矿用TBM应用及直径选型解析

江苏神盾工程机械有限公司 211600

摘要：摘要：本文系统分析了我国矿用TBM在煤矿与金属非金属矿山领域的应用现状及直径选型规律。目前国内矿用TBM总数已突破150台：煤矿领域约130台，涵盖24种规格，主要聚焦灾害治理（主流为Φ3.53m～Φ5.26m）与开拓大巷（主流为Φ5.53m～Φ6...

关键词：

矿用TBM；煤矿巷道；金属非金属矿山；直径选型；

出处：

《现代工程科技》2026年7期

DOI：
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
专辑：
科学Ⅰ辑;信息科技
专题：
信息、科学;综合科技
分类号：
G90;N92

摘要：本文系统分析了我国矿用TBM在煤矿与金属非金属矿山领域的应用现状及直径选型规律。目前国内矿用TBM总数已突破150台：煤矿领域约130台，涵盖24种规格，主要聚焦灾害治理（主流为Φ3.53m～Φ5.26m）与开拓大巷（主流为Φ5.53m～Φ6.53m）；金属非金属矿山领域起步较晚但已超20台，涵盖12种规格。针对两类矿山直径杂乱的问题，本文梳理出煤矿9种主流规格，并提出非煤矿山阶梯化选型方案（7种规格）。推进直径标准化能有效降低制造和时间成本，提高设备跨项目复用率，为矿山选型提供务实参考。

关键词：矿用TBM；煤矿巷道；金属非金属矿山；直径选型；

矿用TBM在国内的应用已走过十余年历程，尤其在“十四五”期间实现快速发展，无论是煤矿领域还是金属非金属矿山领域，都展现出强劲的发展势头，目前国内矿用TBM总应用数量已突破150台。这150余台设备涵盖多种直径规格，其分布规律与应用场景密切相关。

煤矿与金属非金属矿山的应用场景差异显著，且煤矿用TBM的应用数量占比更高，据统计，煤矿用TBM总数约130台（本次统计仅涵盖锚网索喷支护形式的矿用TBM，未纳入管片支护形式），其直径范围从最小Φ2.53米延伸至最大Φ7.13米。具体直径规格依次为：Φ2.53米、Φ2.83米、Φ3.03米、Φ3.53米、Φ3.63米、Φ3.83米、Φ4.23米、Φ4.33米、Φ4.53米、Φ4.63米、Φ4.88米、Φ5.03米、Φ5.26米、Φ5.33米、Φ5.53米、Φ5.63米、Φ5.83米、Φ5.87米、Φ6.03米、Φ6.23米、Φ6.33米、Φ6.53米、Φ6.93米、Φ7.13米，共计24种规格。以下为目前煤矿用TBM直径系列详细情况。

矿用TBM直径系列分布统计表(煤矿202604)
序号	直径 (m)	占比	直径系列	占比	应用场景(细分)	应用场景 (大类)	占比
1	Φ2.53	1%	≤4米	14%	高抽巷，主要直径集中在Φ3.53米(占比53%左右)。	灾害治理巷道	64%
2	Φ2.83	2%
3	Φ3.03	2%
4	Φ3.53	8%
5	Φ3.63	2%
6	Φ3.83	1%
7	Φ4.23	2%	> 4 米 < 5.33米	50%	泄水巷、底抽巷(主要应用场景，以Φ4.53、Φ4.88、Φ5.03、Φ5.26为主，占比分别为：27%、29%、23%、 11%,四种直径占比该系列90%)。
8	Φ4.33	2%
9	Φ4.53	14%
10	Φ4.63	2%
11	Φ4.88	14%
12	Φ5.03	11%
13	Φ5.26	5%
14	Φ5.33	2%	≥5.33米 <6米	19%	开拓大巷(胶带巷、轨道巷、辅运巷、回风巷)其中以Φ5.53为主，占比该系列60%,少部分施工井筒。	开拓大巷、井筒	36%
15	Φ5.53	11%
16	Φ5.63	2%
17	Φ5.83	4%
18	Φ5.87	1%
19	Φ6.03	5%	≥6米	17%	开拓大巷(胶带巷、轨道巷、辅运巷、回风巷)、井筒(主斜井、副斜井、主平硐、副平硐)以Φ6.03、Φ6.33、Φ6.53为主，分别占比26%、44%、13%,三种直径占比该系列83%。
20	Φ6.23	1%
21	Φ6.33	8%
22	Φ6.53	2%
23	Φ6.93	1%
24	Φ7.13	2%

通过对直径分布数据的分析，我们可清晰看出煤矿用TBM的应用场景聚焦特点：其一，灾害治理巷道是煤矿用TBM的主要应用场景，其中以底抽巷施工为主，对应的直径规格主要集中在Φ3.53米、Φ4.53米、Φ4.88米、Φ5.03米、Φ5.26米这5种，适配该场景的施工需求，主要应用在生产矿井新采区和新建矿井首采区煤巷掘进前的瓦斯治理工程，应用频次最高；其二，开拓大巷和井筒施工也是重要应用场景，其中以开拓大巷为主，对应的直径规格主要集中在Φ5.53米、Φ6.03米、Φ6.33米、Φ6.53米这4种，满足大断面巷道的掘进需求，具体直径大小根据矿井规模、煤层厚度综合考虑。上述5种灾害治理巷道用直径规格+4种开拓大巷和井筒施工用直径规格，共计9种主用直径规格，其应用数量总占比超过77%，是煤矿用TBM的主流选择。因此，建议行业同仁在选用煤矿用TBM时，可重点参考这9种直径规格（Φ3.53米、Φ4.53米、Φ4.88米、Φ5.03米、Φ5.26米、Φ5.53米、Φ6.03米、Φ6.33米、Φ6.53米）。直径规格的优化统一更有利于降低设备成本、减少制造加工工期，也可提高设备的复用率，最终受益的必将是业主单位。

金属非金属矿山的矿用TBM应用起步相对较晚，最早可追溯至2020年，相较于煤矿领域整整滞后一个发展周期。不过，从“十五五”开局之年的发展态势来看，金属非金属矿山矿用TBM的应用已迎来加速拐点——自2026年起，该领域应用的矿用TBM（未考虑管片支护结构形式TBM）已超过20台。不同于煤矿领域相对规整的直径系列，金属非金属矿山所用TBM的直径呈现出“百花齐放”的特点，规格繁多且无明显规律（行业亟待对设备直径系列进行统一规划）。其直径范围覆盖3.53米至7米，具体规格依次为：3.53米、5.03米、5.13米、5.48米、5.63米、6.03米、6.33米、6.53米、6.73米、6.74米、6.83米、7.03米，共计12种规格，仅存在少数通用型号。结合实际应用数据，具体分析如下：

矿用TBM分布统计表(金属非金属矿山202605)
序号	直径 (m)	占比	序号	应用领域 (细分)	占比	应用领域	占比
1	Φ3.53	11%	1	金矿	41%	金属矿山	81%
2	Φ5.03	33%	2	锂矿	15%
3	Φ5.13	4%	3	铁矿	15%
4	Φ5.48	4%	4	铜矿	7%
5	Φ5.63	7%	5	铅锌矿	4%
6	Φ6.03	11%	6	磷矿	15%	非金属矿山	19%
7	Φ6.33	4%	7	方解石矿	4%	非金属矿山	19%
8	Φ6.53	11%	主要场景：斜坡道、胶带巷、胶带斜井、回风斜井、中段巷、探矿巷、运矿廊道、尾矿输送平硐等工程。
9	Φ6.73	4%
10	Φ6.74	4%
11	Φ6.83	4%
12	Φ7.03	4%

从现有应用数据来看，金属非金属矿山领域矿用TBM的直径以3.53米、5.03米、5.63米、6.03米、6.53米为主，其中与5.63米规格接近的为5.48米。基于此，建议行业将这两种直径规格统一整合为5.53米，进一步规范直径系列。结合当前应用现状，笔者提供了金属非金属矿山矿用TBM直径选型建议，具体分为7种规格：3.53米、4.53米、5.03米、5.53米、6.03米、6.33米、6.53米。该选型方案遵循明确的阶梯规律：小直径区间（3-4米）以1米为阶梯，中直径区间（4-6米）以0.5米为阶梯，大直径区间（6米以上）以0.2-0.3米为阶梯。这一选型方案有两方面特点：一方面，与煤矿领域TBM直径选型互不冲突，可实现跨领域设备技术的借鉴与协同；另一方面，金属非金属矿山TBM工程多以工程承包模式为主，规范的直径系列能够有效提高矿建施工单位矿用TBM的设备复用率，降低施工成本，更有利于短距离工程总承包项目的落地实施，最终让业主单位获得实实在在的收益。此外，从应用细分领域来看，金属非金属矿山中，矿用TBM的应用主要集中在金属矿山，其中以金矿应用最为广泛；在非金属矿山中，则以磷矿应用为主。这一分布特点，也间接反映出当前矿产品的价格走向与市场需求导向。以上统计分析仅为个人观点，旨在为金属非金属矿山矿用TBM的应用与选型提供行业参考，也期待行业内同仁共同探讨，推动矿用TBM在金属非金属矿山领域的规范化、规模化应用。

参考文献

[1] 国家矿山安全监察局. 矿山智能化建设指导意见[J]. 矿业安全与环保, 2021, 48(03): 1-5.

[2] 张民庆, 黄双林. 全断面硬岩掘进机（TBM）选型与施工核心技术大纲[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2020.

[3] 刘志强, 宋朝阳. 我国煤矿巷道全断面掘进机（TBM）应用现状与技术装备新进展[J]. 煤炭学报, 2023, 48(07): 2561-2573.