竖井掘进机（Shaft Boring Machine, SBM）是一种专为垂直或近垂直井筒施工设计的重型工程装备，集掘进、支护、出渣、井壁拼装等功能于一体。相较于传统爆破凿井法，它具备机械化程度高、施工安全、效率提升等优势，适用于矿山、抽水蓄能电站、城市地下空间（如智慧车库/地铁通风井）、军事工程等领域。
竖井掘进机的工作原理主要基于其核心部件的协同工作，这些核心部件包括切割头、推进系统、支护系统、提升系统和控制系统。以下是各个部分的工作原理：
1. 切割头：切割头是竖井掘进机的关键部分，它直接与岩石或土壤接触。根据具体的工作原理，切割头可以分为旋转式、冲击式等。旋转式切割头通过高速旋转的刀具对岩石进行切削，而冲击式切割头则利用高速冲击的力量来破碎岩石。
2. 推进系统：推进系统为切割头提供动力，使得切割头能够向前或向后移动。这个系统通常包括液压马达、电动马达或发动机等。液压马达通过液压油的压力传递动力，而电动马达则通过电能转化为机械能。
3. 支护系统：在开挖过程中，为了防止周围的岩石或土壤塌方，支护系统会在工作面形成临时的支撑结构。这通常通过液压支柱或钢支撑来实现。支护系统会随着掘进机的前进而移动，不断地提供新的支护。
4. 提升系统：提升系统用于将挖掘出的岩石、土壤等材料提升至地面或指定位置。这个系统通常包括绞车、链条或钢丝绳等。绞车通过电机驱动，将材料通过链条或钢丝绳拉上地面。
5. 控制系统：控制系统是整个竖井掘进机的大脑，它负责协调各个子系统的工作，确保整个机器按照预定的程序安全、高效地运行。现代的竖井掘进机通常配备有先进的自动化控制系统，可以实现远程监控和操作。
在实际工作过程中，竖井掘进机的各个系统相互协作，共同完成竖井的开挖任务。切割头首先对岩石或土壤进行切割，然后推进系统将切割头向前或向后推进。在这个过程中，支护系统会实时监测工作面的稳定性，并提供必要的支护。一旦挖掘出的材料达到一定量，提升系统会将材料运离工作面。整个过程由控制系统进行监控和管理，确保工作的顺利进行。
