一文读懂地下矿山主要生产系统-矿机之家

一、提升运输

（一）矿井提升

矿井提升是用一定的装备沿井筒运出矿石、废石以及升降人员、材料和设备等的运输环节。按提升物料采取的方式可分为两大类，一类是有绳提升（钢丝绳提升），另一类是无绳提升（如带式输送机提升、水力提升和气力提升等），其中钢丝绳提升应用较为广泛。

1.矿井提升设备的组成

矿井提升设备主要组成部分有提升容器、提升钢丝绳、提升机（包括拖动装置）、井架和天轮以及装卸载等附属装置。

2.矿井提升设备的分类

（1）按井筒倾角分为竖井提升设备、斜井提升设备。

（2）按提升容器类型分为罐笼提升设备、箕斗提升设备、箕斗—罐笼提升设备，凿井时有吊桶提升设备，斜井还有串车提升设备。

（3）按提升用途分为主提升设备（专门或主要提升矿石的，一般也称主井提升设备）、副提升设备（提升废石、升降人员、运送材料和设备等，一般也称副井提升设备）和辅助提升设备（如天井电梯、检修提升等）。

（4）按提升机类型分为单绳缠绕式提升设备（它又有单卷筒和双卷筒之分）、多绳缠绕式提升设备、单绳摩擦式提升设备（已不生产）、多绳摩擦式提升设备。

（5）按提升容器个数分为单容器提升设备（带平衡锤）、双容器提升设备。

（6）按提升系统的平衡状态分为不平衡提升设备、静力平衡提升设备。

（7）按拖动类型分为交流提升设备、直流提升设备。

3.提升系统

1）竖井单绳缠绕式提升

对于井深在300m以内、卷筒直径不超过3m的矿井，以采用单绳缠绕式提升系统为宜。选用罐笼或选用箕斗作为提升容器是设计中的重要问题，需要经过各方面的比较来确定（多绳摩擦式提升也同此）。

通常在设计提升系统时，多采用主、副两套提升设备来保证矿井产量及完成其他提升工作任务。主井采用箕斗提升矿石，副井采用罐笼完成辅助提升任务或者主、副井全采用罐笼。究竟采用哪种方式要根据各矿井的具体条件来确定。当矿井年产量较大时，最好采用主井箕斗、副井罐笼的方式当矿井年产量较小或者矿石种类超过两种以上，或者矿石不宜粉碎时，最好全采用罐笼。

当多水平提升时，通常在产量不是很大而提升水平较多的矿井采用平衡锤单罐笼提升，有时为保证产量而用两套平衡锤单罐笼提升。

对于年产量很小的矿山，可以采用一套罐笼提升设备完成一切提升任务。我国许多有色金属矿山、非金属矿山、核工业矿山即是如此。

2）竖井多绳摩擦式提升

多绳摩擦式提升机具有很多优点，因此，除井深大于300m时使用多绳摩擦式提升机代替卷筒直径大于3m的单绳缠绕式提升机外，还可以用较小的多绳摩擦式提升机代替卷筒直径小于3m的单绳缠绕式提升机。

由于多绳摩擦式提升难以调整钢丝绳长度，因而双容器提升只适用于一个生产水平。同时由于提升钢丝绳变形的影响，双容器提升系统在实际运转中，只能保证井口的准确停车，不能保证井底的容器停在准确的位置上（对于箕斗提升，要求停车的准确度不严格）。

单容器平衡锤提升系统特别适用于多水平提升的矿井。而且平衡锤提升可以改善多绳摩擦式提升系统的防滑性能。更因为单容器提升系统不受钢丝绳变形的影响，能确保在各个生产水平的准确停车，所以使用较多。对于矿石种类超过两种以上的多水平提升，可以按照具体的产量及生产水平的需要，在一个井筒中装设两套单容器提升设备也可以采用一套单容器、一套双容器的提升系统。

3）斜井提升

斜井提升具有施工快、投资少等优点。其缺点是提升速度较慢，特别是当斜长较大时，生产能力较小，钢丝绳磨损大，井筒维护费用较高。因此，斜井提升多用于中小型矿山（带式输送机提升除外）。

矿车组提升分为单钩和双钩两种。单钩矿车组提升的优点是需要的井筒断面小、投资少、维护费低且便于多水平提升缺点是生产能力低、电耗大。双钩矿车组提升的优点是产量大、电耗小缺点是井筒断面大、井上下车场复杂、投资多、不利于多水平提升。一般当采用单钩矿车组提升能满足产量要求时，不采用双钩矿车组提升。

斜井箕斗提升因投资多、施工时间长，所以斜井倾角小于28°时，尽量采用矿车组提升。但斜井箕斗提升允许的速度较大，停车时间较短，所以在年产量较大的矿井，不论倾角大小都可采用斜井箕斗提升。但当倾角小于18°时，也可以采用带式输送机提升。

4）粉矿回收

竖井箕斗提升由于装、卸矿石时撒矿、误操作时撒矿以及由于矿石含水含泥或井下矿仓岩层渗水，粉矿或泥与水混合后，经闸门缝隙漏入井底，形成大量矿浆，造成井底堆积粉矿。除采取有效措施减少粉矿来源外，必须设计粉矿回收装置。一般粉矿回收方法有以下几种。

（1）利用井底作为粉矿仓，由竖井最低卸矿水平起，向下开凿一个小罐笼竖井（或小箕斗斜井），用巷道与箕斗井底的粉矿仓装矿口相连，粉矿经漏斗闸门装车后，由小罐笼（或斜井小箕斗）提升卸入箕斗矿仓。

（2）当采用混合井提升时，粉矿仓设于井底一侧，由井底罐笼进出车处，以旁通道与粉矿仓装矿口相连，粉矿装车后，由罐笼提升，卸入箕斗矿仓或直接提出地表。

（3）当主、副井靠近时，副井超前一个水平，粉矿由主井井底粉矿仓装车后，由副井提升卸入箕斗矿仓，或直接提出地表。

上述3种方法中，第（1）种方法的开拓工程量最大，管理也不方便，但可避免后两种方法采用平衡尾绳或绳罐道时尾绳或罐道绳通过粉矿仓的缺点。

（二）地下运输

1.地下运输的分类

地下运输是地下金属矿与非金属矿采掘生产中的重要环节，其工作范围包括采场运搬及巷道运输。它是连续采场、掘进工作面与地下矿仓、充填采空区或地面矿仓与废石场的运输渠道。采场运搬包括重力自溜运搬、电耙运搬、无轨自行设备运搬（铲运机、装运机或矿用汽车）、振动出矿机运搬及爆力运搬等。巷道运输包括阶段平巷及斜巷的运输，即采场漏斗、采场天井或溜井以下的至地下储矿仓（或平硐口）之间的巷道运输。

根据运输方式和采用运输设备的不同，地下运输的分类见表3-4。

地下运输的分类

为了保证地下运输正常有效地进行，必要的运输辅助设备是不可缺少的。

2.地下运输系统

地下矿山运输系统和运输方式一般在进行矿床开拓设计中确定。确定的原则应考虑矿床的赋存条件、开拓系统、采矿方法、开采规模、生产服务年限、运输设备的发展现状及企业的管理水平等。要做到技术上先进可靠、经济上合理有利、运转安全、管理方便、能耗小、投资省。

1）轨道运输

轨道运输一般指机车运输，它是国内外地下矿山的主要运输方式。轨道运输主要由矿车、牵引设备和辅助机械等设备组成，常与耙矿、装矿、带式输送机或无轨运输等设备组成有效的运输系统，在生产过程中可运送矿石、废石、材料、设备和人员等。它是组织生产、决定矿山生产能力的主要因素之一。

轨道运输的优点是用途广，生产量大（由机车数量而定），运距不受限制，经济性好，调度灵活，能沿分叉线路分别运输多种矿石。缺点是运送是间断性的，生产效率依赖工作组织水平适用的巷道坡度有局限性（一般为3‰~5‰），线路坡度过大时难以保证运输安全。

机车牵引矿车列车在轨道上运行是水平长距离运输的主要方式。轨道轨距分为标准轨距和窄轨距，标准轨距为1435mm，窄轨距分为600mm、762mm、900mm 3种。按轨距的不同，机车也可分为标准轨距机车和窄轨机车；按使用的动力不同，矿用机车可分为电机车、内燃机车和蒸汽机车。蒸汽机车已基本淘汰，内燃机车一般只用于地表。电机车由电能驱动，按电源性质不同，电机车又可分为直流电机车和交流电机车，直流电机车应用最广。现在，已有不少用户开始使用变频电机车。按供电方式不同，直流电机车有架线式电机车和蓄电池电机车之分，我国非煤矿井下使用的绝大部分都是架线式电机车。

架线式电机车结构简单，成本低，维护方便，机车的运输能力大，速度高，用电效率高，运输费用低，应用最广。其缺点是须有整流和架线设施，不够灵活；架线对巷道尺寸与行人的安全有一定的影响集电弓与架线之间容易产生火花，不允许在瓦斯严重的矿山使用初期建设时投资较大，但从长远来看，采用架线电机车的总成本要比蓄电池电机车低得多。国内井下架线电网的直流电压有250V和550V两种。

蓄电池式电机车是用蓄电池供给电能。蓄电池一般在井下电机车库进行充电。电机车上的蓄电池组用到一定程度后，可取下换上充好电的蓄电池。这种电机车的优点是无火花引爆危险，适合在有瓦斯的矿井使用不须架线，使用灵活，对于产量小、巷道不太规则的运输系统和巷道掘进运输很适用。其缺点是须设充电设备初期投资大用电效率低，运输费用较高。一般出矿阶段采用架线式电机车，开拓阶段运输可采用蓄电池电机车用以克服外部条件限制。在有爆破性气体的回风巷道，不应使用架线式电机车，高硫和有自然发火危险的矿井，应使用防爆型蓄电池电机车。

除上述两种电机车外，还有复式能源电机车，主要可分为架线——蓄电池式电机车和架线一电缆式电机车。架线一蓄电池式电机车上有自动充电器，可利用架线电源随时对车载蓄电池自动充电，无需经常到充电室充电，可提高机车的利用率；还可直接开进开拓掘进巷道，使用机动灵活；架线一电缆式电机车在运输大巷工作时，直接从架线获取电能；在不便装设架线的区域行驶时，可由电缆供电，但用电缆供电的运输距离不能超过电缆的长度。

内燃机车不需架线，投资低，非常灵活。但构造复杂，废气污染空气，需在排气口装废气净化装置，并加强巷道通风。这种机车目前国内仅有少数矿山在通风良好的平硐地表联合区段以及地表运输使用，国外矿山使用较多。

矿用车辆有运送矿石（废石）的矿车、运送人员的人车、材料车、炸药车、水车、消防车及卫生车等专用车辆。

2）无轨运输

地下矿山采用无轨自行设备运输始于20世纪60年代，随着地下无轨设备的完善，地下无轨开采技术也得到了迅速的发展。

地下矿用汽车是专为地下矿山设计的自行车辆，是实现无轨开采技术的主要运输车辆，具有机动、灵活、多能、经济的优越性。地下矿用汽车广泛应用于条件适宜的各类地下矿山进行强化开采，不但可以提高地下矿山的劳动生产率和产量，促使生产规模不断扩大，而且还改变了该类矿山的回采工艺、采矿方法和掘进运输系统。特别是随着近些年矿山自动化、智能采矿等技术和系统的发展，促使地下矿山朝着无轨开采的无人化方向迈进。

（1）地下矿用汽车运输的主要优点是

①机动灵活，适用范围广，生产潜力大。可将采掘工作面的矿岩直接运送到各个卸载场地而不需中途转运，卸矿地点也不受限制人员、材料、设备亦可不经转运直接到达工作面。

②在一定的条件下，采用地下矿用汽车运输可以适当节省设备、钢材和人员。

③在竖井全套设施建成前，有可能提前出矿也便于采取边缘和零星矿体采矿运输工作。

④在运距合理条件下，地下矿用汽车运输生产环节少，能显著提高劳动生产率。

（2）地下矿用汽车运输存在的缺点是∶

①地下矿用汽车虽然有废气净化装置，但柴油发动机排出的废气污染井下空气，目前仍不能彻底解决。通常采用加强通风等措施，增加了通风设备等方面的费用。

②由于地下矿山道路路面质量不好，轮胎消耗量大，备件费用增加。

③维修工作量大，需要技术熟练的维修工人和装备良好的维修车间。

④为了便于地下矿用汽车的行驶，要求的巷道断面尺寸较大，增加了开拓费用。

（3）地下矿用汽车与地面自卸式汽车相比，在结构上通常有以下特点：

①能拆装，方便大件下井。

②采用铰接式底盘、液压转向，车体宽度窄，转弯半径较小。

③车体高度低，一般为2~3m，适合在狭窄低矮的井下空间作业，重心低，加大了爬坡能力。

④行驶速度低，其发动机功率较小，从而减少了尾气排放量。

3）带式输送机运输

带式输送机运输是一种连续运输方式，主要用来运输矿岩，也可运输材料和人员。这种运输方式生产能力大、安全可靠、操作简单、自动化程度高。随着高强度胶带的使用，带式输送机运输已具有长距离、大运量、高速度的特点，符合现代矿山设备高效运输的要求。

带式输送机运输在地下矿的使用受到矿岩块度、运量、巷道倾角、弯道等的限制。通常只能运送经过粗碎的矿岩（块度小于350mm），且只适宜使用在运量较大、巷道倾角较小、没有弯道的情况下。

地下带式输送机运输按其使用场所和完成的运输任务可分为∶①采场带式输送机运输，它直接从采矿工作面接受和运输矿岩。②集矿带式输送机运输，它从两台或多台带式输送机接受矿岩。③干线带式输送机运输，它运输地下开采的全部矿岩，包括经平巷、斜井至地表的带式输送机运输。

带式输送机按基本结构一般可分为基本型和特殊型两种，基本型又分为平形和槽形两种。目前，具有代表性的特殊型带式输送机有深槽带式输送机、波纹挡边带式输送机、花纹带式输送机、管状带式输送机、气垫带式输送机、压带带式输送机、弯曲带式输送机等。

带式输送机运输实现了物料运输过程的连续化。与其他输送设备相比，有以下特点∶①输送能力大。国内带式输送机最大输送量已达到8400t/h，国外带式输送机最大输送量已达到37500t/h。②输送距离长。只要有足够的带强，从技术角度看，带式输送机在输送距离上是没有限制的。国内带式输送机单机长度已达到15.84km。③地形适应能力强。带式输送机可以从空间和水平面的适度曲线上适应地形，从而减少转运站等中间环节，降低基建投资，从而从空间或平面上避免与公路、铁路、山川、河流、城市等发生干扰。④结构简单、安全可靠。带式输送机的可靠性已为工业领域的诸多应用实例所验证。⑤运营成本低。带式输送机系统单位输送量所消耗的工时和能源，在所有散装物料运输工具或设备中通常是最低的，且维修简单、快捷。⑥自动化程度高。带式输送机输送工艺流程简单，动力设备集中程度、可控度高，易实现自动化。⑦具有受天气影响程度低、寿命长等特点。

二、矿井通风

在井下，由于开采作业和矿物的氧化等原因，空气成分会发生变化，主要表现为氧气减少，有毒有害气体增加，矿尘混入，温度、湿度、气压变化等。这些变化对工人的健康和安全生产造成危害和影响。为了保证工人的身体健康和适宜的劳动条件，保证安全持续地生产，需要把地面上的新鲜空气送到井下，将井下的污浊空气排至地面，这就是矿井通风的目的。

（一）矿井通风系统

为了把足够的新鲜空气沿着一定的方向和路线送到井下采掘工作面，同时又以一定的方向和路线把采掘工作面的污浊空气排出矿井，就必须要求矿井有合理的通风系统。

1.按全矿统一或分区分类

一个矿井构成一个整体的通风系统称为统一通风。一个矿井划分成若干个相对独立的通风系统，各个系统均有各自的进风、排风井巷和通风动力，井巷间虽有联系，但风流互不干扰，相互独立，称为分区通风。

统一通风具有排风比较集中、使用的通风设备较少、便于集中管理等优点。对于开采范围不大、通地表出口不多的矿井，特别是深矿井，采用全矿统一通风比较合理。

分区通风具有风路短、阴力小、漏风少、能耗低以及网路简单、风流易于控制、有利减少污风串联和风量按需分配等优点，能收到较好的通风效果。因此，在一些矿体埋藏较浅且分散的矿山或开采浅部矿体和通地面的井巷较多的矿井，广泛应用分区通风。

分区通风可按矿体分区、按采区分区和按阶段水平分区。

2.按进风井、排风井的布置分类

每一个通风系统至少要有一个可靠的进风井和一个可靠的排风井。通常以罐笼提升井兼作进风井，有些矿井也采用专用进风井。因排风风流中含有大量有毒气体和粉尘，排风井一般均为专用。

按进风井与排风井的相对位置，可分为中央式、对角式和中央对角混合式3种不同的布置形式。

1）中央式

进风井、排风井均位于矿体走向中央，风流在井下的流动路线是折返式的，如图3-7所示。

中央式通风系统

中央式布置具有基建费用少、投产快、地面建筑集中、便于管理、井筒延深工作方便、容易实现反风等优点。中央式布置多用于开采层状矿体。

2）对角式

进风井在矿体一翼，排风井在矿体另一翼，称为单翼对角式，如图3-8所示进风井在矿体中央，回风井在两翼，称为两翼对角式，如图3-9所示当矿体走向很长，进风井和排风井沿走向间隔布置或矿体厚度大，进风井、排风井环绕矿体周围间隔布置，称间隔对角式。对角式通风时，风流在井下的流动路线是直向式的。

单翼对角式通风井

对角式布置具有风流线路短、风压损失小、漏风少、矿井生产期间风压较稳定、风量分配较均匀、排出地表的污风距工业场地较远等优点。金属矿山普遍采用对角式布置方式。

3）中央对角混合式

当矿体走向长、开采范围广，采用中央开拓，可在矿体中部布置进风井、排风井，用于解决中部矿体开采时的通风在矿井两翼另开掘排风井，解决边远矿体开采时的通风，整个矿体既有中央式又有对角式，形成中央对角混合式。

进风井、排风井的布置形式，虽可归纳为上述几种，但由于矿体赋存条件复杂，开拓、开采方法各异，在矿并设计和生产实践中，要根据各矿的具体条件，因地制宜地进行布置，而不受上述几种的局限。

3.按风机工作方式分类

风机工作方式有压人式、抽出式和压抽混合式3种。

1）压人式

压入式通风是使整个通风系统在压人式主要通风机作用下，形成高于当地大气压力的正压状态。压入式通风由于风流集中、风量大，在进风段造成较高的压力梯度，可使新鲜风流沿指定的通风路线迅速送入井下，避免受其他作业所污染，风质好。

压入式通风的缺点是风门等风流控制设施需要设在进风段。由于运输、行人频繁，不易管理与控制，井底车场漏风大。在排风段主要通风机形成低压力梯度，不能迅速地将污风按指定路线排出风井，使井下风流紊乱。加上自然风流的干扰，甚至会发生风流反向、污染新风的现象。

2）抽出式

抽出式通风是使整个通风系统在抽出式主要通风机的作用下，形成低于当地大气压力的负压状态。抽出式通风由于排风集中、排风量大，在排风侧造成高压力梯度，使各作业面的污风迅速向排风道集中，排风系统的烟尘不易向其他巷道扩散，排烟速度快。这是抽出式通风的一大优点。此外，风流的调节控制设施均安设在排风道中，不妨碍行人运输，管理方便，控制可靠。

抽出式通风的缺点是当排风系统不严密时，容易造成短路吸风现象。特别是当采用崩落法开采、地表有塌陷区与采空区相连通的情况下，这种现象更为严重。此外，作业面和整个进风系统风压较低，各进风风路之间受自然风压影响，容易出现风流反向，造成井下风流紊乱。抽出式通风系统使主提升井处于进风地位，北方矿山还要考虑冬季提升井防冻。

我国金属和其他非煤矿山大部分采用抽出式通风。3）压抽混合式

压抽混合式通风是在进风侧和排风侧都利用主要通风机控制，使进风段、排风段在较高的风压和压力梯度作用下，风流可按指定路线流动，排烟快，漏风减少，也不易受自然风流干扰而造成风流反向。这种通风方式兼压人式和抽出式两种通风方式的优点，是提高矿井通风效果的重要途径。

压抽混合式通风的缺点是所需通风设备较多，且不能控制需风段的风流，入风侧井底车场和排风侧塌陷区的漏风仍存在，但程度上要小得多。

选择通风方式时，地表有无塌陷区或其他难以隔离的通道是一个十分重要的因素。对于开采含有放射性元素或矿岩有自燃危险的矿井，应采用压入式或以压入式为主的压抽混合式，亦宜采用多级机站可控式。对于无地表塌陷区或虽有塌陷区但可以通过充填、密闭能够保持排风道有良好严密性的矿井，应采用抽出式或以抽出式为主的压抽混合式。对于开采有大量地表塌陷区，且排风道与采空区之间不易隔绝的矿井，或由露天开来转入地下开采的矿井，应采用以压入式为主的压抽混合式或多级机站可控式。

主要通风机的安装地点一般在地面，也可安装在井下。安装在地面的优点是安装、检修、维护管理都比较方便不易受井下灾害所损坏。缺点是井口密闭、反风装置和风硐的基建费用高且短路漏风大；当矿井较深、工作面距主要通风机较远时，沿途漏风量大在地形条件复杂的情况下，安装、建筑费用较高。主要通风机安装在井下的优点是主要通风机装置漏风少风机距需风段较近，沿途漏风少可同时利用较多井巷入风或排风，可降低通风阻力密闭工程量较少。其缺点是安装、检查、管理不便，易受井下灾害破坏。

（二）矿井通风设备

1.风机分类

目前矿井用风机有两种，一种是轴流式风机另一种是离心式风机。轴流式风机的特点是进风方向与出风方向成一直线，并与轴平行。当工作轮不停地转动时，由于叶片为机翼形，与旋转面成一定夹角，因此在叶片前进的后方产生低压区吸入空气，叶片前进的前方产生高压区压出空气。离心式风机的特点是进风方向与出风方向互相垂直。当工作轮在螺旋形机壳内旋转时，由于叶片产生的离心力，在机壳内使空气沿着叶片运动的路线从工作轮的切线方向流动。这样，在工作轮的中心部分产生低压区，吸入空气；轮缘部分产生高压，把空气从扩散器压出去。

轴流式风机和离心式风机相比较，前者效率高、质量轻，动轮叶片的角度可以调整。目前金属矿山应用较为广泛，但其噪声大，维修复杂。

矿井使用的风机根据用途不同分为∶用于全矿通风的风机，即主要通风机；用于加强某一区段通风的风机，即辅助通风机用于独头工作面通风的通风机，即局部通风机。

2.风机的工作方式

风机的工作方式可分为压入式、抽出式、压人与抽出联合式3种。

3.反风装置

主要通风机必须有反风装置。当矿井发生火灾和矿尘爆炸时，为防止灾害扩大及适应救护工作的要求，有时需要改变矿井风流方向。反风装置与风机类型有关，图3-10为轴流式风机常用的反风道反风装置。在反风时提起闸门1，放下闸门2。

（三）矿井通风构筑物

用于引导、遮断和调节风流的装置，统称为通风构筑物。

通风构筑物可分为两大类，一类是通过风流的构筑物，包括风桥、导风板、风障和调节风窗另一类是遮断风流的通风构筑物，包括密闭墙和风门等。

1.风桥

当通风系统中的进风道与排风道交叉时，为使新风与污风互相隔开，需构筑风桥。对风桥的要求是坚固、严密、漏风少、风阻小，通过风桥的风速应小于10m/s。

在巷道交叉处的上部矿岩中开凿的风桥称绕道式风桥，它漏风最少，能通过较大风量，适用于主要风路中。

反风装置示意图

在巷道交叉处挑顶，可砌筑混凝土风桥，它比较坚固，可用于风量不超过20m³/s的巷道亦可架设简易的铁筒风桥，铁筒可制成圆形或炬形，铁板厚度不小于5mm，适用于风量小于10m³/s的次要风路中。

2.导风板

在矿井通风中应用以下几种导风板。

（1）引风导风板。压人式通风的矿井，为防止井底车场漏风，在入风石门与阶段运输巷道交叉处，安设引导风流的导风板，利用风流动压的方向性，减少短路漏风。导风板可用木板、铁板或混凝土板制成。进风巷道与运输巷道的交叉角可取45°，巷道转角和导风板均应做成圆弧形，导风板长度应超过巷道交叉口一定距离（0.5~1m）。

（2）降阻导风板。在流过风量较大的巷道直角转变处，为降低通风阻力，可用铁板制成机翼形或普通弧形导风板，减少风流冲击的能量损失。直角转弯处导风板的敞角可取100°，安装角可取45°~50°。安装导风板后，可使直角转弯的局部阻力系数降到原来的1/4～1/3。

（3）汇流导风板。在井巷三岔口处，当两股风流对头相遇汇合在一起时，可安设人字形的导风板，减少风流对撞时的冲击能量损失。

3.纵向风障

纵向风障是沿巷道长度方向砌筑的风墙。它将巷道隔成两个格间，一格进风，另一格排风。纵向风障可在长独头巷道掘进通风时应用。盘古山钨矿利用纵向风障构成了梳式通风网路，消除了污风串联。纵向风障可用木板、砖石或混凝土构筑。

4.密闭墙

密闭墙又称挡风墙，是遮断风流的构筑物，通常砌筑在非生产的巷道里，可用砖石或混凝土砌筑。临时性密闭可用木柱、木板和废旧风筒布钉成。

天井的密闭可在天井上口用木板、钢板或水泥板修筑。在受爆破冲击波影响较大的地点，可用悬吊式密闭。在天井口水平放置两根钢梁，用钢绳悬挂吊板，深入井口下1~1.5m，在吊板上堆放数层破袋，再用泥土、碎石填满缝隙。这种悬吊式密闭具有一定的抗震能力。

5.风门

在通风系统中，既需要隔断风流，又需要行人或通车的通路，要建立风门。在排风过程中，只行人不通车或通车不多的地方，可构筑普通风门。在行人和通车比较频繁的主要运输道内应构筑自动风门。

普通风门可用木板或铁板制成。木制风门的门扇与门框之间呈斜面接触，比较严密，结构坚固。风门开启方向要迎着风流，使风门关闭后，受风压作用而保持严密。门框与门轴均应倾斜80°~85°，使风门能借本身自重而关闭。为防止漏风和保持风流稳定，应同时设置两道或多道风门。

6.测风站

为了准确地测定风量，在矿井各主要进风巷道和排风巷道内应设置测风站。建立测风站有以下要求。

（1）测风站应设在直线巷道内，站内不得有任何障碍物，巷道周壁应平整光滑。

（2）测风站的长度应大于4m，断面应大于4m²。

（3）站前、站后的直线段巷道长度应大于10m。

三、矿井排水

矿井排水是战胜水害的重要手段之一，尤其是含水矿床在没有得到彻底疏干的情况下，必须依靠矿井排水，以保证在安全的条件下顺利地进行生产。

（一）排水方式

矿山排水方式有两种自流式排水和扬升式（也叫压升式）排水。在地形许可的条件下，利用平硐自流排水是最经济、可靠的，应尽量采用。在地形受限制的矿井，采用扬升式排水，依靠水泵将水排至地面。扬升式排水又分为固定式和移动式两种。井下水泵房都是固定式的，只有在掘进竖井和斜井时，才将水泵吊在专用钢丝绳上，随掘进面前进而移动。

平硐排水的水沟断面多为倒梯形，有效断面积应取决于通过的水量，一般为0.05~0.15m²，巷道纵向坡度为3‰~5‰，水的正常流速为0.4~0.6m/s。

（二）排水系统

矿山同时工作的阶段数目较多，其排水系统的布置方式也很多。合理地选择排水系统，对提高采掘进度和安全生产都有很重要的意义。

（1）每个水平（即每个阶段的主要运输水平）各自设置水泵房直接排水。这种排水系统的优点是各水平有独立的排水系统缺点是每个水平都需要设置水泵和独立的管路，井筒内管路多，管理、维修复杂。

（2）当下部水平涌水量小、上部水平涌水量大时，可在下部水平安设辅助水泵，将水排至上部水平，再由上部水平主水泵房集中排至地表。

（3）当下部水平涌水量大、上部涌水量小时，可用钻孔、管道、放水天井等办法将上部水平的水放至下部水平，再由下部水平集中排至地表。这种系统的优点是简单、基建费用低（减少了水泵、管子以及开掘硐室和各种联络道的费用）、管路敷设简单、管理费用低缺点是上部水平的水流到下部水平后再排出，增加了电能消耗。这种排水系统用得比较多。但有突然涌水危险的矿井，主水泵房不应设在最低水平。

（三）排水设备和管路

1.排水设备

地下矿山采用的排水设备很多，最常用的是卧式电动离心式水泵。它包括外壳和叶轮（也称动轮），下面装有吸水管，上面装有排水管。当扬程小时采用单级水泵当扬程大时采用多级水泵，即在一根轴上串联若干个叶轮，最多可串联11~12个叶轮。除此之外，在吸水管上装有带底阀的过滤罩，在排水管上装有闸阀、止逆阀、旁通管和放水管，同时在水泵上装有灌水漏斗和放气嘴以及在水泵的出入口处分别装压力表、真空计。

水泵的台数和能力应根据雨季的长短、涌水量的大小和扬程的高低来决定。必须有足够的备用水泵。

在雨季长、涌水量大的矿井，主要排水设备应由3台同类型的水泵组成，其中任意一台能在20h内排出一昼夜矿井的正常涌水量，两台同时工作时能排出矿井一昼夜的最大涌水量。在雨季短、涌水量小于50m³/h的矿井，主要排水设备可安装同类型的水泵两台，其中一台能在20h内排出一昼夜的正常涌水量。

2.排水管路

排水管路包括排水管道和吸水管道。一般矿井所用的普通排水管有铸铁管、钢管、无缝钢管。

使用铸铁管的优点是经济、耐用，但质量大。在平巷和斜井，尤其是在露天矿中更为适用。当它用作垂直排水管时，其总长度不能超过100m，水压不超过10kg/cm²。

有的矿井水是酸性水，具有腐蚀性，必须对排水管进行防腐处理，并使用耐酸水泵，以提高使用寿命。防腐的方法主要是在管内外壁涂喷生漆、沥青等防腐物质。

排水管道的敷设主要是垂直管道的安装问题。井筒内的排水管安装在管子间时，应充分考虑安装和检修空间。排水管由水泵房进入井筒的拐弯处时，应设置弯管支座以承担管重和水柱重。拐弯处的排水管用支座曲管连接，此支座曲管固定在弯管支座上。当管道长度大于200m时，可将整个管道分成数段，每段均设置支承管，分别承担每段管道的重量。支承管固定在中间承架上，中间承架的一端插入井壁。为避免管道纵向弯曲，在一定距离内应设有导向管夹子。为适应温度变化引起管道胀缩，每隔一定距离安设伸缩节。

由于矿井水中含有较多杂质，经过一定时间后，在排水管壁上形成相当厚的积垢。管道内积垢增加，相对减小了管道内径，致使内壁的摩擦阻力增加，增大了电能的消耗，同时还减少了水泵的扬水量。因此，无论从技术上、经济上或安全的角度看，都必须认真地清洗管道。

（四）主水泵房的布置

主水泵房一般设在提升材料井附近。要求硐室坚固、干燥，照明和通风良好便于设备的运转和修理无火灾也无爆炸气体钻入其中的危险严密封闭，防止涌水量突然增大时受到水害。由于主水泵用电量比较大，一般常和中央变电所连接在一起，并设防火墙隔开。

主水泵房必须有两个通道，一个是水平的，一个是倾斜的。倾斜通道与竖井梯子间及管子间直接相连，用以敷设排水管和电缆以及当发生水灾时搬运设备和通行人员。倾斜通道的出口一般高出井底车场轨面10m左右，并在主水泵房与井底车场联络的出入口处设置密闭的防水门，此门在发生突然涌水时应能迅速关闭。

由于主水泵房经吸水井与水仓相通，因此在吸水井中必须安设放水阀或闸门，以备在必要时能够与水隔绝。采用大型水泵时，为检修时起重的需要，应设有能承受3~5t手动滑车的工字梁。

为了集中、沉淀和排出矿井水，在水泵房旁应设置水仓。水仓的容积应能容纳4h正常涌水量。为便于轮流清理，水仓应由两部分独立的巷道构成，并分别与水泵的抽水井相通。水仓应经常清理，至少应在每年雨季之前清理一次。

四、矿山充填系统

（一）充填工艺

1.充填材料的输送方法

（1）水力输送。在地面充填制备站，经过充填管路，利用倍线自重输送，或用泵将水砂充填或胶结充填材料送往井下采场进行充填。

（2）风力输送。一般是在井下设置充填站，制备胶结充填或干式充填材料，再通过管路，用压气输入采场进行充填。

（3）机械充填。干式充填材料经常是通过充填井下井，再转运到采场，通过电耙或抛掷机进行充填。充填用混凝土或通过地表搅拌，垂直管路下井，或在井下设制备站制备，然后送到采场，再用电耙或抛掷机充填。

目前国内外均是以水力充填为主。无论是风力充填还是机械充填，均有辅助的输送充填料下井问题，环节多，工艺较复杂。但风力充填机和抛掷机充填有充填密度大、接顶好的优点。在某些采矿方法，如上向及下向进路充填法中，可充分显示出其优越性。

2.水力充填工艺

1）流体类型的确定

从流变学角度出发，水力输送可分为牛顿流的非均质流和非牛顿流的均质流。在非牛顿流的均质流中，经常见到的有与时间因素无关的宾汉流、伪塑性流和屈服伪塑性流以及与时间有关的能变流等。

在一定的输送物料（体重、粒度）条件下，浓度是决定浆体是属于牛顿流非均质流或非牛顿流的均质流的主要因素。

2）输送牛顿流非均质流充填料

目前我国绝大部分矿山的水力输送水砂充填材料和胶结充填材料均为非均质流。尾砂充填时，尾砂体重为2.7g/cm³，重量浓度小于67%～69%（视粒度级配）为非均质流。粗砂的水砂充填均为非均质流，这类低浓度的非均质流输送水砂充填，要求充填料有较好的渗透系数，在采场内安装良好的脱水设施，使之及时脱水。

输送非均质流的胶结充填材料，因其含水量大，易产生水泥离析现象，充填体强度低。采场脱水以溢流为主。为减少水平方向的水泥离析，在充填过程中尽可能及时移动采场内的充填软管。

输送非均质流充填料，其含水量大，在脱出的水中，经常含有较多的细粒级固体物料，需及时沉淀处理，应尽量不使之进入水仓。推荐在阶段中设采区沉淀池，固体物料在沉淀池沉淀后，可及时清除，清水流人水仓。

3）输送非牛顿流均质流充填料

输送浆体的浓度提高到一定程度后形成均质流，均质流输送主要用于输送尾砂充填料、尾砂胶结充填料及细砂胶结充填料。其优点在于可防止管路堵塞，有利于减轻管路磨损及减少井下排水及污染。对胶结充填料来讲，更主要的优点是可以大大提高充填体的强度。

3.全尾砂充填工艺

国内的尾砂充填均用沉砂，经常出现沉砂量不足。溢流尾砂不能筑坝，需采石筑坝，费用较高，细粒级溢流尾砂对环境造成污染。采用全尾砂充填可以避免和改善上述问题。全尾砂充填的难度在于细粒级尾砂的沉降与脱水，理想条件是在地面制成高浓度的均质流输送至井下，而不在井下脱水。目前主要用于采空区的嗣后充填。

4.块石胶结充填工艺

此工艺是在采用空场法回采矿房后，用块石充填，再向块石中压注水泥砂浆形成块石混凝土；或将碎石倒入采空区的同时，用管路输送水泥砂浆，形成块石混凝土，再进行矿柱回采。

（二）充填系统

矿山充填系统是以矿山固体废弃物为骨料，以水泥等材料为胶凝材料，通过浓缩、搅拌等工艺制备成一定浓度的充填料浆，然后采用自流或者泵送的方式输送至井下采场进行充填的工艺系统。目前，矿山常用的充填骨料为尾砂，也有采用破碎废石、戈壁集料及其他粗骨料的。粗骨料在搅拌阶段通过输送带输送至搅拌系统，工艺相对简单，故不进行详细说明，此处主要针对尾砂充填系统进行介绍。尾砂充填系统主要由尾砂浓缩与存储系统、胶凝材料存储与供料系统、充填料浆搅拌系统、充填料浆输送系统及充填自动化控制系统等子系统构成。

1.尾砂浓缩与存储系统

全尾砂充填矿山一般采用两种全尾砂浓缩方案，即立式砂仓方案和深锥浓密机方案。立式砂仓一般由仓顶、溢流槽、仓底及其仓内的造浆管件等组成。仓顶结构包括仓顶房、进砂管、水力旋流器（尾砂分级时）、料位计和人行栈桥等。溢流槽位于仓口内壁或外壁，槽底有朝向溢流管接口汇集的坡度。溢流槽的作用是降低溢流速度，并提高尾砂利用率。仓体是贮砂的主要组成部分，一般用钢筋混凝土构筑或钢板直接焊接而成。最初采用的是半球形仓底结构，放砂浓度低，易板结。现代立式砂仓一般均改为锥形放砂结构。尾砂泵送至立式砂仓后，采用自然沉降或絮凝沉降方式，实现尾砂浓密脱水，顶部溢流水通过溢流槽回收利用，底部浓缩的高浓度尾砂浆采用流态化造浆方式实现放砂充填。

深锥浓密机是继立式砂仓后尾矿浓密的关键设备，适用于处理细粒和微细粒物料，其最大特点就是可以获得较高质量浓度的底流，且生产能力较大。深锥浓密机自由沉降原理与立式砂仓基本一致，但加入了机械动力结构，其结构为中心传动式，主传动为低转速大扭矩涡轮减速机，壳体为钢筋混凝土高架式弹性结构或钢结构，采用深锥钢筋混凝土自防水结构。锥体上部配有控制系统、絮凝剂添加系统及尾矿给料口，均围绕中心竖轴旋转。轴下部装有螺旋、耙架、底流锥刮泥器，槽底有排膏器。

2.胶凝材料存储与供料系统

根据充填能力，计算出胶凝材料用料，并以此在充填站配置胶凝材料仓，仓内的胶凝材料通过仓顶的螺旋输送与计量系统实现胶凝材料的定量供料。水泥输送一般采用双管螺旋输送机，计量采用螺旋电子秤或者冲板流量计。近几年，具有集料与输送一体的微粉秤得到长足发展，其具有防水泥仓结拱与冲料功能，给料稳定，在矿山充填系统得到大量应用。

3.充填料浆搅拌系统

充填料浆搅拌系统根据充填料浆性质的不同采用不同的搅拌工艺与设备。总的来说充填料浆搅拌分一级搅拌和两级搅拌。一级搅拌主要针对两相流浆体，普遍采用立式搅拌桶。两级搅拌一般针对似膏体或膏体充填。两级搅拌常用配置有一段双轴叶片式搅拌机加二段双轴叶片式搅拌机、一段双轴叶片式搅拌机加高速活化搅拌机。

4.充填料浆输送系统

充填料浆输送分为自流输送与泵送，在矿山具备自流输送的条件下尽可能采用自流输送方案。自流输送一般要求矿山充填倍线小于6，具体是通过搅拌系统搅拌均匀的充填料浆，先通过充填钻孔到达井下充填中段，然后通过中段水平管路及中段间钻孔实现各中段采场的充填。

在不具备自流输送条件或要采用膏体充填时，需采用泵送，泵送采用柱塞泵，充填站搅拌均匀的膏体充填料浆，通过柱塞泵泵送至采场进行充填。

5.充填自动化控制系统

充填自动化控制系统应具有运行可靠有效、功能齐全、操作简单灵活、扩展容易、维护方便等特点，对充填生产过程进行全面的自动控制与运行监控。自动化控制系统要求能在稳定生产过程及保证充填指标的前提下，尽可能地提高设备生产能力，降低工人劳动强度，降低设备事故率，减少生产成本，提高经济效益。因此，未来充填系统应建立先进的自动化控制系统，以提高工作效率，确保充填质量。

充填站主要控制调节回路如下：

①尾砂供料流量控制。

②浓密机放砂流量、浓度监测与控制。

③充填料浆配比控制。

④充填料浆浓度控制。

⑤恒压供水控制。

⑥浓密机、水泥仓、水池、搅拌桶的料位监测与控制。

⑦充填管路堵塞事故处理。

要实现对充填系统的控制，需要检测下列工艺参数∶

①浓密机、水泥仓及搅拌桶料位。

②尾砂供料浓度与流量。

③浓密机放砂流量和浓度。

④水泥给料量。

⑤充填料浆流量和浓度。

⑥搅拌桶加水流量。

⑦供水压力。

针对充填站的工艺特点和自动控制要求，自动控制的关键在于如何按照充填要求合理调节充填料浆的配比和充填浓度，实现系统设备的顺序控制及系统设备的集中监控，以提高充填效果。

五、供配电

（一）矿山电力负荷级别划分

矿山电力负荷分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。

1.一级负荷

因中断供电将造成人身伤亡或重大设备损坏、重大产品报废、重要原料生产的产品大量报废、重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复，从而给国民经济造成重大损失者，属于一级负荷。

矿山电力一级负荷包括以下几点。

（1）因事故停电有淹没危险的矿井主排水泵。

（2）属于下述条件之一的矿井主要风机∶

①有爆炸和火灾危险的矿井（如有瓦斯的煤矿、高硫矿床等）。

②含有对人有生命危害的气体的矿井（如有氡气的铀矿）。

（3）属于下列条件之一的经常使用的竖井载人提升机∶

①有爆炸、火灾危险或含有对人有生命危害的气体的矿井。

②无平硐作安全出口，且井深超过150m。

（4）矿井瓦斯抽放泵。

2.二级负荷

因中断供电将造成主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复，使重点企业大量减产，因而给国民经济造成较大损失的，属于二级负荷。

矿山电力二级负荷包括以下几点。

（1）露天开采的主排水泵。

（2）不属于一级负荷的矿井主要风机。

（3）不属于一级负荷的主要提升机。

（4）供地下水采用的空气压缩机。

（5）主要运输的架空索道与带式输送机。

（6）牵引变电所。

（7）采矿场的生产负荷。

（8）生产、消防用水水泵。

（9）水源缺乏地区的生活用水水泵。

（10）地下采矿及生产车间的照明。

3.三级负荷

不属于一级负荷和二级负荷的生产设备和生活福利设施为三级负荷。

（二）电源

在井下，应根据生产规模、涌水量和采矿方法等条件，设置必要数量的主变电所、采区变电所和其他变（配）电所。主变电所的电源一般引自地面总降压变电所或设在井口附近的高压配电所。采区变电所和其他变（配）电所，一般由井下主变电所供电，也可由附近的地面变（配）电所经风井或钻孔供电。

当矿井不深、负荷不大时，电源可引自地面中性点不接地的低压配电系统的架空线路或露天变电所。

鉴于井下电缆敷设环境及运行条件差，事故可能性大，维护更换电缆困难，井下主变电所或主水泵房的电源线路不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路的供电能力应能担负全部负荷。

（三）井下配电电压

1.高压配电电压

井下高压电力网的配电电压一般采用6kV有条件时宜采用10kV。

我国目前井下高压配电电压虽然大多采用6kV，但当地面采用10kV电压等级时，井下也采用10kV作为配电电压就具有明显的经济意义。

2.低压配电电压

井下低压电力网的配电电压一般采用380V、660V有条件时宜采用1140V。手持式电力设备的额定电压应不超过127V。

从运行角度看，井下采用660V电压配电的经济效果是很明显的，在满足同样电压降和送电距离的条件下，电缆截面约为采用380V时的1/3。也就是说，在使用同样的电缆截面时，其送电距离可增3倍（采用1140V时的经济效果就更明显）。这样，可减少采区变电所的移动次数，甚至可减少供电层次（不需采区变电所），降低电能损耗。随着我国660V及以上的电气设备、控制和保护电器产品的系列化，660V和1140V配电电压将逐步在各类矿山推广采用。

（四）井下主变电所

井下主变电所是一个带有10（6）/0.4kV或10（6）/0.69kV电力变压器，兼作低压配电用的高压配电所。其主要作用是对井下高压用电设备及井底车场低压用电设备进行配电。当不带电力变压器时，也常称为井下主配电所或井下某阶段高压配电所。

主变电所应设置在靠近负荷中心、电缆进出线方便、通风良好、运输方便且顶、底板岩层稳定的地方。一般井下主排水用电所占比重较大，因此常把主变电所设在井底车场并与水泵房毗邻。

（五）采区变电所

采区变电所设有电力变压器、高压开关及保护装置（如跌落式熔断器）、低压配电屏、照明变压器等变配电设备。其主要作用是把井下主变电所或地面高压配电所的高压电源通过电力变压器转换为适合井下采掘工作面用电设备需要的低压电源，直接或通过配电点向采掘工作面的用电设备供电。

按高压应深入负荷中心的原则，采区变电所应尽量靠近采区。采区负荷中心是随着采矿阶段（水平）的转移和采掘工作面的推进而变动的。因此，采区变电所的位置应根据采矿方法、上下阶段（水平）的关系及采掘速度等因素确定。有的一个阶段（水平）可设多个采区变电所，有的一个采区变电所可以向多个阶段（水平）的采区送电。此外，还应考虑到便于维护、设备运输和进出线方便、通风条件良好等条件。一般设在阶段（水平）运输平巷中或上、下山与运输交叉处。

采区变电所有一级负荷时，应选用两台变压器。一台变压器退出运行时，另一台应保证一级负荷和二级负荷的用电。无一级负荷时，可选用一台变压器。

由于采掘工作的推进将影响采区变电所计算负荷的大小。每个采区变电所在运行期间，其负荷将有一个递增、稳定、递减的过程，在选择变压器容量及台数时，应综合考虑这些情况，使其在整个服务期间都能满足生产要求。

（六）采掘工作面供电

采掘工作面用电设备的电源一般引自采区配电点（或直接由采区变电所引来）。配电点位置是随着采掘工作的进行需要定期搬迁。配电点至受电设备的移动电缆的长度一般不宜超过100m。否则，配电点即应搬迁。

采矿工作面的用电设备主要有凿岩钻车、电耙绞车、局部风机和装岩机等，其电控设备可以装在机架或特制的移动架上随机移动也可以装在动力配电箱内（该动力箱安装在配电点），采用带控制芯线的矿用移动橡套电缆，将控制控钮安装在机架上。

配电点应设在支护好的巷道中的壁龛内，壁龛应用非燃烧性材料支护。并不应有滴水和渗水现象。配电点的设备一般采用矿用或具有防水、防尘性能的动力配电箱。

（七）井下照明

1.照明地点设置下列地点设固定式照明。

（1）井底车场及其附近、采区车场、井口和天井。

（2）使用机车的巷道、运输机巷道、作人行道的斜井、升降人员的绞车道、升降物料和人行交替使用的绞车道以及巷道交叉处。

（3）机电硐室、调度室、机车库、爆破器材库、保健站、候车室和信号站等。

（4）风门、安全出口。

（5）溜井口等危险地点。

对采用矿灯照明的矿井、安全出口、不兼人行道的带式输送机巷道、非主要巷道交叉处和风门可不设照明。

无爆炸危险地下的采掘工作面，应采用移动式电气照明。

2.照明电压

无爆炸危险的地下采掘工作面照明应采用36V电压，其他地方可采用220V或127V电压。当采用220V电压时，天井以及天井至回采工作面之间应采用36V电压。有爆炸危险的矿井一般采用127V电压行灯电压不应大于36V。

3.照明电源

由于井下采用中性点不接地的低压配电系统，因此，无论采用哪种照明电压，照明电源都需经照明变压器供电。

为了保证照明不受其他电力负荷的影响，其他电源宜从电力变压器总馈出开关之前引出。

4.照明线路

井下照明网路一般采用变压器干线式三相电源供电。三相并行敷设。在三相内要求灯具均匀分配，并保证各相负荷矩基本相等。

照明干线和支线可选用聚氯乙烯电力电缆或塑料绝缘导线。采用后者接线较方便，干线或支线的截面不宜大于10mm²。移动式照明线路可采用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电线或矿用橡套电缆。

六、安全避险系统

（一）紧急避险系统

紧急避险系统是在矿山井下发生灾变时，为避灾人员安全避险提供生命保障的由避灾路线、紧急避险设施、设备和措施组成的有机整体。

1.建设要求

（1）金属非金属地下矿山应建设完善紧急避险系统，并随井下生产系统的变化及时调整。建设的内容包括为人井人员提供自救器、建设紧急避险设施、合理设置避灾路线、科学制定应急预案等。

（2）紧急避险应遵循“撤离优先，避险就近”的原则进行设计，并按照设计要求进行建设。

（3）应为人井人员配备额定防护时间不少于30min的自救器，并按人井总人数的10% 配备备用自救器。所有人井人员必须随身携带自救器。在自救器额定防护时间内不能到达安全地点或及时升井时，避灾人员应就近撤到紧急避险设施内。

（4）紧急避险设施的额定防护时间应不低于96h。紧急避险系统的配套设备应符合相关标准的规定，救生舱及其他纳入安全标志管理的设备应取得矿用产品安全标志。紧急避险系统建设完成，经验收合格后方可投入使用。

2.紧急避险系统设置要求

（1）每个矿井至少要有两个独立的直达地面的安全出口，安全出口间距不小于30m 每个生产中段必须有至少两个便于行人的安全出口，并和通往地面的安全出口相通每个采区必须有两个便于行人的安全出口，并经上、下巷道与通往地面的安全出口相通。安全出口设置的其他要求应符合《金属非金属矿山安全规程》（GB16423）的要求。

（2）应编制事故应急预案，制定各种灾害的避灾路线，绘制井下避灾线路图，并按照《矿山安全标志》（GB 14161）的规定，做好井下避灾路线的标识。井巷的所有分道口要有醒目的路标，注明其所在地点及通往地面出口的方向，并定期检查维护避灾路线，保持其通畅。

（3）紧急避险设施的设置应遵守以下要求∶

①水文地质条件中等及复杂或有透水风险的地下矿山，应至少在最低生产中段设置紧急避险设施。

②生产中段在地面最低安全出口以下垂直距离超过300m的矿山，应在最低生产中段设置紧急避险设施。

③距中段安全出口实际距离超过2000m的生产中段，应设置紧急避险设施。

④应优先选择避灾硐室。

（4）紧急避险设施的设置应满足本中段最多同时作业人员避灾需要，单个避灾硐室的额定人数不大于100人。紧急避险设施应设置在围岩稳固、支护良好、靠近人员相对集中的地方，高于巷道底板0.5m以上，前后20m范围内应采用非可燃性材料支护。紧急避险设施外应有清晰、醒目的标识牌，标识牌中应明确标注避灾硐室或救生舱的位置和规格。在井下通往紧急避险设施的人口处，应设有“紧急避险设施”的反光显示标志。

（5）矿山井下压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统、供电系统的管道、线缆以及监测监控系统的视频监控设备应接入避灾硐室内。各种管线在接入避灾硐室时应采取密封等防护措施。

3.避灾硐室技术要求

（1）避灾硐室净高应不低于2m，长度、深度根据同时避灾最多人数以及避灾硐室内配置的各种装备来确定，每人应有不低于1.0m²的有效使用面积。

（2）避灾硐室进出口应有两道隔离门，隔离门应向外开启避灾硐室的设防水头高度应在矿山设计中总体考虑。

（3）避灾硐室内应具备对有毒有害气体的处理能力，室内环境参数应满足人员生存要求。

（4）避灾硐室内的配备应包括：

①不少于额定人数的自救器。

②一氧化碳、二氧化碳及氧气浓度、温度、湿度和大气压的检测报警装置。

③ 额定使用时间不少于96h的备用电源。

④额定人数生存不低于96h所需要的食品和饮用水。

⑤逃生用矿灯，数量不少于额定人数。

⑥空气净化及制氧或供氧装置。

⑦急救箱、工具箱、人体排泄物收集处理装置等设施设备。

⑧避灾硐室内应有使用操作说明。

4.救生舱技术要求

（1）救生舱应具备过渡舱结构。过渡舱的净容积应不小于1.2m³，内设压缩空气幕、压气喷淋装置及单向排气阀。生存舱提供的有效生存空间应不小于每人0.8m³，应设观察窗和不少于2个单向排气阀。

（2）救生舱应具有足够的强度和气密性，并有生存参数检测报警装置。

（3）救生舱应选用抗高温老化、无腐蚀性的环保材料。救生舱外体颜色在井下照明条件下应醒目，宜采用黄色或红色。

（4）救生舱应配备在额定防护时间内额定人数生存所需要的氧气、食品、饮用水、急救箱、人体排泄物收集处理装置等，并具备空气净化功能，其环境参数应满足人员生存要求。

5.维护与管理要求

（1）应指定人员负责紧急避险系统的日常检查与维护，定期对紧急避险系统进行巡视和检查，发现问题及时处理。

（2）避灾硐室和救生舱配备的食品和急救药品，应保证在保存期或有效期内。

（3）应对人井人员进行紧急避险设施使用和紧急情况下逃生避灾的培训，确保每位人井人员均能正确使用紧急避险设施和选择正确的避灾线路逃生。

（4）图纸、技术资料应归档保存。

（二）压风自救系统

压风自救系统是在矿山发生灾变时，为井下提供新鲜风流的系统，包括空气压缩机、送气管路、三通及阀门、油水分离器、压风自救装置等。

1.建设要求

（1）金属非金属地下矿山应根据安全避险的实际需要，建设完善压风自救系统。压风自救系统可以与生产压风系统共用。

（2）压风自救系统应进行设计，并按照设计要求进行建设。

（3）压风自救系统的空气压缩机应安装在地面，并能在10min内启动。空气压缩机安装在地面难以保证对井下作业地点有效供风时，可以安装在风源质量不受生产作业区域影响且围岩稳固、支护良好的井下地点。

（4）压风管道应采用钢质材料或其他具有同等强度的阻燃材料。

（5）压风管道敷设应牢固平直，并延伸到井下采掘作业场所、紧急避险设施、爆破时撤离人员集中地点等主要地点。

（6）各主要生产中段和分段进风巷道的压风管道上每隔200～300m应安设一组三通及阀门。

（7）独头掘进巷道距掘进工作面不大于100m处的压风管道上应安设一组三通及阀门，向外每隔200~300m应安设一组三通及阀门。有毒有害气体涌出的独头掘进巷道距掘进工作面不大于100m处的压风管道上应安设压风自救装置。

（8）爆破时撤离人员集中地点的压风管道上应安设一组三通及阀门。

（9）压风管道应接入紧急避险设施内，并设置供气阀门，接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀，压风出口压力应为0.1~0.3MPa，供风量每人不低于0.3m³/min，连续噪声不大于70dB（A）。

（10）压风自救装置、三通及阀门安装地点应宽敞、稳固，安装位置应便于避灾人员使用阀门应开关灵活。

（11）主压风管道中应安装油水分离器。

（12）压风自救系统的配套设备应符合相关标准的规定，纳入安全标志管理的应取得矿用产品安全标志。

（13）压风自救系统安装完毕，经验收合格后方可投入使用。

2.维护与管理要求

（1）应指定人员负责压风自救系统的日常检查与维护工作。

（2）应绘制压风自救系统布置图，并根据井下实际情况的变化及时更新。布置图应标明压风自救装置、三通及阀门的位置，以及压风管道的走向等。

（3）应定期对压风自救系统进行巡视和检查，发现故障及时处理。应配备足够的备件，确保压风自救系统正常使用。

（4）应根据各类事故灾害特点，将压风自救系统的使用纳入相应事故应急预案中，并对入井人员进行压风自救系统使用的培训，确保每位入井人员都能正确使用。

（5）相关图纸、技术资料应归档保存。

（三）供水施救系统

供水施救系统是在矿山发生灾变时，为井下提供生活饮用水的系统，包括水源、过滤装置、供水管路、三通及阀门等。

1.建设要求

（1）金属非金属地下矿山应根据安全避险的实际需要，建设完善供水施救系统。供水施救系统应进行设计，并按照设计要求进行建设。

（2）供水施救系统应优先采用静压供水当不具备条件时，采用动压供水。

（3）供水施救系统可以与生产供水系统共用，施救时水源应满足生活饮用水水质卫生要求。

（4）供水管道应采用钢质材料或其他具有同等强度的阻燃材料。

（5）供水管道敷设应牢固平直，并延伸到井下采掘作业场所、紧急避险设施、爆破时撤离人员集中地点等主要地点。

（6）各主要生产中段和分段进风巷道的供水管道上每隔200~300m应安设一组三通及阀门。

（7）独头掘进巷道距掘进工作面不大于100m处的供水管道上应安设一组三通及阀门，向外每隔200~300m应安设一组三通及阀门。

（8）爆破时撤离人员集中地点的供水管道上应安设一组三通及阀门。

（9）供水管道应接入紧急避险设施内，并安设阀门及过滤装置，水量和水压应满足额定数量人员避灾时的需要。

（10）三通及阀门安装地点应宽敞、稳固，安装位置应便于避灾人员使用阀门应开关灵活。

（11）供水施救系统的配套设备应符合相关标准的规定，纳入安全标志管理的应取得矿用产品安全标志。

（12）供水施救系统安装完毕，经验收合格后方可投入使用。

2.维护与管理要求

（1）应指定人员负责供水施救系统的日常检查与维护工作。定期对供水施救系统进行巡视和检查，发现故障及时处理。应配备足够的备件，确保供水施救系统正常使用。

（2）应绘制供水施救系统布置图，并根据井下实际情况的变化及时更新。布置图应标明三通及阀门的位置，以及供水管道的走向等。

（3）应根据各类事故灾害特点，将供水施救系统的使用纳入相应事故应急预案中，并对人井人员进行供水施救系统使用的培训，确保每位人井人员都能正确使用。

（4）相关图纸、技术资料应归档保存。

（四）通信联络系统

通信联络系统是在生产、调度、管理、救援等各环节中，通过发送和接收通信信号实现通信及联络的系统，包括有线通信联络系统和无线通信联络系统。

1.建设要求

（1）金属非金属地下矿山应根据安全避险的实际需要，建设完善有线通信联络系统宜建设无线通信联络系统，作为有线通信联络系统的补充。

（2）通信联络系统应进行设计，并按设计要求进行建设。鼓励将通信联络系统与监测监控系统、人员定位系统进行总体设计、建设。

（3）有线通信联络系统应具有以下功能∶

①终端设备与控制中心之间的双向语音且无阻塞通信功能。

②由控制中心发起的组呼、全呼、选呼、强拆、强插、紧呼及监听功能。

③由终端设备向控制中心发起的紧急呼叫功能。

④能够显示发起通信的终端设备的位置。

⑤能够储存备份通信历史记录并可进行查询。

⑥自动或手动启动的录音功能。

⑦终端设备之间通信联络的功能。

（4）安装通信联络终端设备的地点应包括∶井底车场、马头门、井下运输调度室、主要机电硐室、井下变电所、井下各中段采区、主要泵房、主要通风机房、井下紧急避险设施、爆破时撤离人员集中地点、提升机房、井下爆破器材库、装卸矿点等。

（5）通信线缆应分设两条，从不同的井筒进入井下配线设备，其中任何一条通信线缆发生故障时，另外一条线缆的容量应能担负井下各通信终端的通信能力。

（6）通信线缆的敷设应符合《金属非金属矿山安全规程》（GB 16423）中6.5.2的相关规定。

（7）严禁利用大地作为井下通信线路的回路。

（8）终端设备应设置在便于使用且围岩稳固、支护良好、无淋水的位置。

（9）通信联络系统的配套设备应符合相关标准规定，纳入安全标志管理的应取得矿用产品安全标志。

（10）应按《矿山安全标志》（GB 14161）的要求，对通信联络系统的设备设施做好标识、标志。

（11）通信联络系统建设完毕，经验收合格后方可投入使用。

2.维护与管理

（1）应指定人员负责通信联络系统的日常检查和维护工作。系统维护人员经培训合格后方可上岗。定期对通信联络系统进行巡视和检查，发现故障及时处理。系统控制中心应有人值班，值班人员应认真填写设备运行和使用记录。

（2）应绘制通信联络系统布置图，并根据井下实际情况的变化及时更新。布置图应标明终端设备的位置、通信线缆走向等。

（3）控制中心备用电源应能保证设备连续工作2h以上。

（4）应建立设备、仪器台账设备故障登记、检修表巡检记录报警、求救信息报表。

（5）相关图纸、技术资料应归档保存。

（五）人员定位系统

人员定位系统是由主机、传输接口、分站（读卡器）、识别卡、传输线缆等设备及管理软件组成的系统，具有对携卡人员出/入井时刻、重点区域出/入时刻、工作时间、井下和重点区域人员数量、井下人员活动路线等信息进行监测、显示、打印、储存、查询、报警、管理等功能。

1.建设要求

（1）井下最多同时作业人数不少于30人的金属非金属地下矿山应建立完善人员定位系统井下最多同时作业人数少于30人的金属非金属地下矿山应建立完善人员出入井信息管理制度，准确掌握井下各个区域作业人员的数量。

（2）人员定位系统应进行设计，并按照设计要求进行建设。鼓励将人员定位系统与监测监控系统、通信联络系统进行总体设计、建设。

（3）人员定位系统应具有以下监测功能∶

①监测携卡人员出/人井时刻、出/入重点区域时刻等。

②识别多个人员同时进入识别区域。

（4）人员定位系统应具有以下管理功能∶

①携卡人员个人基本信息，主要包括卡号、姓名、身份证号、出生年月、职务或工种、所在部门或区队班组。

②携卡人员出入井总数、个人下井工作时间及出入井时刻信息。

③重点区域携卡人员基本信息及分布。

④携卡工作异常人员基本信息及分布，并报警。

⑤携卡人员下井活动路线信息。

⑥携卡人员统计信息，主要包括工作地点、月下井次数、时间等。

⑦按部门、区域、时间、分站（读卡器）、人员等分类信息查询功能。

⑧各种信息存储、显示、统计、声光报警、打印等功能。

（5）人员定位系统应满足以下主要技术指标最大位移识别速度不小于5m/s并发识别数量不小于80巡检周期不大于30s识别卡与分站（读卡器）之间的无线传输距离不小于10m。

（6）人员定位系统主机应安装在地面，并双机备份，且应在矿山生产调度室设置显示终端。

（7）人员出入井口和重点区域进出口等地点应安装分站（读卡器）。

（8）分站（读卡器）应安装在便于读卡、观察、调试、检验，且围岩稳固、支护良好、无淋水、无杂物、不容易受到损害的位置。

（9）主机及分站（读卡器）的备用电源应能保证连续工作2h以上。识别卡应专人专卡，并配备不少于经常下井人员总数10%的备用卡。每个下井人员应携带识别卡，工作时不得与识别卡分离。应配备检测识别卡工作是否正常的装置，工作不正常的识别卡严禁使用。

（10）电缆和光缆敷设应符合《金属非金属矿山安全规程》（GB16423）中6.5.2的相关规定。

（11）人员定位系统应取得矿用产品安全标志。

（12）人员定位系统安装完毕，经验收合格后方可投入使用。

2.维护与管理要求

（1）应指定人员负责人员定位系统的日常检查与维护工作。识别卡发放及信息变更应由专人负责管理。应定期对人员定位系统进行巡视和检查，发现故障及时处理。在故障期间，若影响到对井下人员情况的监控，应采用人工监测，并做好记录。

（2）应建立设备、仪表台账；设备故障登记表；检修记录；巡检记录。

（3）应绘制人员定位系统布置图，并根据实际情况的变化及时更新。布置图应标明分站（读卡器）等设备的位置、信号线缆和供电电缆走向等。

（4）应每3个月对人员定位系统信息资料、数据进行备份，备份数据应保存6个月以上。

（5）相关图纸、技术资料应归档保存。

（六）监测监控系统

监测监控系统是由主机、传输接口、传输线缆、分站、传感器等设备及管理软件组成的系统，具有信息采集、传输、存储、处理、显示、打印和声光报警功能，用于监测金属非金属地下矿山有毒有害气体浓度，以及风速、风压、温度、烟雾、通风机开停状态、地压等。

1.建设要求

（1）金属非金属地下矿山应依据《金属非金属矿山安全规程》（GB 16423）的要求和矿山实际建设完善监测监控系统。监测监控系统应进行设计，并按设计要求进行建设。鼓励将监测监控系统与人员定位系统、通信联络系统进行总体设计、建设。

（2）监测监控系统应能实现以下管理功能∶

①实时显示各个监测点的监测数据，并可以图表等形式显示历史监测数据。

②设置预警参数，并能实现声光预警。

③视频监控应支持按摄像机编号、时间、事件等信息对监控图像进行备份、查询和回放。

（3）监测监控中心设备应有可靠的防雷和接地保护装置。

（4）主机应安装在地面，并双机备份，且应在矿山生产调度室设置显示终端。

（5）井下分站应安装在便于人员观察、调试、检验，且围岩稳固、支护良好、无滴K、无杂物的进风巷道或硐室中，安装时应垫支架或吊挂在巷道中，使其距巷道底板不小于0.3m。

（6）应配备分站、传感器等监测监控设备备件，备用数量应能满足日常监测监控需要。

（7）主机和分站的备用电源应能保证连续工作2h以上。

（8）传感器的数据或状态应传输到主机。

（9）电缆和光缆敷设应符合《金属非金属矿山安全规程》（GB16423）中6.5.2的相规定。

（10）监测监控系统应具有矿用产品安全标志。

（11）监测监控系统安装完毕和大修后，应按产品使用说明书的要求进行测试、调校，经验收合格后方能使用。

2.有毒有害气体监（检）测要求

（1）地下矿山应配置足够的便携式气体检测报警仪。便携式气体检测报警仪应能测量一氧化碳、氧气、二氧化氮浓度，并具有报警参数设置和声光报警功能。

（2）人员进入独头掘进工作面和通风不良的采场之前，应开动局部通风设备通风，确保空气质量满足作业要求人员进入采掘工作面时，应携带便携式气体检测报警仪从进风侧进入，一旦报警应立即撤离。

（3）鼓励有条件的矿山企业采用传感器对炮烟中的一氧化碳或二氧化氮进行在线监测，一氧化碳或二氧化氮传感器的设置应符合以下要求

①每个生产中段和分段的进、回风巷靠近采场位置应设置一氧化碳或二氧化氮传感器。

②压入式通风的独头掘进巷道，应在距离回风出口5~10m回风流中设置一氧化碳或二氧化氮传感器抽出式和混合式通风的独头掘进巷道，应在风筒出风口后10～15m 处设置一氧化碳或二氧化氮传感器。

③带式输送机滚筒下风侧10~15m处应设置一氧化碳和烟雾传感器。

④传感器应垂直悬挂，距巷壁应不小于0.2m。一氧化碳传感器和烟雾传感器距顶板应不大于0.3m，二氧化氮传感器距底板应不高于1.6m。

（4）一氧化碳报警浓度不应高于24×10-5（24 ppm），二氧化氮报警浓度不应高于2.5×10-6(2.5ppm)。

（5）开采高含硫矿床的地下矿山，还应在每个生产中段和分段的进、回风巷靠近采场位置设置硫化氢和二氧化硫传感器。开采有自然发火危险矿床的地下矿山，还应延期采用便携式温度检测仪进行检测。硫化氢和二氧化硫传感器的安装位置距底板应不高于1.6m，温度和烟雾传感器距顶板应不大于0.3m。硫化氢报警浓度不应高于6.6×10～6（6.5ppm），二氧化硫报警浓度不应高于5.3×10-6（5.3 ppm）。

（6）开采含铀（钍）等放射性元素的地下矿山，应监测井下空气中氡（钍射气）及其子体浓度，氡及其子体的监测应符合《铀矿山空气中氡及氡子体监测方法》（玫J378）的规定。

3.通风系统监测

（1）井下总回风巷、各个生产中段和分段的回风巷应设置风速传感器。

（2）主要通风机应设置风压传感器，传感器的设置应符合《金属非金属地下矿山通风技术规范》（AQ2013.3）中主要通风机风压的测点布置要求。

（3）风速传感器应设置在能准确计算风量的地点。

（4）风速传感器报警值应根据《金属非金属地下矿山通风技术规范》（AQ 013.1）确定。

（5）主要通风机、辅助通风机、局部通风机应安装开停传感器。

4.视频监控

（1）提升人员的井口信号房、提升机房，以及井口、马头门（调车场）等八员进出场所，应设视频监控。

（2）紧急避险设施及井下爆破器材库、油库、中央变电所等主要硐室，应收视频监控。安装在井下爆破器材库和油库的视频设备应具备防爆功能。

（3）井口提升机房应设有视频监控显示终端，用于显示井口信号房、井口、马头门（调车场）等场所的视频监控图像。

（4）视频监控的功能与性能设计、设备选型与设置、传输方式、供电等应符合《视频安防监控系统工程设计规范》（GB 50395）的规定。