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一文讀懂地下礦山主要生產系統

發布時間：

2023-01-10

來源：

一、提升運輸
（一）礦井提升
礦井提升是用一定的裝備沿井筒運出礦石、廢石以及升降人員、材料和設備等的運輸環節。按提升物料采取的方式可分為兩大類，一類是有繩提升（鋼絲繩提升），另一類是無繩提升（如帶式輸送機提升、水力提升和氣力提升等），其中鋼絲繩提升應用較為廣泛。
1.礦井提升設備的組成
礦井提升設備主要組成部分有提升容器、提升鋼絲繩、提升機（包括拖動裝置）、井架和天輪以及裝卸載等附屬裝置。
2.礦井提升設備的分類
（1）按井筒傾角分為豎井提升設備、斜井提升設備。
（2）按提升容器類型分為罐籠提升設備、箕斗提升設備、箕斗—罐籠提升設備，鑿井時有吊桶提升設備，斜井還有串車提升設備。
（3）按提升用途分為主提升設備（專門或主要提升礦石的，一般也稱主井提升設備）、副提升設備（提升廢石、升降人員、運送材料和設備等，一般也稱副井提升設備）和輔助提升設備（如天井電梯、檢修提升等）。
（4）按提升機類型分為單繩纏繞式提升設備（它又有單卷筒和雙卷筒之分）、多繩纏繞式提升設備、單繩摩擦式提升設備（已不生產）、多繩摩擦式提升設備。
（5）按提升容器個數分為單容器提升設備（帶平衡錘）、雙容器提升設備。
（6）按提升系統的平衡狀態分為不平衡提升設備、靜力平衡提升設備。
（7）按拖動類型分為交流提升設備、直流提升設備。
3.提升系統
1）豎井單繩纏繞式提升
對于井深在300m以內、卷筒直徑不超過3m的礦井，以采用單繩纏繞式提升系統為宜。選用罐籠或選用箕斗作為提升容器是設計中的重要問題，需要經過各方面的比較來確定（多繩摩擦式提升也同此）。
通常在設計提升系統時，多采用主、副兩套提升設備來保證礦井產量及完成其他提升工作任務。主井采用箕斗提升礦石，副井采用罐籠完成輔助提升任務或者主、副井全采用罐籠。究竟采用哪種方式要根據各礦井的具體條件來確定。當礦井年產量較大時，最好采用主井箕斗、副井罐籠的方式當礦井年產量較小或者礦石種類超過兩種以上，或者礦石不宜粉碎時，最好全采用罐籠。
當多水平提升時，通常在產量不是很大而提升水平較多的礦井采用平衡錘單罐籠提升，有時為保證產量而用兩套平衡錘單罐籠提升。
對于年產量很小的礦山，可以采用一套罐籠提升設備完成一切提升任務。我國許多有色金屬礦山、非金屬礦山、核工業礦山即是如此。
2）豎井多繩摩擦式提升
多繩摩擦式提升機具有很多優點，因此，除井深大于300m時使用多繩摩擦式提升機代替卷筒直徑大于3m的單繩纏繞式提升機外，還可以用較小的多繩摩擦式提升機代替卷筒直徑小于3m的單繩纏繞式提升機。
由于多繩摩擦式提升難以調整鋼絲繩長度，因而雙容器提升只適用于一個生產水平。同時由于提升鋼絲繩變形的影響，雙容器提升系統在實際運轉中，只能保證井口的準確停車，不能保證井底的容器停在準確的位置上（對于箕斗提升，要求停車的準確度不嚴格）。
單容器平衡錘提升系統特別適用于多水平提升的礦井。而且平衡錘提升可以改善多繩摩擦式提升系統的防滑性能。更因為單容器提升系統不受鋼絲繩變形的影響，能確保在各個生產水平的準確停車，所以使用較多。對于礦石種類超過兩種以上的多水平提升，可以按照具體的產量及生產水平的需要，在一個井筒中裝設兩套單容器提升設備也可以采用一套單容器、一套雙容器的提升系統。
3）斜井提升
斜井提升具有施工快、投資少等優點。其缺點是提升速度較慢，特別是當斜長較大時，生產能力較小，鋼絲繩磨損大，井筒維護費用較高。因此，斜井提升多用于中小型礦山（帶式輸送機提升除外）。
礦車組提升分為單鉤和雙鉤兩種。單鉤礦車組提升的優點是需要的井筒斷面小、投資少、維護費低且便于多水平提升缺點是生產能力低、電耗大。雙鉤礦車組提升的優點是產量大、電耗小缺點是井筒斷面大、井上下車場復雜、投資多、不利于多水平提升。一般當采用單鉤礦車組提升能滿足產量要求時，不采用雙鉤礦車組提升。
斜井箕斗提升因投資多、施工時間長，所以斜井傾角小于28°時，盡量采用礦車組提升。但斜井箕斗提升允許的速度較大，停車時間較短，所以在年產量較大的礦井，不論傾角大小都可采用斜井箕斗提升。但當傾角小于18°時，也可以采用帶式輸送機提升。
4）粉礦回收
豎井箕斗提升由于裝、卸礦石時撒礦、誤操作時撒礦以及由于礦石含水含泥或井下礦倉巖層滲水，粉礦或泥與水混合后，經閘門縫隙漏入井底，形成大量礦漿，造成井底堆積粉礦。除采取有效措施減少粉礦來源外，必須設計粉礦回收裝置。一般粉礦回收方法有以下幾種。
（1）利用井底作為粉礦倉，由豎井最低卸礦水平起，向下開鑿一個小罐籠豎井（或小箕斗斜井），用巷道與箕斗井底的粉礦倉裝礦口相連，粉礦經漏斗閘門裝車后，由小罐籠（或斜井小箕斗）提升卸入箕斗礦倉。
（2）當采用混合井提升時，粉礦倉設于井底一側，由井底罐籠進出車處，以旁通道與粉礦倉裝礦口相連，粉礦裝車后，由罐籠提升，卸入箕斗礦倉或直接提出地表。
（3）當主、副井靠近時，副井超前一個水平，粉礦由主井井底粉礦倉裝車后，由副井提升卸入箕斗礦倉，或直接提出地表。
上述3種方法中，第（1）種方法的開拓工程量最大，管理也不方便，但可避免后兩種方法采用平衡尾繩或繩罐道時尾繩或罐道繩通過粉礦倉的缺點。
（二）地下運輸
1.地下運輸的分類
地下運輸是地下金屬礦與非金屬礦采掘生產中的重要環節，其工作范圍包括采場運搬及巷道運輸。它是連續采場、掘進工作面與地下礦倉、充填采空區或地面礦倉與廢石場的運輸渠道。采場運搬包括重力自溜運搬、電耙運搬、無軌自行設備運搬（鏟運機、裝運機或礦用汽車）、振動出礦機運搬及爆力運搬等。巷道運輸包括階段平巷及斜巷的運輸，即采場漏斗、采場天井或溜井以下的至地下儲礦倉（或平硐口）之間的巷道運輸。

根據運輸方式和采用運輸設備的不同，地下運輸的分類見表3-4。

 

 

為了保證地下運輸正常有效地進行，必要的運輸輔助設備是不可缺少的。
2.地下運輸系統
地下礦山運輸系統和運輸方式一般在進行礦床開拓設計中確定。確定的原則應考慮礦床的賦存條件、開拓系統、采礦方法、開采規模、生產服務年限、運輸設備的發展現狀及企業的管理水平等。要做到技術上先進可靠、經濟上合理有利、運轉安全、管理方便、能耗小、投資省。
1）軌道運輸
軌道運輸一般指機車運輸，它是國內外地下礦山的主要運輸方式。軌道運輸主要由礦車、牽引設備和輔助機械等設備組成，常與耙礦、裝礦、帶式輸送機或無軌運輸等設備組成有效的運輸系統，在生產過程中可運送礦石、廢石、材料、設備和人員等。它是組織生產、決定礦山生產能力的主要因素之一。
軌道運輸的優點是用途廣，生產量大（由機車數量而定），運距不受限制，經濟性好，調度靈活，能沿分叉線路分別運輸多種礦石。缺點是運送是間斷性的，生產效率依賴工作組織水平適用的巷道坡度有局限性（一般為3‰~5‰），線路坡度過大時難以保證運輸安全。
機車牽引礦車列車在軌道上運行是水平長距離運輸的主要方式。軌道軌距分為標準軌距和窄軌距，標準軌距為1435mm，窄軌距分為600mm、762mm、900mm 3種。按軌距的不同，機車也可分為標準軌距機車和窄軌機車；按使用的動力不同，礦用機車可分為電機車、內燃機車和蒸汽機車。蒸汽機車已基本淘汰，內燃機車一般只用于地表。電機車由電能驅動，按電源性質不同，電機車又可分為直流電機車和交流電機車，直流電機車應用最廣。現在，已有不少用戶開始使用變頻電機車。按供電方式不同，直流電機車有架線式電機車和蓄電池電機車之分，我國非煤礦井下使用的絕大部分都是架線式電機車。
架線式電機車結構簡單，成本低，維護方便，機車的運輸能力大，速度高，用電效率高，運輸費用低，應用最廣。其缺點是須有整流和架線設施，不夠靈活；架線對巷道尺寸與行人的安全有一定的影響集電弓與架線之間容易產生火花，不允許在瓦斯嚴重的礦山使用初期建設時投資較大，但從長遠來看，采用架線電機車的總成本要比蓄電池電機車低得多。國內井下架線電網的直流電壓有250V和550V兩種。
蓄電池式電機車是用蓄電池供給電能。蓄電池一般在井下電機車庫進行充電。電機車上的蓄電池組用到一定程度后，可取下換上充好電的蓄電池。這種電機車的優點是無火花引爆危險，適合在有瓦斯的礦井使用不須架線，使用靈活，對于產量小、巷道不太規則的運輸系統和巷道掘進運輸很適用。其缺點是須設充電設備初期投資大用電效率低，運輸費用較高。一般出礦階段采用架線式電機車，開拓階段運輸可采用蓄電池電機車用以克服外部條件限制。在有爆破性氣體的回風巷道，不應使用架線式電機車，高硫和有自然發火危險的礦井，應使用防爆型蓄電池電機車。
除上述兩種電機車外，還有復式能源電機車，主要可分為架線——蓄電池式電機車和架線一電纜式電機車。架線一蓄電池式電機車上有自動充電器，可利用架線電源隨時對車載蓄電池自動充電，無需經常到充電室充電，可提高機車的利用率；還可直接開進開拓掘進巷道，使用機動靈活；架線一電纜式電機車在運輸大巷工作時，直接從架線獲取電能；在不便裝設架線的區域行駛時，可由電纜供電，但用電纜供電的運輸距離不能超過電纜的長度。
內燃機車不需架線，投資低，非常靈活。但構造復雜，廢氣污染空氣，需在排氣口裝廢氣凈化裝置，并加強巷道通風。這種機車目前國內僅有少數礦山在通風良好的平硐地表聯合區段以及地表運輸使用，國外礦山使用較多。
礦用車輛有運送礦石（廢石）的礦車、運送人員的人車、材料車、炸藥車、水車、消防車及衛生車等專用車輛。
2）無軌運輸
地下礦山采用無軌自行設備運輸始于20世紀60年代，隨著地下無軌設備的完善，地下無軌開采技術也得到了迅速的發展。
地下礦用汽車是專為地下礦山設計的自行車輛，是實現無軌開采技術的主要運輸車輛，具有機動、靈活、多能、經濟的優越性。地下礦用汽車廣泛應用于條件適宜的各類地下礦山進行強化開采，不但可以提高地下礦山的勞動生產率和產量，促使生產規模不斷擴大，而且還改變了該類礦山的回采工藝、采礦方法和掘進運輸系統。特別是隨著近些年礦山自動化、智能采礦等技術和系統的發展，促使地下礦山朝著無軌開采的無人化方向邁進。
（1）地下礦用汽車運輸的主要優點是
①機動靈活，適用范圍廣，生產潛力大。可將采掘工作面的礦巖直接運送到各個卸載場地而不需中途轉運，卸礦地點也不受限制人員、材料、設備亦可不經轉運直接到達工作面。
②在一定的條件下，采用地下礦用汽車運輸可以適當節省設備、鋼材和人員。
③在豎井全套設施建成前，有可能提前出礦也便于采取邊緣和零星礦體采礦運輸工作。
④在運距合理條件下，地下礦用汽車運輸生產環節少，能顯著提高勞動生產率。
（2）地下礦用汽車運輸存在的缺點是∶
①地下礦用汽車雖然有廢氣凈化裝置，但柴油發動機排出的廢氣污染井下空氣，目前仍不能徹底解決。通常采用加強通風等措施，增加了通風設備等方面的費用。
②由于地下礦山道路路面質量不好，輪胎消耗量大，備件費用增加。
③維修工作量大，需要技術熟練的維修工人和裝備良好的維修車間。
④為了便于地下礦用汽車的行駛，要求的巷道斷面尺寸較大，增加了開拓費用。
（3）地下礦用汽車與地面自卸式汽車相比，在結構上通常有以下特點：
①能拆裝，方便大件下井。
②采用鉸接式底盤、液壓轉向，車體寬度窄，轉彎半徑較小。
③車體高度低，一般為2~3m，適合在狹窄低矮的井下空間作業，重心低，加大了爬坡能力。
④行駛速度低，其發動機功率較小，從而減少了尾氣排放量。
3）帶式輸送機運輸
帶式輸送機運輸是一種連續運輸方式，主要用來運輸礦巖，也可運輸材料和人員。這種運輸方式生產能力大、安全可靠、操作簡單、自動化程度高。隨著高強度膠帶的使用，帶式輸送機運輸已具有長距離、大運量、高速度的特點，符合現代礦山設備高效運輸的要求。
帶式輸送機運輸在地下礦的使用受到礦巖塊度、運量、巷道傾角、彎道等的限制。通常只能運送經過粗碎的礦巖（塊度小于350mm），且只適宜使用在運量較大、巷道傾角較小、沒有彎道的情況下。
地下帶式輸送機運輸按其使用場所和完成的運輸任務可分為∶①采場帶式輸送機運輸，它直接從采礦工作面接受和運輸礦巖。②集礦帶式輸送機運輸，它從兩臺或多臺帶式輸送機接受礦巖。③干線帶式輸送機運輸，它運輸地下開采的全部礦巖，包括經平巷、斜井至地表的帶式輸送機運輸。
帶式輸送機按基本結構一般可分為基本型和特殊型兩種，基本型又分為平形和槽形兩種。目前，具有代表性的特殊型帶式輸送機有深槽帶式輸送機、波紋擋邊帶式輸送機、花紋帶式輸送機、管狀帶式輸送機、氣墊帶式輸送機、壓帶帶式輸送機、彎曲帶式輸送機等。
帶式輸送機運輸實現了物料運輸過程的連續化。與其他輸送設備相比，有以下特點∶①輸送能力大。國內帶式輸送機最大輸送量已達到8400t/h，國外帶式輸送機最大輸送量已達到37500t/h。②輸送距離長。只要有足夠的帶強，從技術角度看，帶式輸送機在輸送距離上是沒有限制的。國內帶式輸送機單機長度已達到15.84km。③地形適應能力強。帶式輸送機可以從空間和水平面的適度曲線上適應地形，從而減少轉運站等中間環節，降低基建投資，從而從空間或平面上避免與公路、鐵路、山川、河流、城市等發生干擾。④結構簡單、安全可靠。帶式輸送機的可靠性已為工業領域的諸多應用實例所驗證。⑤運營成本低。帶式輸送機系統單位輸送量所消耗的工時和能源，在所有散裝物料運輸工具或設備中通常是最低的，且維修簡單、快捷。⑥自動化程度高。帶式輸送機輸送工藝流程簡單，動力設備集中程度、可控度高，易實現自動化。⑦具有受天氣影響程度低、壽命長等特點。
 
二、礦井通風
在井下，由于開采作業和礦物的氧化等原因，空氣成分會發生變化，主要表現為氧氣減少，有毒有害氣體增加，礦塵混入，溫度、濕度、氣壓變化等。這些變化對工人的健康和安全生產造成危害和影響。為了保證工人的身體健康和適宜的勞動條件，保證安全持續地生產，需要把地面上的新鮮空氣送到井下，將井下的污濁空氣排至地面，這就是礦井通風的目的。
（一）礦井通風系統
為了把足夠的新鮮空氣沿著一定的方向和路線送到井下采掘工作面，同時又以一定的方向和路線把采掘工作面的污濁空氣排出礦井，就必須要求礦井有合理的通風系統。
1.按全礦統一或分區分類
一個礦井構成一個整體的通風系統稱為統一通風。一個礦井劃分成若干個相對獨立的通風系統，各個系統均有各自的進風、排風井巷和通風動力，井巷間雖有聯系，但風流互不干擾，相互獨立，稱為分區通風。
統一通風具有排風比較集中、使用的通風設備較少、便于集中管理等優點。對于開采范圍不大、通地表出口不多的礦井，特別是深礦井，采用全礦統一通風比較合理。
分區通風具有風路短、陰力小、漏風少、能耗低以及網路簡單、風流易于控制、有利減少污風串聯和風量按需分配等優點，能收到較好的通風效果。因此，在一些礦體埋藏較淺且分散的礦山或開采淺部礦體和通地面的井巷較多的礦井，廣泛應用分區通風。
分區通風可按礦體分區、按采區分區和按階段水平分區。
2.按進風井、排風井的布置分類
每一個通風系統至少要有一個可靠的進風井和一個可靠的排風井。通常以罐籠提升井兼作進風井，有些礦井也采用專用進風井。因排風風流中含有大量有毒氣體和粉塵，排風井一般均為專用。
按進風井與排風井的相對位置，可分為中央式、對角式和中央對角混合式3種不同的布置形式。
1）中央式

進風井、排風井均位于礦體走向中央，風流在井下的流動路線是折返式的，如圖3-7所示。

 

中央式布置具有基建費用少、投產快、地面建筑集中、便于管理、井筒延深工作方便、容易實現反風等優點。中央式布置多用于開采層狀礦體。

2）對角式

進風井在礦體一翼，排風井在礦體另一翼，稱為單翼對角式，如圖3-8所示進風井在礦體中央，回風井在兩翼，稱為兩翼對角式，如圖3-9所示當礦體走向很長，進風井和排風井沿走向間隔布置或礦體厚度大，進風井、排風井環繞礦體周圍間隔布置，稱間隔對角式。對角式通風時，風流在井下的流動路線是直向式的。

 

對角式布置具有風流線路短、風壓損失小、漏風少、礦井生產期間風壓較穩定、風量分配較均勻、排出地表的污風距工業場地較遠等優點。金屬礦山普遍采用對角式布置方式。
3）中央對角混合式
當礦體走向長、開采范圍廣，采用中央開拓，可在礦體中部布置進風井、排風井，用于解決中部礦體開采時的通風在礦井兩翼另開掘排風井，解決邊遠礦體開采時的通風，整個礦體既有中央式又有對角式，形成中央對角混合式。
進風井、排風井的布置形式，雖可歸納為上述幾種，但由于礦體賦存條件復雜，開拓、開采方法各異，在礦并設計和生產實踐中，要根據各礦的具體條件，因地制宜地進行布置，而不受上述幾種的局限。
3.按風機工作方式分類
風機工作方式有壓人式、抽出式和壓抽混合式3種。
1）壓人式
壓入式通風是使整個通風系統在壓人式主要通風機作用下，形成高于當地大氣壓力的正壓狀態。壓入式通風由于風流集中、風量大，在進風段造成較高的壓力梯度，可使新鮮風流沿指定的通風路線迅速送入井下，避免受其他作業所污染，風質好。
壓入式通風的缺點是風門等風流控制設施需要設在進風段。由于運輸、行人頻繁，不易管理與控制，井底車場漏風大。在排風段主要通風機形成低壓力梯度，不能迅速地將污風按指定路線排出風井，使井下風流紊亂。加上自然風流的干擾，甚至會發生風流反向、污染新風的現象。
2）抽出式
抽出式通風是使整個通風系統在抽出式主要通風機的作用下，形成低于當地大氣壓力的負壓狀態。抽出式通風由于排風集中、排風量大，在排風側造成高壓力梯度，使各作業面的污風迅速向排風道集中，排風系統的煙塵不易向其他巷道擴散，排煙速度快。這是抽出式通風的一大優點。此外，風流的調節控制設施均安設在排風道中，不妨礙行人運輸，管理方便，控制可靠。
抽出式通風的缺點是當排風系統不嚴密時，容易造成短路吸風現象。特別是當采用崩落法開采、地表有塌陷區與采空區相連通的情況下，這種現象更為嚴重。此外，作業面和整個進風系統風壓較低，各進風風路之間受自然風壓影響，容易出現風流反向，造成井下風流紊亂。抽出式通風系統使主提升井處于進風地位，北方礦山還要考慮冬季提升井防凍。
我國金屬和其他非煤礦山大部分采用抽出式通風。3）壓抽混合式
壓抽混合式通風是在進風側和排風側都利用主要通風機控制，使進風段、排風段在較高的風壓和壓力梯度作用下，風流可按指定路線流動，排煙快，漏風減少，也不易受自然風流干擾而造成風流反向。這種通風方式兼壓人式和抽出式兩種通風方式的優點，是提高礦井通風效果的重要途徑。
壓抽混合式通風的缺點是所需通風設備較多，且不能控制需風段的風流，入風側井底車場和排風側塌陷區的漏風仍存在，但程度上要小得多。
選擇通風方式時，地表有無塌陷區或其他難以隔離的通道是一個十分重要的因素。對于開采含有放射性元素或礦巖有自燃危險的礦井，應采用壓入式或以壓入式為主的壓抽混合式，亦宜采用多級機站可控式。對于無地表塌陷區或雖有塌陷區但可以通過充填、密閉能夠保持排風道有良好嚴密性的礦井，應采用抽出式或以抽出式為主的壓抽混合式。對于開采有大量地表塌陷區，且排風道與采空區之間不易隔絕的礦井，或由露天開來轉入地下開采的礦井，應采用以壓入式為主的壓抽混合式或多級機站可控式。
主要通風機的安裝地點一般在地面，也可安裝在井下。安裝在地面的優點是安裝、檢修、維護管理都比較方便不易受井下災害所損壞。缺點是井口密閉、反風裝置和風硐的基建費用高且短路漏風大；當礦井較深、工作面距主要通風機較遠時，沿途漏風量大在地形條件復雜的情況下，安裝、建筑費用較高。主要通風機安裝在井下的優點是主要通風機裝置漏風少風機距需風段較近，沿途漏風少可同時利用較多井巷入風或排風，可降低通風阻力密閉工程量較少。其缺點是安裝、檢查、管理不便，易受井下災害破壞。
（二）礦井通風設備
1.風機分類
目前礦井用風機有兩種，一種是軸流式風機另一種是離心式風機。軸流式風機的特點是進風方向與出風方向成一直線，并與軸平行。當工作輪不停地轉動時，由于葉片為機翼形，與旋轉面成一定夾角，因此在葉片前進的后方產生低壓區吸入空氣，葉片前進的前方產生高壓區壓出空氣。離心式風機的特點是進風方向與出風方向互相垂直。當工作輪在螺旋形機殼內旋轉時，由于葉片產生的離心力，在機殼內使空氣沿著葉片運動的路線從工作輪的切線方向流動。這樣，在工作輪的中心部分產生低壓區，吸入空氣；輪緣部分產生高壓，把空氣從擴散器壓出去。
軸流式風機和離心式風機相比較，前者效率高、質量輕，動輪葉片的角度可以調整。目前金屬礦山應用較為廣泛，但其噪聲大，維修復雜。
礦井使用的風機根據用途不同分為∶用于全礦通風的風機，即主要通風機；用于加強某一區段通風的風機，即輔助通風機用于獨頭工作面通風的通風機，即局部通風機。
2.風機的工作方式
風機的工作方式可分為壓入式、抽出式、壓人與抽出聯合式3種。
3.反風裝置
主要通風機必須有反風裝置。當礦井發生火災和礦塵爆炸時，為防止災害擴大及適應救護工作的要求，有時需要改變礦井風流方向。反風裝置與風機類型有關，圖3-10為軸流式風機常用的反風道反風裝置。在反風時提起閘門1，放下閘門2。
（三）礦井通風構筑物
用于引導、遮斷和調節風流的裝置，統稱為通風構筑物。
通風構筑物可分為兩大類，一類是通過風流的構筑物，包括風橋、導風板、風障和調節風窗另一類是遮斷風流的通風構筑物，包括密閉墻和風門等。
1.風橋
當通風系統中的進風道與排風道交叉時，為使新風與污風互相隔開，需構筑風橋。對風橋的要求是堅固、嚴密、漏風少、風阻小，通過風橋的風速應小于10m/s。
在巷道交叉處的上部礦巖中開鑿的風橋稱繞道式風橋，它漏風最少，能通過較大風量，適用于主要風路中。

在巷道交叉處挑頂，可砌筑混凝土風橋，它比較堅固，可用于風量不超過20m³/s的巷道亦可架設簡易的鐵筒風橋，鐵筒可制成圓形或炬形，鐵板厚度不小于5mm，適用于風量小于10m³/s的次要風路中。

 

2.導風板

在礦井通風中應用以下幾種導風板。
（1）引風導風板。壓人式通風的礦井，為防止井底車場漏風，在入風石門與階段運輸巷道交叉處，安設引導風流的導風板，利用風流動壓的方向性，減少短路漏風。導風板可用木板、鐵板或混凝土板制成。進風巷道與運輸巷道的交叉角可取45°，巷道轉角和導風板均應做成圓弧形，導風板長度應超過巷道交叉口一定距離（0.5~1m）。
（2）降阻導風板。在流過風量較大的巷道直角轉變處，為降低通風阻力，可用鐵板制成機翼形或普通弧形導風板，減少風流沖擊的能量損失。直角轉彎處導風板的敞角可取100°，安裝角可取45°~50°。安裝導風板后，可使直角轉彎的局部阻力系數降到原來的1/4～1/3。
（3）匯流導風板。在井巷三岔口處，當兩股風流對頭相遇匯合在一起時，可安設人字形的導風板，減少風流對撞時的沖擊能量損失。
3.縱向風障
縱向風障是沿巷道長度方向砌筑的風墻。它將巷道隔成兩個格間，一格進風，另一格排風。縱向風障可在長獨頭巷道掘進通風時應用。盤古山鎢礦利用縱向風障構成了梳式通風網路，消除了污風串聯。縱向風障可用木板、磚石或混凝土構筑。
4.密閉墻
密閉墻又稱擋風墻，是遮斷風流的構筑物，通常砌筑在非生產的巷道里，可用磚石或混凝土砌筑。臨時性密閉可用木柱、木板和廢舊風筒布釘成。
天井的密閉可在天井上口用木板、鋼板或水泥板修筑。在受爆破沖擊波影響較大的地點，可用懸吊式密閉。在天井口水平放置兩根鋼梁，用鋼繩懸掛吊板，深入井口下1~1.5m，在吊板上堆放數層破袋，再用泥土、碎石填滿縫隙。這種懸吊式密閉具有一定的抗震能力。
5.風門
在通風系統中，既需要隔斷風流，又需要行人或通車的通路，要建立風門。在排風過程中，只行人不通車或通車不多的地方，可構筑普通風門。在行人和通車比較頻繁的主要運輸道內應構筑自動風門。
普通風門可用木板或鐵板制成。木制風門的門扇與門框之間呈斜面接觸，比較嚴密，結構堅固。風門開啟方向要迎著風流，使風門關閉后，受風壓作用而保持嚴密。門框與門軸均應傾斜80°~85°，使風門能借本身自重而關閉。為防止漏風和保持風流穩定，應同時設置兩道或多道風門。
6.測風站
為了準確地測定風量，在礦井各主要進風巷道和排風巷道內應設置測風站。建立測風站有以下要求。
（1）測風站應設在直線巷道內，站內不得有任何障礙物，巷道周壁應平整光滑。
（2）測風站的長度應大于4m，斷面應大于4m²。
（3）站前、站后的直線段巷道長度應大于10m。
 
三、礦井排水
礦井排水是戰勝水害的重要手段之一，尤其是含水礦床在沒有得到徹底疏干的情況下，必須依靠礦井排水，以保證在安全的條件下順利地進行生產。
（一）排水方式
礦山排水方式有兩種自流式排水和揚升式（也叫壓升式）排水。在地形許可的條件下，利用平硐自流排水是最經濟、可靠的，應盡量采用。在地形受限制的礦井，采用揚升式排水，依靠水泵將水排至地面。揚升式排水又分為固定式和移動式兩種。井下水泵房都是固定式的，只有在掘進豎井和斜井時，才將水泵吊在專用鋼絲繩上，隨掘進面前進而移動。
平硐排水的水溝斷面多為倒梯形，有效斷面積應取決于通過的水量，一般為0.05~0.15m²，巷道縱向坡度為3‰~5‰，水的正常流速為0.4~0.6m/s。
（二）排水系統
礦山同時工作的階段數目較多，其排水系統的布置方式也很多。合理地選擇排水系統，對提高采掘進度和安全生產都有很重要的意義。
（1）每個水平（即每個階段的主要運輸水平）各自設置水泵房直接排水。這種排水系統的優點是各水平有獨立的排水系統缺點是每個水平都需要設置水泵和獨立的管路，井筒內管路多，管理、維修復雜。
（2）當下部水平涌水量小、上部水平涌水量大時，可在下部水平安設輔助水泵，將水排至上部水平，再由上部水平主水泵房集中排至地表。
（3）當下部水平涌水量大、上部涌水量小時，可用鉆孔、管道、放水天井等辦法將上部水平的水放至下部水平，再由下部水平集中排至地表。這種系統的優點是簡單、基建費用低（減少了水泵、管子以及開掘硐室和各種聯絡道的費用）、管路敷設簡單、管理費用低缺點是上部水平的水流到下部水平后再排出，增加了電能消耗。這種排水系統用得比較多。但有突然涌水危險的礦井，主水泵房不應設在最低水平。
（三）排水設備和管路
1.排水設備
地下礦山采用的排水設備很多，最常用的是臥式電動離心式水泵。它包括外殼和葉輪（也稱動輪），下面裝有吸水管，上面裝有排水管。當揚程小時采用單級水泵當揚程大時采用多級水泵，即在一根軸上串聯若干個葉輪，最多可串聯11~12個葉輪。除此之外，在吸水管上裝有帶底閥的過濾罩，在排水管上裝有閘閥、止逆閥、旁通管和放水管，同時在水泵上裝有灌水漏斗和放氣嘴以及在水泵的出入口處分別裝壓力表、真空計。
水泵的臺數和能力應根據雨季的長短、涌水量的大小和揚程的高低來決定。必須有足夠的備用水泵。
在雨季長、涌水量大的礦井，主要排水設備應由3臺同類型的水泵組成，其中任意一臺能在20h內排出一晝夜礦井的正常涌水量，兩臺同時工作時能排出礦井一晝夜的最大涌水量。在雨季短、涌水量小于50m³/h的礦井，主要排水設備可安裝同類型的水泵兩臺，其中一臺能在20h內排出一晝夜的正常涌水量。
2.排水管路
排水管路包括排水管道和吸水管道。一般礦井所用的普通排水管有鑄鐵管、鋼管、無縫鋼管。
使用鑄鐵管的優點是經濟、耐用，但質量大。在平巷和斜井，尤其是在露天礦中更為適用。當它用作垂直排水管時，其總長度不能超過100m，水壓不超過10kg/cm²。
有的礦井水是酸性水，具有腐蝕性，必須對排水管進行防腐處理，并使用耐酸水泵，以提高使用壽命。防腐的方法主要是在管內外壁涂噴生漆、瀝青等防腐物質。
排水管道的敷設主要是垂直管道的安裝問題。井筒內的排水管安裝在管子間時，應充分考慮安裝和檢修空間。排水管由水泵房進入井筒的拐彎處時，應設置彎管支座以承擔管重和水柱重。拐彎處的排水管用支座曲管連接，此支座曲管固定在彎管支座上。當管道長度大于200m時，可將整個管道分成數段，每段均設置支承管，分別承擔每段管道的重量。支承管固定在中間承架上，中間承架的一端插入井壁。為避免管道縱向彎曲，在一定距離內應設有導向管夾子。為適應溫度變化引起管道脹縮，每隔一定距離安設伸縮節。
由于礦井水中含有較多雜質，經過一定時間后，在排水管壁上形成相當厚的積垢。管道內積垢增加，相對減小了管道內徑，致使內壁的摩擦阻力增加，增大了電能的消耗，同時還減少了水泵的揚水量。因此，無論從技術上、經濟上或安全的角度看，都必須認真地清洗管道。
（四）主水泵房的布置
主水泵房一般設在提升材料井附近。要求硐室堅固、干燥，照明和通風良好便于設備的運轉和修理無火災也無爆炸氣體鉆入其中的危險嚴密封閉，防止涌水量突然增大時受到水害。由于主水泵用電量比較大，一般常和中央變電所連接在一起，并設防火墻隔開。
主水泵房必須有兩個通道，一個是水平的，一個是傾斜的。傾斜通道與豎井梯子間及管子間直接相連，用以敷設排水管和電纜以及當發生水災時搬運設備和通行人員。傾斜通道的出口一般高出井底車場軌面10m左右，并在主水泵房與井底車場聯絡的出入口處設置密閉的防水門，此門在發生突然涌水時應能迅速關閉。
由于主水泵房經吸水井與水倉相通，因此在吸水井中必須安設放水閥或閘門，以備在必要時能夠與水隔絕。采用大型水泵時，為檢修時起重的需要，應設有能承受3~5t手動滑車的工字梁。
為了集中、沉淀和排出礦井水，在水泵房旁應設置水倉。水倉的容積應能容納4h正常涌水量。為便于輪流清理，水倉應由兩部分獨立的巷道構成，并分別與水泵的抽水井相通。水倉應經常清理，至少應在每年雨季之前清理一次。
 
四、礦山充填系統
（一）充填工藝
1.充填材料的輸送方法
（1）水力輸送。在地面充填制備站，經過充填管路，利用倍線自重輸送，或用泵將水砂充填或膠結充填材料送往井下采場進行充填。
（2）風力輸送。一般是在井下設置充填站，制備膠結充填或干式充填材料，再通過管路，用壓氣輸入采場進行充填。
（3）機械充填。干式充填材料經常是通過充填井下井，再轉運到采場，通過電耙或拋擲機進行充填。充填用混凝土或通過地表攪拌，垂直管路下井，或在井下設制備站制備，然后送到采場，再用電耙或拋擲機充填。
目前國內外均是以水力充填為主。無論是風力充填還是機械充填，均有輔助的輸送充填料下井問題，環節多，工藝較復雜。但風力充填機和拋擲機充填有充填密度大、接頂好的優點。在某些采礦方法，如上向及下向進路充填法中，可充分顯示出其優越性。
2.水力充填工藝
1）流體類型的確定
從流變學角度出發，水力輸送可分為牛頓流的非均質流和非牛頓流的均質流。在非牛頓流的均質流中，經常見到的有與時間因素無關的賓漢流、偽塑性流和屈服偽塑性流以及與時間有關的能變流等。
在一定的輸送物料（體重、粒度）條件下，濃度是決定漿體是屬于牛頓流非均質流或非牛頓流的均質流的主要因素。
2）輸送牛頓流非均質流充填料
目前我國絕大部分礦山的水力輸送水砂充填材料和膠結充填材料均為非均質流。尾砂充填時，尾砂體重為2.7g/cm³，重量濃度小于67%～69%（視粒度級配）為非均質流。粗砂的水砂充填均為非均質流，這類低濃度的非均質流輸送水砂充填，要求充填料有較好的滲透系數，在采場內安裝良好的脫水設施，使之及時脫水。
輸送非均質流的膠結充填材料，因其含水量大，易產生水泥離析現象，充填體強度低。采場脫水以溢流為主。為減少水平方向的水泥離析，在充填過程中盡可能及時移動采場內的充填軟管。
輸送非均質流充填料，其含水量大，在脫出的水中，經常含有較多的細粒級固體物料，需及時沉淀處理，應盡量不使之進入水倉。推薦在階段中設采區沉淀池，固體物料在沉淀池沉淀后，可及時清除，清水流人水倉。
3）輸送非牛頓流均質流充填料
輸送漿體的濃度提高到一定程度后形成均質流，均質流輸送主要用于輸送尾砂充填料、尾砂膠結充填料及細砂膠結充填料。其優點在于可防止管路堵塞，有利于減輕管路磨損及減少井下排水及污染。對膠結充填料來講，更主要的優點是可以大大提高充填體的強度。
3.全尾砂充填工藝
國內的尾砂充填均用沉砂，經常出現沉砂量不足。溢流尾砂不能筑壩，需采石筑壩，費用較高，細粒級溢流尾砂對環境造成污染。采用全尾砂充填可以避免和改善上述問題。全尾砂充填的難度在于細粒級尾砂的沉降與脫水，理想條件是在地面制成高濃度的均質流輸送至井下，而不在井下脫水。目前主要用于采空區的嗣后充填。
4.塊石膠結充填工藝
此工藝是在采用空場法回采礦房后，用塊石充填，再向塊石中壓注水泥砂漿形成塊石混凝土；或將碎石倒入采空區的同時，用管路輸送水泥砂漿，形成塊石混凝土，再進行礦柱回采。
（二）充填系統
礦山充填系統是以礦山固體廢棄物為骨料，以水泥等材料為膠凝材料，通過濃縮、攪拌等工藝制備成一定濃度的充填料漿，然后采用自流或者泵送的方式輸送至井下采場進行充填的工藝系統。目前，礦山常用的充填骨料為尾砂，也有采用破碎廢石、戈壁集料及其他粗骨料的。粗骨料在攪拌階段通過輸送帶輸送至攪拌系統，工藝相對簡單，故不進行詳細說明，此處主要針對尾砂充填系統進行介紹。尾砂充填系統主要由尾砂濃縮與存儲系統、膠凝材料存儲與供料系統、充填料漿攪拌系統、充填料漿輸送系統及充填自動化控制系統等子系統構成。
1.尾砂濃縮與存儲系統
全尾砂充填礦山一般采用兩種全尾砂濃縮方案，即立式砂倉方案和深錐濃密機方案。立式砂倉一般由倉頂、溢流槽、倉底及其倉內的造漿管件等組成。倉頂結構包括倉頂房、進砂管、水力旋流器（尾砂分級時）、料位計和人行棧橋等。溢流槽位于倉口內壁或外壁，槽底有朝向溢流管接口匯集的坡度。溢流槽的作用是降低溢流速度，并提高尾砂利用率。倉體是貯砂的主要組成部分，一般用鋼筋混凝土構筑或鋼板直接焊接而成。最初采用的是半球形倉底結構，放砂濃度低，易板結。現代立式砂倉一般均改為錐形放砂結構。尾砂泵送至立式砂倉后，采用自然沉降或絮凝沉降方式，實現尾砂濃密脫水，頂部溢流水通過溢流槽回收利用，底部濃縮的高濃度尾砂漿采用流態化造漿方式實現放砂充填。
深錐濃密機是繼立式砂倉后尾礦濃密的關鍵設備，適用于處理細粒和微細粒物料，其最大特點就是可以獲得較高質量濃度的底流，且生產能力較大。深錐濃密機自由沉降原理與立式砂倉基本一致，但加入了機械動力結構，其結構為中心傳動式，主傳動為低轉速大扭矩渦輪減速機，殼體為鋼筋混凝土高架式彈性結構或鋼結構，采用深錐鋼筋混凝土自防水結構。錐體上部配有控制系統、絮凝劑添加系統及尾礦給料口，均圍繞中心豎軸旋轉。軸下部裝有螺旋、耙架、底流錐刮泥器，槽底有排膏器。
2.膠凝材料存儲與供料系統
根據充填能力，計算出膠凝材料用料，并以此在充填站配置膠凝材料倉，倉內的膠凝材料通過倉頂的螺旋輸送與計量系統實現膠凝材料的定量供料。水泥輸送一般采用雙管螺旋輸送機，計量采用螺旋電子秤或者沖板流量計。近幾年，具有集料與輸送一體的微粉秤得到長足發展，其具有防水泥倉結拱與沖料功能，給料穩定，在礦山充填系統得到大量應用。
3.充填料漿攪拌系統
充填料漿攪拌系統根據充填料漿性質的不同采用不同的攪拌工藝與設備。總的來說充填料漿攪拌分一級攪拌和兩級攪拌。一級攪拌主要針對兩相流漿體，普遍采用立式攪拌桶。兩級攪拌一般針對似膏體或膏體充填。兩級攪拌常用配置有一段雙軸葉片式攪拌機加二段雙軸葉片式攪拌機、一段雙軸葉片式攪拌機加高速活化攪拌機。
4.充填料漿輸送系統
充填料漿輸送分為自流輸送與泵送，在礦山具備自流輸送的條件下盡可能采用自流輸送方案。自流輸送一般要求礦山充填倍線小于6，具體是通過攪拌系統攪拌均勻的充填料漿，先通過充填鉆孔到達井下充填中段，然后通過中段水平管路及中段間鉆孔實現各中段采場的充填。
在不具備自流輸送條件或要采用膏體充填時，需采用泵送，泵送采用柱塞泵，充填站攪拌均勻的膏體充填料漿，通過柱塞泵泵送至采場進行充填。
5.充填自動化控制系統
充填自動化控制系統應具有運行可靠有效、功能齊全、操作簡單靈活、擴展容易、維護方便等特點，對充填生產過程進行全面的自動控制與運行監控。自動化控制系統要求能在穩定生產過程及保證充填指標的前提下，盡可能地提高設備生產能力，降低工人勞動強度，降低設備事故率，減少生產成本，提高經濟效益。因此，未來充填系統應建立先進的自動化控制系統，以提高工作效率，確保充填質量。
充填站主要控制調節回路如下：
①尾砂供料流量控制。
②濃密機放砂流量、濃度監測與控制。
③充填料漿配比控制。
④充填料漿濃度控制。
⑤恒壓供水控制。
⑥濃密機、水泥倉、水池、攪拌桶的料位監測與控制。
⑦充填管路堵塞事故處理。
要實現對充填系統的控制，需要檢測下列工藝參數∶
①濃密機、水泥倉及攪拌桶料位。
②尾砂供料濃度與流量。
③濃密機放砂流量和濃度。
④水泥給料量。
⑤充填料漿流量和濃度。
⑥攪拌桶加水流量。
⑦供水壓力。
針對充填站的工藝特點和自動控制要求，自動控制的關鍵在于如何按照充填要求合理調節充填料漿的配比和充填濃度，實現系統設備的順序控制及系統設備的集中監控，以提高充填效果。
 
五、供配電
（一）礦山電力負荷級別劃分
礦山電力負荷分為一級負荷、二級負荷和三級負荷。
1.一級負荷
因中斷供電將造成人身傷亡或重大設備損壞、重大產品報廢、重要原料生產的產品大量報廢、重點企業的連續生產過程被打亂需要長時間才能恢復，從而給國民經濟造成重大損失者，屬于一級負荷。
礦山電力一級負荷包括以下幾點。
（1）因事故停電有淹沒危險的礦井主排水泵。
（2）屬于下述條件之一的礦井主要風機∶
①有爆炸和火災危險的礦井（如有瓦斯的煤礦、高硫礦床等）。
②含有對人有生命危害的氣體的礦井（如有氡氣的鈾礦）。
（3）屬于下列條件之一的經常使用的豎井載人提升機∶
①有爆炸、火災危險或含有對人有生命危害的氣體的礦井。
②無平硐作安全出口，且井深超過150m。
（4）礦井瓦斯抽放泵。
2.二級負荷
因中斷供電將造成主要設備損壞、大量產品報廢、連續生產過程被打亂需較長時間才能恢復，使重點企業大量減產，因而給國民經濟造成較大損失的，屬于二級負荷。
礦山電力二級負荷包括以下幾點。
（1）露天開采的主排水泵。
（2）不屬于一級負荷的礦井主要風機。
（3）不屬于一級負荷的主要提升機。
（4）供地下水采用的空氣壓縮機。
（5）主要運輸的架空索道與帶式輸送機。
（6）牽引變電所。
（7）采礦場的生產負荷。
（8）生產、消防用水水泵。
（9）水源缺乏地區的生活用水水泵。
（10）地下采礦及生產車間的照明。
3.三級負荷
不屬于一級負荷和二級負荷的生產設備和生活福利設施為三級負荷。
（二）電源
在井下，應根據生產規模、涌水量和采礦方法等條件，設置必要數量的主變電所、采區變電所和其他變（配）電所。主變電所的電源一般引自地面總降壓變電所或設在井口附近的高壓配電所。采區變電所和其他變（配）電所，一般由井下主變電所供電，也可由附近的地面變（配）電所經風井或鉆孔供電。
當礦井不深、負荷不大時，電源可引自地面中性點不接地的低壓配電系統的架空線路或露天變電所。
鑒于井下電纜敷設環境及運行條件差，事故可能性大，維護更換電纜困難，井下主變電所或主水泵房的電源線路不得少于兩回路。當任一回路停止供電時，其余回路的供電能力應能擔負全部負荷。
（三）井下配電電壓
1.高壓配電電壓
井下高壓電力網的配電電壓一般采用6kV有條件時宜采用10kV。
我國目前井下高壓配電電壓雖然大多采用6kV，但當地面采用10kV電壓等級時，井下也采用10kV作為配電電壓就具有明顯的經濟意義。
2.低壓配電電壓
井下低壓電力網的配電電壓一般采用380V、660V有條件時宜采用1140V。手持式電力設備的額定電壓應不超過127V。
從運行角度看，井下采用660V電壓配電的經濟效果是很明顯的，在滿足同樣電壓降和送電距離的條件下，電纜截面約為采用380V時的1/3。也就是說，在使用同樣的電纜截面時，其送電距離可增3倍（采用1140V時的經濟效果就更明顯）。這樣，可減少采區變電所的移動次數，甚至可減少供電層次（不需采區變電所），降低電能損耗。隨著我國660V及以上的電氣設備、控制和保護電器產品的系列化，660V和1140V配電電壓將逐步在各類礦山推廣采用。
（四）井下主變電所
井下主變電所是一個帶有10（6）/0.4kV或10（6）/0.69kV電力變壓器，兼作低壓配電用的高壓配電所。其主要作用是對井下高壓用電設備及井底車場低壓用電設備進行配電。當不帶電力變壓器時，也常稱為井下主配電所或井下某階段高壓配電所。
主變電所應設置在靠近負荷中心、電纜進出線方便、通風良好、運輸方便且頂、底板巖層穩定的地方。一般井下主排水用電所占比重較大，因此常把主變電所設在井底車場并與水泵房毗鄰。
（五）采區變電所
采區變電所設有電力變壓器、高壓開關及保護裝置（如跌落式熔斷器）、低壓配電屏、照明變壓器等變配電設備。其主要作用是把井下主變電所或地面高壓配電所的高壓電源通過電力變壓器轉換為適合井下采掘工作面用電設備需要的低壓電源，直接或通過配電點向采掘工作面的用電設備供電。
按高壓應深入負荷中心的原則，采區變電所應盡量靠近采區。采區負荷中心是隨著采礦階段（水平）的轉移和采掘工作面的推進而變動的。因此，采區變電所的位置應根據采礦方法、上下階段（水平）的關系及采掘速度等因素確定。有的一個階段（水平）可設多個采區變電所，有的一個采區變電所可以向多個階段（水平）的采區送電。此外，還應考慮到便于維護、設備運輸和進出線方便、通風條件良好等條件。一般設在階段（水平）運輸平巷中或上、下山與運輸交叉處。
采區變電所有一級負荷時，應選用兩臺變壓器。一臺變壓器退出運行時，另一臺應保證一級負荷和二級負荷的用電。無一級負荷時，可選用一臺變壓器。
由于采掘工作的推進將影響采區變電所計算負荷的大小。每個采區變電所在運行期間，其負荷將有一個遞增、穩定、遞減的過程，在選擇變壓器容量及臺數時，應綜合考慮這些情況，使其在整個服務期間都能滿足生產要求。
（六）采掘工作面供電
采掘工作面用電設備的電源一般引自采區配電點（或直接由采區變電所引來）。配電點位置是隨著采掘工作的進行需要定期搬遷。配電點至受電設備的移動電纜的長度一般不宜超過100m。否則，配電點即應搬遷。
采礦工作面的用電設備主要有鑿巖鉆車、電耙絞車、局部風機和裝巖機等，其電控設備可以裝在機架或特制的移動架上隨機移動也可以裝在動力配電箱內（該動力箱安裝在配電點），采用帶控制芯線的礦用移動橡套電纜，將控制控鈕安裝在機架上。
配電點應設在支護好的巷道中的壁龕內，壁龕應用非燃燒性材料支護。并不應有滴水和滲水現象。配電點的設備一般采用礦用或具有防水、防塵性能的動力配電箱。
（七）井下照明
1.照明地點設置下列地點設固定式照明。
（1）井底車場及其附近、采區車場、井口和天井。
（2）使用機車的巷道、運輸機巷道、作人行道的斜井、升降人員的絞車道、升降物料和人行交替使用的絞車道以及巷道交叉處。
（3）機電硐室、調度室、機車庫、爆破器材庫、保健站、候車室和信號站等。
（4）風門、安全出口。
（5）溜井口等危險地點。
對采用礦燈照明的礦井、安全出口、不兼人行道的帶式輸送機巷道、非主要巷道交叉處和風門可不設照明。
無爆炸危險地下的采掘工作面，應采用移動式電氣照明。
2.照明電壓
無爆炸危險的地下采掘工作面照明應采用36V電壓，其他地方可采用220V或127V電壓。當采用220V電壓時，天井以及天井至回采工作面之間應采用36V電壓。有爆炸危險的礦井一般采用127V電壓行燈電壓不應大于36V。
3.照明電源
由于井下采用中性點不接地的低壓配電系統，因此，無論采用哪種照明電壓，照明電源都需經照明變壓器供電。
為了保證照明不受其他電力負荷的影響，其他電源宜從電力變壓器總饋出開關之前引出。
4.照明線路
井下照明網路一般采用變壓器干線式三相電源供電。三相并行敷設。在三相內要求燈具均勻分配，并保證各相負荷矩基本相等。
照明干線和支線可選用聚氯乙烯電力電纜或塑料絕緣導線。采用后者接線較方便，干線或支線的截面不宜大于10mm²。移動式照明線路可采用聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電線或礦用橡套電纜。
 
六、安全避險系統
（一）緊急避險系統
緊急避險系統是在礦山井下發生災變時，為避災人員安全避險提供生命保障的由避災路線、緊急避險設施、設備和措施組成的有機整體。
1.建設要求
（1）金屬非金屬地下礦山應建設完善緊急避險系統，并隨井下生產系統的變化及時調整。建設的內容包括為人井人員提供自救器、建設緊急避險設施、合理設置避災路線、科學制定應急預案等。
（2）緊急避險應遵循“撤離優先，避險就近”的原則進行設計，并按照設計要求進行建設。
（3）應為人井人員配備額定防護時間不少于30min的自救器，并按人井總人數的10% 配備備用自救器。所有人井人員必須隨身攜帶自救器。在自救器額定防護時間內不能到達安全地點或及時升井時，避災人員應就近撤到緊急避險設施內。
（4）緊急避險設施的額定防護時間應不低于96h。緊急避險系統的配套設備應符合相關標準的規定，救生艙及其他納入安全標志管理的設備應取得礦用產品安全標志。緊急避險系統建設完成，經驗收合格后方可投入使用。
2.緊急避險系統設置要求
（1）每個礦井至少要有兩個獨立的直達地面的安全出口，安全出口間距不小于30m 每個生產中段必須有至少兩個便于行人的安全出口，并和通往地面的安全出口相通每個采區必須有兩個便于行人的安全出口，并經上、下巷道與通往地面的安全出口相通。安全出口設置的其他要求應符合《金屬非金屬礦山安全規程》（GB16423）的要求。
（2）應編制事故應急預案，制定各種災害的避災路線，繪制井下避災線路圖，并按照《礦山安全標志》（GB 14161）的規定，做好井下避災路線的標識。井巷的所有分道口要有醒目的路標，注明其所在地點及通往地面出口的方向，并定期檢查維護避災路線，保持其通暢。
（3）緊急避險設施的設置應遵守以下要求∶
①水文地質條件中等及復雜或有透水風險的地下礦山，應至少在最低生產中段設置緊急避險設施。
②生產中段在地面最低安全出口以下垂直距離超過300m的礦山，應在最低生產中段設置緊急避險設施。
③距中段安全出口實際距離超過2000m的生產中段，應設置緊急避險設施。
④應優先選擇避災硐室。
（4）緊急避險設施的設置應滿足本中段最多同時作業人員避災需要，單個避災硐室的額定人數不大于100人。緊急避險設施應設置在圍巖穩固、支護良好、靠近人員相對集中的地方，高于巷道底板0.5m以上，前后20m范圍內應采用非可燃性材料支護。緊急避險設施外應有清晰、醒目的標識牌，標識牌中應明確標注避災硐室或救生艙的位置和規格。在井下通往緊急避險設施的人口處，應設有“緊急避險設施”的反光顯示標志。
（5）礦山井下壓風自救系統、供水施救系統、通信聯絡系統、供電系統的管道、線纜以及監測監控系統的視頻監控設備應接入避災硐室內。各種管線在接入避災硐室時應采取密封等防護措施。
3.避災硐室技術要求
（1）避災硐室凈高應不低于2m，長度、深度根據同時避災最多人數以及避災硐室內配置的各種裝備來確定，每人應有不低于1.0m²的有效使用面積。
（2）避災硐室進出口應有兩道隔離門，隔離門應向外開啟避災硐室的設防水頭高度應在礦山設計中總體考慮。
（3）避災硐室內應具備對有毒有害氣體的處理能力，室內環境參數應滿足人員生存要求。
（4）避災硐室內的配備應包括：
①不少于額定人數的自救器。
②一氧化碳、二氧化碳及氧氣濃度、溫度、濕度和大氣壓的檢測報警裝置。
③ 額定使用時間不少于96h的備用電源。
④額定人數生存不低于96h所需要的食品和飲用水。
⑤逃生用礦燈，數量不少于額定人數。
⑥空氣凈化及制氧或供氧裝置。
⑦急救箱、工具箱、人體排泄物收集處理裝置等設施設備。
⑧避災硐室內應有使用操作說明。
4.救生艙技術要求
（1）救生艙應具備過渡艙結構。過渡艙的凈容積應不小于1.2m³，內設壓縮空氣幕、壓氣噴淋裝置及單向排氣閥。生存艙提供的有效生存空間應不小于每人0.8m³，應設觀察窗和不少于2個單向排氣閥。
（2）救生艙應具有足夠的強度和氣密性，并有生存參數檢測報警裝置。
（3）救生艙應選用抗高溫老化、無腐蝕性的環保材料。救生艙外體顏色在井下照明條件下應醒目，宜采用黃色或紅色。
（4）救生艙應配備在額定防護時間內額定人數生存所需要的氧氣、食品、飲用水、急救箱、人體排泄物收集處理裝置等，并具備空氣凈化功能，其環境參數應滿足人員生存要求。
5.維護與管理要求
（1）應指定人員負責緊急避險系統的日常檢查與維護，定期對緊急避險系統進行巡視和檢查，發現問題及時處理。
（2）避災硐室和救生艙配備的食品和急救藥品，應保證在保存期或有效期內。
（3）應對人井人員進行緊急避險設施使用和緊急情況下逃生避災的培訓，確保每位人井人員均能正確使用緊急避險設施和選擇正確的避災線路逃生。
（4）圖紙、技術資料應歸檔保存。
（二）壓風自救系統
壓風自救系統是在礦山發生災變時，為井下提供新鮮風流的系統，包括空氣壓縮機、送氣管路、三通及閥門、油水分離器、壓風自救裝置等。
1.建設要求
（1）金屬非金屬地下礦山應根據安全避險的實際需要，建設完善壓風自救系統。壓風自救系統可以與生產壓風系統共用。
（2）壓風自救系統應進行設計，并按照設計要求進行建設。
（3）壓風自救系統的空氣壓縮機應安裝在地面，并能在10min內啟動。空氣壓縮機安裝在地面難以保證對井下作業地點有效供風時，可以安裝在風源質量不受生產作業區域影響且圍巖穩固、支護良好的井下地點。
（4）壓風管道應采用鋼質材料或其他具有同等強度的阻燃材料。
（5）壓風管道敷設應牢固平直，并延伸到井下采掘作業場所、緊急避險設施、爆破時撤離人員集中地點等主要地點。
（6）各主要生產中段和分段進風巷道的壓風管道上每隔200～300m應安設一組三通及閥門。
（7）獨頭掘進巷道距掘進工作面不大于100m處的壓風管道上應安設一組三通及閥門，向外每隔200~300m應安設一組三通及閥門。有毒有害氣體涌出的獨頭掘進巷道距掘進工作面不大于100m處的壓風管道上應安設壓風自救裝置。
（8）爆破時撤離人員集中地點的壓風管道上應安設一組三通及閥門。
（9）壓風管道應接入緊急避險設施內，并設置供氣閥門，接入的礦井壓風管路應設減壓、消音、過濾裝置和控制閥，壓風出口壓力應為0.1~0.3MPa，供風量每人不低于0.3m³/min，連續噪聲不大于70dB（A）。
（10）壓風自救裝置、三通及閥門安裝地點應寬敞、穩固，安裝位置應便于避災人員使用閥門應開關靈活。
（11）主壓風管道中應安裝油水分離器。
（12）壓風自救系統的配套設備應符合相關標準的規定，納入安全標志管理的應取得礦用產品安全標志。
（13）壓風自救系統安裝完畢，經驗收合格后方可投入使用。
2.維護與管理要求
（1）應指定人員負責壓風自救系統的日常檢查與維護工作。
（2）應繪制壓風自救系統布置圖，并根據井下實際情況的變化及時更新。布置圖應標明壓風自救裝置、三通及閥門的位置，以及壓風管道的走向等。
（3）應定期對壓風自救系統進行巡視和檢查，發現故障及時處理。應配備足夠的備件，確保壓風自救系統正常使用。
（4）應根據各類事故災害特點，將壓風自救系統的使用納入相應事故應急預案中，并對入井人員進行壓風自救系統使用的培訓，確保每位入井人員都能正確使用。
（5）相關圖紙、技術資料應歸檔保存。
（三）供水施救系統
供水施救系統是在礦山發生災變時，為井下提供生活飲用水的系統，包括水源、過濾裝置、供水管路、三通及閥門等。
1.建設要求
（1）金屬非金屬地下礦山應根據安全避險的實際需要，建設完善供水施救系統。供水施救系統應進行設計，并按照設計要求進行建設。
（2）供水施救系統應優先采用靜壓供水當不具備條件時，采用動壓供水。
（3）供水施救系統可以與生產供水系統共用，施救時水源應滿足生活飲用水水質衛生要求。
（4）供水管道應采用鋼質材料或其他具有同等強度的阻燃材料。
（5）供水管道敷設應牢固平直，并延伸到井下采掘作業場所、緊急避險設施、爆破時撤離人員集中地點等主要地點。
（6）各主要生產中段和分段進風巷道的供水管道上每隔200~300m應安設一組三通及閥門。
（7）獨頭掘進巷道距掘進工作面不大于100m處的供水管道上應安設一組三通及閥門，向外每隔200~300m應安設一組三通及閥門。
（8）爆破時撤離人員集中地點的供水管道上應安設一組三通及閥門。
（9）供水管道應接入緊急避險設施內，并安設閥門及過濾裝置，水量和水壓應滿足額定數量人員避災時的需要。
（10）三通及閥門安裝地點應寬敞、穩固，安裝位置應便于避災人員使用閥門應開關靈活。
（11）供水施救系統的配套設備應符合相關標準的規定，納入安全標志管理的應取得礦用產品安全標志。
（12）供水施救系統安裝完畢，經驗收合格后方可投入使用。
2.維護與管理要求
（1）應指定人員負責供水施救系統的日常檢查與維護工作。定期對供水施救系統進行巡視和檢查，發現故障及時處理。應配備足夠的備件，確保供水施救系統正常使用。
（2）應繪制供水施救系統布置圖，并根據井下實際情況的變化及時更新。布置圖應標明三通及閥門的位置，以及供水管道的走向等。
（3）應根據各類事故災害特點，將供水施救系統的使用納入相應事故應急預案中，并對人井人員進行供水施救系統使用的培訓，確保每位人井人員都能正確使用。
（4）相關圖紙、技術資料應歸檔保存。
（四）通信聯絡系統
通信聯絡系統是在生產、調度、管理、救援等各環節中，通過發送和接收通信信號實現通信及聯絡的系統，包括有線通信聯絡系統和無線通信聯絡系統。
1.建設要求
（1）金屬非金屬地下礦山應根據安全避險的實際需要，建設完善有線通信聯絡系統宜建設無線通信聯絡系統，作為有線通信聯絡系統的補充。
（2）通信聯絡系統應進行設計，并按設計要求進行建設。鼓勵將通信聯絡系統與監測監控系統、人員定位系統進行總體設計、建設。
（3）有線通信聯絡系統應具有以下功能∶
①終端設備與控制中心之間的雙向語音且無阻塞通信功能。
②由控制中心發起的組呼、全呼、選呼、強拆、強插、緊呼及監聽功能。
③由終端設備向控制中心發起的緊急呼叫功能。
④能夠顯示發起通信的終端設備的位置。
⑤能夠儲存備份通信歷史記錄并可進行查詢。
⑥自動或手動啟動的錄音功能。
⑦終端設備之間通信聯絡的功能。
（4）安裝通信聯絡終端設備的地點應包括∶井底車場、馬頭門、井下運輸調度室、主要機電硐室、井下變電所、井下各中段采區、主要泵房、主要通風機房、井下緊急避險設施、爆破時撤離人員集中地點、提升機房、井下爆破器材庫、裝卸礦點等。
（5）通信線纜應分設兩條，從不同的井筒進入井下配線設備，其中任何一條通信線纜發生故障時，另外一條線纜的容量應能擔負井下各通信終端的通信能力。
（6）通信線纜的敷設應符合《金屬非金屬礦山安全規程》（GB 16423）中6.5.2的相關規定。
（7）嚴禁利用大地作為井下通信線路的回路。
（8）終端設備應設置在便于使用且圍巖穩固、支護良好、無淋水的位置。
（9）通信聯絡系統的配套設備應符合相關標準規定，納入安全標志管理的應取得礦用產品安全標志。
（10）應按《礦山安全標志》（GB 14161）的要求，對通信聯絡系統的設備設施做好標識、標志。
（11）通信聯絡系統建設完畢，經驗收合格后方可投入使用。
2.維護與管理
（1）應指定人員負責通信聯絡系統的日常檢查和維護工作。系統維護人員經培訓合格后方可上崗。定期對通信聯絡系統進行巡視和檢查，發現故障及時處理。系統控制中心應有人值班，值班人員應認真填寫設備運行和使用記錄。
（2）應繪制通信聯絡系統布置圖，并根據井下實際情況的變化及時更新。布置圖應標明終端設備的位置、通信線纜走向等。
（3）控制中心備用電源應能保證設備連續工作2h以上。
（4）應建立設備、儀器臺賬設備故障登記、檢修表巡檢記錄報警、求救信息報表。
（5）相關圖紙、技術資料應歸檔保存。
（五）人員定位系統
人員定位系統是由主機、傳輸接口、分站（讀卡器）、識別卡、傳輸線纜等設備及管理軟件組成的系統，具有對攜卡人員出/入井時刻、重點區域出/入時刻、工作時間、井下和重點區域人員數量、井下人員活動路線等信息進行監測、顯示、打印、儲存、查詢、報警、管理等功能。
1.建設要求
（1）井下最多同時作業人數不少于30人的金屬非金屬地下礦山應建立完善人員定位系統井下最多同時作業人數少于30人的金屬非金屬地下礦山應建立完善人員出入井信息管理制度，準確掌握井下各個區域作業人員的數量。
（2）人員定位系統應進行設計，并按照設計要求進行建設。鼓勵將人員定位系統與監測監控系統、通信聯絡系統進行總體設計、建設。
（3）人員定位系統應具有以下監測功能∶
①監測攜卡人員出/人井時刻、出/入重點區域時刻等。
②識別多個人員同時進入識別區域。
（4）人員定位系統應具有以下管理功能∶
①攜卡人員個人基本信息，主要包括卡號、姓名、身份證號、出生年月、職務或工種、所在部門或區隊班組。
②攜卡人員出入井總數、個人下井工作時間及出入井時刻信息。
③重點區域攜卡人員基本信息及分布。
④攜卡工作異常人員基本信息及分布，并報警。
⑤攜卡人員下井活動路線信息。
⑥攜卡人員統計信息，主要包括工作地點、月下井次數、時間等。
⑦按部門、區域、時間、分站（讀卡器）、人員等分類信息查詢功能。
⑧各種信息存儲、顯示、統計、聲光報警、打印等功能。
（5）人員定位系統應滿足以下主要技術指標最大位移識別速度不小于5m/s并發識別數量不小于80巡檢周期不大于30s識別卡與分站（讀卡器）之間的無線傳輸距離不小于10m。
（6）人員定位系統主機應安裝在地面，并雙機備份，且應在礦山生產調度室設置顯示終端。
（7）人員出入井口和重點區域進出口等地點應安裝分站（讀卡器）。
（8）分站（讀卡器）應安裝在便于讀卡、觀察、調試、檢驗，且圍巖穩固、支護良好、無淋水、無雜物、不容易受到損害的位置。
（9）主機及分站（讀卡器）的備用電源應能保證連續工作2h以上。識別卡應專人專卡，并配備不少于經常下井人員總數10%的備用卡。每個下井人員應攜帶識別卡，工作時不得與識別卡分離。應配備檢測識別卡工作是否正常的裝置，工作不正常的識別卡嚴禁使用。
（10）電纜和光纜敷設應符合《金屬非金屬礦山安全規程》（GB16423）中6.5.2的相關規定。
（11）人員定位系統應取得礦用產品安全標志。
（12）人員定位系統安裝完畢，經驗收合格后方可投入使用。
2.維護與管理要求
（1）應指定人員負責人員定位系統的日常檢查與維護工作。識別卡發放及信息變更應由專人負責管理。應定期對人員定位系統進行巡視和檢查，發現故障及時處理。在故障期間，若影響到對井下人員情況的監控，應采用人工監測，并做好記錄。
（2）應建立設備、儀表臺賬；設備故障登記表；檢修記錄；巡檢記錄。
（3）應繪制人員定位系統布置圖，并根據實際情況的變化及時更新。布置圖應標明分站（讀卡器）等設備的位置、信號線纜和供電電纜走向等。
（4）應每3個月對人員定位系統信息資料、數據進行備份，備份數據應保存6個月以上。
（5）相關圖紙、技術資料應歸檔保存。
（六）監測監控系統
監測監控系統是由主機、傳輸接口、傳輸線纜、分站、傳感器等設備及管理軟件組成的系統，具有信息采集、傳輸、存儲、處理、顯示、打印和聲光報警功能，用于監測金屬非金屬地下礦山有毒有害氣體濃度，以及風速、風壓、溫度、煙霧、通風機開停狀態、地壓等。
1.建設要求
（1）金屬非金屬地下礦山應依據《金屬非金屬礦山安全規程》（GB 16423）的要求和礦山實際建設完善監測監控系統。監測監控系統應進行設計，并按設計要求進行建設。鼓勵將監測監控系統與人員定位系統、通信聯絡系統進行總體設計、建設。
（2）監測監控系統應能實現以下管理功能∶
①實時顯示各個監測點的監測數據，并可以圖表等形式顯示歷史監測數據。
②設置預警參數，并能實現聲光預警。
③視頻監控應支持按攝像機編號、時間、事件等信息對監控圖像進行備份、查詢和回放。
（3）監測監控中心設備應有可靠的防雷和接地保護裝置。
（4）主機應安裝在地面，并雙機備份，且應在礦山生產調度室設置顯示終端。
（5）井下分站應安裝在便于人員觀察、調試、檢驗，且圍巖穩固、支護良好、無滴K、無雜物的進風巷道或硐室中，安裝時應墊支架或吊掛在巷道中，使其距巷道底板不小于0.3m。
（6）應配備分站、傳感器等監測監控設備備件，備用數量應能滿足日常監測監控需要。
（7）主機和分站的備用電源應能保證連續工作2h以上。
（8）傳感器的數據或狀態應傳輸到主機。
（9）電纜和光纜敷設應符合《金屬非金屬礦山安全規程》（GB16423）中6.5.2的相規定。
（10）監測監控系統應具有礦用產品安全標志。
（11） 監測監控系統安裝完畢和大修后，應按產品使用說明書的要求進行測試、調校，經驗收合格后方能使用。
2.有毒有害氣體監（檢）測要求
（1）地下礦山應配置足夠的便攜式氣體檢測報警儀。便攜式氣體檢測報警儀應能測量一氧化碳、氧氣、二氧化氮濃度，并具有報警參數設置和聲光報警功能。
（2）人員進入獨頭掘進工作面和通風不良的采場之前，應開動局部通風設備通風，確保空氣質量滿足作業要求人員進入采掘工作面時，應攜帶便攜式氣體檢測報警儀從進風側進入，一旦報警應立即撤離。
（3）鼓勵有條件的礦山企業采用傳感器對炮煙中的一氧化碳或二氧化氮進行在線監測，一氧化碳或二氧化氮傳感器的設置應符合以下要求
①每個生產中段和分段的進、回風巷靠近采場位置應設置一氧化碳或二氧化氮傳感器。
②壓入式通風的獨頭掘進巷道，應在距離回風出口5~10m回風流中設置一氧化碳或二氧化氮傳感器抽出式和混合式通風的獨頭掘進巷道，應在風筒出風口后10～15m 處設置一氧化碳或二氧化氮傳感器。
③帶式輸送機滾筒下風側10~15m處應設置一氧化碳和煙霧傳感器。
④傳感器應垂直懸掛，距巷壁應不小于0.2m。一氧化碳傳感器和煙霧傳感器距頂板應不大于0.3m，二氧化氮傳感器距底板應不高于1.6m。
（4）一氧化碳報警濃度不應高于24×10-5（24 ppm），二氧化氮報警濃度不應高于2.5×10-6(2.5ppm)。
（5）開采高含硫礦床的地下礦山，還應在每個生產中段和分段的進、回風巷靠近采場位置設置硫化氫和二氧化硫傳感器。開采有自然發火危險礦床的地下礦山，還應延期采用便攜式溫度檢測儀進行檢測。硫化氫和二氧化硫傳感器的安裝位置距底板應不高于1.6m，溫度和煙霧傳感器距頂板應不大于0.3m。硫化氫報警濃度不應高于6.6×10～6（6.5ppm），二氧化硫報警濃度不應高于5.3×10-6（5.3 ppm）。
（6）開采含鈾（釷）等放射性元素的地下礦山，應監測井下空氣中氡（釷射氣）及其子體濃度，氡及其子體的監測應符合《鈾礦山空氣中氡及氡子體監測方法》（玫J378）的規定。
3.通風系統監測
（1）井下總回風巷、各個生產中段和分段的回風巷應設置風速傳感器。
（2）主要通風機應設置風壓傳感器，傳感器的設置應符合《金屬非金屬地下礦山通風技術規范》（AQ2013.3）中主要通風機風壓的測點布置要求。
（3）風速傳感器應設置在能準確計算風量的地點。
（4）風速傳感器報警值應根據《金屬非金屬地下礦山通風技術規范》（AQ 013.1）確定。
（5）主要通風機、輔助通風機、局部通風機應安裝開停傳感器。
4.視頻監控
（1）提升人員的井口信號房、提升機房，以及井口、馬頭門（調車場）等八員進出場所，應設視頻監控。
（2）緊急避險設施及井下爆破器材庫、油庫、中央變電所等主要硐室，應收視頻監控。安裝在井下爆破器材庫和油庫的視頻設備應具備防爆功能。
（3）井口提升機房應設有視頻監控顯示終端，用于顯示井口信號房、井口、馬頭門（調車場）等場所的視頻監控圖像。
（4）視頻監控的功能與性能設計、設備選型與設置、傳輸方式、供電等應符合《視頻安防監控系統工程設計規范》（GB 50395）的規定。
（5）視頻監控圖像質量的性能指標應符合《民用閉路監視電視系統工程技術規范》（GB50198）的規定。
5.地壓監測
（1）對于在需要保護的建筑物、構筑物、鐵路、水體下面開采的地下礦山，應進行地壓或變形監測，并應對地表沉降進行監測。
（2）存在大面積采空區、工程地質復雜、有嚴重地壓活動的地下礦山，應進行地壓監測。
（3）變形監測的等級和精度要求應滿足《工程測量規范》（GB 50026）有關要求。
6.維護與管理
（1）應制定監測監控系統運行維護管理制度及監測監控人員崗位責任制、操作規程、值班制度等規章制度。
（2）應指定人員負責監測監控系統的日常檢查與維護工作。
（3）監測監控設備應定期進行調校，傳感器經過調校檢測誤差仍超過規定值時，應立即更換。
（4）系統發出報警信息時，監測監控中心值班人員應按規定程序及時處置，處置結果應記錄備案。
（5）應建立監測監控設備臺賬監測監控設備故障登記表監測監控檢修記錄表監測監控巡檢記錄表傳感器調校記錄表報警記錄月報表。
（6）報警記錄月報表應包括打印日期和時間、傳感器設置地點、所測物理量名稱、報警次數、對應時間、解除時間、累計時間、每次報警的最大值、對應時刻及平均值、每次采取措施時間及采取措施內容等。
（7）應繪制監測監控系統布置圖，并根據實際情況的變化及時更新。布置圖應標明傳感器、分站等設備的位置，以及信號線纜和供電電纜走向等。
（8）每3個月應對監測監控數據進行備份，備份的數據保存時間應不少于2年，視頻監控的圖像資料保存時間應不少于1個月。
（9）相關圖紙、技術資料應歸檔保存。

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