一、应用优势分析
与传统钻爆法相比，TBM在金属矿山应用的优势极为显著：
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掘进效率革命性提升：这是TBM最核心的优势。大量案例表明，其月进尺可达400-500米，甚至更高（如江铜银珠山矿项目取得月进尺430米的成绩），是传统钻爆法（通常为60-80米/月）的3-5倍以上，能极大缩短矿山基建周期。
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安全水平本质化提高：TBM施工实现了“机械化换人、自动化减人”，人员在防护盾体内作业，有效规避了掌子面片帮、冒顶等直接风险。同时，其无需使用爆破器材，彻底杜绝了爆破事故。设备自带除尘系统，极大改善了作业环境。
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成巷质量与围岩稳定性增强：TBM采用滚刀机械破碎岩石，对围岩扰动极小，避免了爆破震动带来的损伤。形成的圆形断面受力均匀，更利于巷道长期稳定，减少了后期维护成本。
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绿色与智能化转型：TBM施工噪音、振动小，且可采用电力驱动，减少井下燃油设备的使用，符合绿色矿山理念。其本身就是高度自动化的装备，集成智能导航、地质预报、瓦斯监测等功能，是矿山智能化建设的关键一环。
二、应用场景与适应性挑战
TBM并非万能，其应用需结合具体矿山条件：
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理想应用场景：
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长距离主干巷道：如主要运输大巷、胶带斜井、进回风井等，长度通常需大于1.5-2公里才能体现其经济性。
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深部高地压矿区：圆形断面抗压能力强，机械掘进安全性高。
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环境要求高的矿区：如附近有居民区或对环保要求极高，需避免爆破影响的区域。
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面临的技术挑战与创新：
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复杂地质条件：断层、破碎带、涌水等是TBM施工的主要风险。需通过超前地质预报、加强支护（如及时喷锚、管片支护）等方式应对。
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矿山开拓系统限制：金属矿山矿体走向多变，要求TBM具备更强的灵活性。行业通过技术创新，已研制出超小转弯半径（R30m-50m）（如紫金建设号、银珠山矿TBM）和大坡度（-18.1%）机型来适应“跟着矿体走”的开拓需求。
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设备下井与组装：由于矿山井筒尺寸限制，大型TBM常需“化整为零”，通过辅助斜坡道（如所述案例）或竖井下放至井下特定硐室进行组装，对矿山前期施工提出了更高要求。
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初期投资成本高：TBM设备造价及运维成本远高于传统钻爆设备，需进行全生命周期的经济性评估。
三、技术发展新趋势
从材料中可以看出当前TBM技术正在向专业化、定制化深度发展：
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型号多样化：除传统（狭义）TBM外，出现了适用于煤矿的单护盾TBM（东坪号、古城一号矿TBM）、结合掘锚机灵活性与TBM破岩能力的滚刀式岩石掘进机（非全断面，铜山口矿），以及U型敞篷式（潞盾一号）等，以满足不同工况。
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专用技术集成：针对矿山特殊环境，集成强冲击地层自适应支护、瓦斯联动监测、智能导航等煤矿和金属矿专用技术，攻克“卡脖子”难题。
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国产化突破：铁建重工、中铁装备、中交天和等国内厂商已具备自主研发制造矿用TBM的能力，并提供了多套首台套装备（如东坪号、古城一号矿TBM），打破了国外垄断，降低了应用成本。
四、应用情况
2021年
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3月29日：中煤隧道公司新巨龙TBM项目获上海大世界基尼斯“大埋深、大直径条件下煤矿岩巷TBM单月进尺之最”。工程总长12950米，巷道净直径6米，2021年1月单月进尺310米，创国内同类工程纪录。
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8月8日：新巨龙公司二水平北区回风大巷“新矿1号”TBM盾构机贯通。该设备直径6.33米，功率2400kW，集成掘进、支护、出矸等功能，实现月单进280米突破，解决高应力破碎岩层施工难题。
2022年
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11月5日：黑龙江多宝山铜矿“紫金建设号”TBM启用。国际首台实现-18.1%大坡度+R50m超小转弯半径设计，解决矿体埋藏深、走向变化大的开拓难题，施工速度较传统钻爆法提升5倍。
2023年
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7月11日：兖矿能源首台矿用TBM“兖矿先锋号”在赵楼煤矿投入使用。针对软岩破碎带及小转弯半径设计，集成智能导航、瓦斯监测等煤矿专用技术，提升掘进效率与安全水平。
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12月8日：铁建重工“潞盾一号”U型敞篷式矿用TBM在山西余吾煤业始发，开挖直径6.33米，为山西省井下最大直径矿用TBM。
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12月14日：鞍钢西鞍山铁矿“基石号”TBM始发，承担辅助斜坡道与胶带斜井施工，集成破岩、出渣、支护一体化功能，实现施工少人化，支撑全球最大地下充填法矿山建设。
2024年
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4月25日：全国首台滚刀式岩石掘进机在湖北大冶铜山口矿投用，破岩强度达150MPa，解决综掘效率低、炮掘风险高问题，开创非全断面硬岩掘进装备应用先河。
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12月30日：山东瑞海矿业“海岳一号、海岳二号”TBM始发，全球首次应用于地下千米深度黄金矿山巷道掘进，克服高温、高湿、高压难题，填补大深埋金属矿山TBM技术空白。
2025年
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1月9日：中国首台煤矿用单护盾TBM在中交天和下线，应用于陕西府谷古城一号煤矿副斜井，开挖直径8.34米，集成“三专两闭锁”安全设计，掘进效率较钻爆法提升3倍。
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2月7日：中国十五冶在江铜银珠山矿引入的超小转弯TBM实现一期工程贯通。设备直径3.53米，最小转弯半径30米，13个月掘进3047米，最高月进尺430米，效率为传统方法3倍。
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4月8日：冀中能源首台盾构机“峰峰号”在东兴泰矿安装成功，开挖直径5.53米，配备刀盘刀具监测系统，适应岩石硬度f=7-15，开创新疆南疆地区煤矿盾构应用先例。
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5月16日：四川加达锂矿“嘉达号”TBM始发，开挖直径5.13米，用于2.65公里探矿平硐建设，实现“机械化换人、自动化提效”，推动锂矿绿色开发。
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6月10日：矿用7.6米单护盾TBM“东坪号”下线，应用于华能东坪煤矿副斜井，集成智能导航、强冲击地层支护、瓦斯监测技术，解决高应力破碎岩层施工难题。
五、结论
TBM技术在金属矿山的应用已从早期的试验性探索步入规模化推广阶段。实践证明，其在提升掘进效率、保障施工安全、改善作业环境等方面具有钻爆法无可比拟的优势。尽管存在地质适应性、高投资等挑战，但随着定制化、智能化、国产化技术的不断成熟，TBM技术必将成为金属矿山，特别是深部、大型矿山实现高效、安全、绿色开拓的关键技术装备，助推矿山行业全面迈向智能化开采新时代。
