9月4日，全球首台大坡度螺旋隧道掘进机（硬岩掘进机）即“北山1号”在中国铁建重工集团长沙第二产业园正式下线，这标志着甘肃北山地下实验室即将进入斜坡道快速施工阶段。硬岩掘进机是应用于岩石中开挖隧道的机器，其破岩速率、掘进效率和使用寿命等性能都与素有“工业牙齿”美称的硬质合金有极为密切的关系，即硬质合金是制造高性能掘进机刀具的首选材料。
北山1号
硬质合金（tungsten carbide）是一种以难熔金属硬质化合物如碳化钨（WC）、碳化铌（NbC）、碳化钽（TaC）等和黏结金属如钴、镍等元素组成的合金材料，具有良好的红硬性、耐磨性、抗冲击性、韧性、耐热性、耐腐蚀性和焊接性等优点，所以适合制作硬岩隧道掘进机的刀具，进而能大大延长了掘进刀盘的使用寿命。注：刀盘是指全断面掘进机的截割结构，具有破岩和装载功能，刀盘直径即为全断面掘进机的直径。
据开云app体育下载 了解，硬岩隧道掘进机的工作环境十分恶劣，即刀具在工作时会受到岩石的冲击和磨擦作用，故而要求刀具要具有较高的耐腐蚀性、耐磨性和硬度等特点。目前，大多数的掘进机刀具都是由硬质合金材料制成的，所以硬质合金的性能将直接影响掘进刀盘的质量。一般来说，硬质合金的耐磨性和耐腐蚀性越好，掘进机刀具越不容易损坏；硬质合金组件接性能越好，在施工时越不容易出现脱落的情况。
需要注意的是，掘进机刀盘的质量除了与硬质合金刀具材质有关之外，还与刀具设计、刀具大小、刀具分布密度以及钎焊工艺等因素有关。
硬质合金截齿
据悉，此次下线的硬岩掘进机采用极硬岩刀盘设计，使刀盘与滚刀之间形成临空面，相比传统平面刀盘破岩效率提高了3倍，可以满足北山地下实验室地质（以花岗岩为主，石英含量达到25%-30%，岩石单轴饱和抗压强度超过260兆帕）的施工要求；为了增加掘进机在大坡度螺旋转弯的灵活性，研制团队改进了主机系统的空间结构，加之先进的导向、方向控制预警、辅助驾驶自动巡航系统，使掘进机具备了大坡度螺旋曲线掘进能力。
“北山1号”由中国铁建重工集团和中铁十八局集团联合打造，整机长约100米，直径为7.03米，能够实现水平200米转弯半径、同时竖向380米曲线半径螺旋式掘进，将在北山地下实验室开挖一条长约7.2公里的螺旋曲线斜坡道，工程由地表向下顺时针螺旋式掘进，综合坡度为10%。
