪號”下線，應用于華能東坪煤礦副斜井，集成智能導航、強沖擊地層支護、瓦斯監(jiān)測技術，解決高應力破碎巖層施工難題。
五、結(jié)論
TBM技術在金屬礦山的應用已從早期的試驗性探索步入規(guī)模化推廣階段。實踐證明，其在提升掘進效率、保障施工安全、改善作業(yè)環(huán)境等方面具有鉆爆法無可比擬的優(yōu)勢。盡管存在地質(zhì)適應性、高投資等挑戰(zhàn)，但隨著定制化、智能化、國產(chǎn)化技術的不斷成熟，TBM技術必將成為金屬礦山，特別是深部、大型礦山實現(xiàn)高效、安全、綠色開拓的關鍵技術裝備，助推礦山行業(yè)全面邁向智能化開采新時代。
