全球首台套——千米竖井硬岩全断面掘进机“钢铁脊梁号”成功示范

单位(作者):“一带一路”联合实验室时间:2026-06-03

北科大新闻网6月3日电(通讯员 左进京)5月28日,由北京科技大学杨仁树教授担任项目牵头人,机械工程学院教授马飞、资源与安全工程学院教授龚敏参与研发的全球首台套千米级竖井硬岩全断面掘进机“钢铁脊梁号”在亚洲最大的地下铁矿鞍钢集团西鞍山铁矿完成辅助井施工,建成世界首条全断面掘进机法施工千米深立井。

《新闻直播间》报道“钢铁脊梁号”

“钢铁脊梁号”应用成功

此次西鞍山铁矿辅助井(深1004m,直径8.1m)落底建成,标志着“钢铁脊梁号”掘进机顺利完成工程验证,各项指标达到考核要求,该装备的成功研发必将大幅提升我国深地领域重大高端装备的核心竞争力,为国家深地资源开发、地下空间高效利用提供重要的硬核技术装备支撑。

项目评审会

相较于传统钻爆法,全断面掘进技术可实现竖井施工安全、绿色、高效机械化作业,但该技术跨多个学科领域,集成难度极大。研发过程中,团队接连攻克硬岩破碎、深井排渣、悬空支护三大关键核心技术。针对深地高硬度岩石易导致滚刀磨损严重、掘进效率低下的问题,团队打破传统思维,创新设计了W形刀盘,破解了硬岩掘进设备的高损耗难题。针对千米深井垂直反重力排渣的行业痛点,团队自主研发了干湿双模垂直排渣系统,搭配360°环形接渣装置,实现了深井岩渣的高效转运。面对千米深井高地应力、易坍塌的安全风险,团队首创了悬空托底支护结构,研发了自动化液压模板装置,优化支护工艺,实现了掘进、支护作业的高效协同。

项目已授权及申报发明专利41件,发表高水平论文29篇,制定国家和行业标准各1项,培养硕博研究生37名。成果先后荣获2025年度日内瓦国际发明专利金奖、冶金科学技术进步一等奖,入选2025年度央企十大国之重器。2026年4月7日,成果在《科技日报》头版头条专题报道;4月27日,项目顺利通过国家重点研发计划课题绩效评价,获得专家组高度认可;5月28日,示范工程竣工,标志着首台“钢铁脊梁号”掘进机应用成功。

该成果依托“十四五”国家重点研发计划项目“千米竖井硬岩全断面掘进机关键技术与装备”,该项目由中国铁建重工集团有限公司牵头,联合北京科技大学、中国矿业大学(北京)、中煤矿山建设集团有限责任公司、鞍钢集团矿业有限公司等10家单位协同攻关。项目牵头人杨仁树统筹推进技术攻坚,成功研制出全球首台千米级竖井硬岩全断面掘进机“钢铁脊梁号”,可应用于直径6-12米、深度千米以上的垂直井筒全断面掘进。

《科技日报》链接:(2026年4月7日头版

(供图:“一带一路”联合实验室)

(责编:付云笛、林冠群)

分享到: