阳春三月，辽宁鞍钢西鞍山铁矿项目施工现场一派繁忙。开挖直径8.1米、重达数百吨的“钢铁脊梁号”宛如一艘“地下航母”，正加速向深地掘进。
　　深地资源的开发利用，对拓展人类生存空间具有重大意义。此前，针对千米级硬岩竖井施工，尚无高效可靠的全断面掘进技术与装备。
　　深地空间地质条件复杂，随着深度增加地压增大，工程装备极易遭遇坚硬岩石。破解硬岩稳定开挖难题，成为研制“钢铁脊梁号”面临的第一个难关。
　　工欲善其事，必先利其器。研发团队首先想到的，就是“钢铁脊梁号”最前端“啃硬岩”的刀盘。
　　此前，盾构机上的刀盘已历经各种考验。团队在盾构机刀盘基础上，针对竖井开挖的特点，设计出能自动纠偏的锥形结构刀盘，并精心挑选破岩效率高的刀具，信心满满地为“钢铁脊梁号”装上了一副“铁齿铜牙”。
　　然而，在四川攀枝花沿江高速公路通风竖井项目中，当试验机开挖至地下160米左右时，刀盘“利齿”却遭遇异常磨损。
　　“当时，岩石硬度突增至140兆帕，试验机掘进效率从每分钟10毫米降到每分钟5毫米，原本对称的刀盘一侧磨损严重，操作员明显感到机器‘推不动’了。”“钢铁脊梁号”开挖系统设计师柯威回忆。
　　团队检查刀盘设备，发现刀圈偏磨、轴承损坏。从刀圈偏磨的状态来看，所有人都认为，必须设法减小刀盘开挖侧向力。但是如何减小，谁也没有好的思路。
　　一次次分析研讨，始终无解，直至有一次大家回到会议室再次头脑风暴，一位技术员手中把玩的铅笔引起众人激烈讨论。“用削铅笔的方式破岩，是不是就能有效减少刀盘偏磨问题？”“这样既能增加刀盘与硬岩的接触面，又能降低滚刀侧向受力。”……团队成员你一言我一语，顿感“柳暗花明”。
　　“此前，我们掉入了惯性思维误区，认为垂直竖井中设备在水平面开挖时具有最大破岩力，因此刀盘常规刀具都与掌子面垂直。但削铅笔的经验却提醒我们，刀刃贴着铅笔，刃角小了反而更好削，这说明让刀具斜着凿岩，或许破岩力更大。”
　　经过一系列计算模拟，在满足刀盘滚刀40毫米安全使用空间状态下，将滚刀倾角减小至15°，刀具偏磨情况显著改善，综合受力情况最优。深地硬岩带来的挑战迎刃而解。
在此基础上，工程师还创新性地将锥形结构刀盘从V形调整成W形，将聚渣点向两侧移动，有效保障刀盘中心区不受掘进时产生的碎渣影响，使刀盘持续笔直向下掘进。(改编自科技日报）

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