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地下礦山簡介
地下礦山的生產系統分為地下系統和地面系統兩部分。地下系統以礦塊為中心，包括由各種井巷、嗣室、管道、線路和裝備組成的礦井運輸、提升、通風、排水、充填、供水、供電、壓氣輸送等系統，以及井底車場、地下破碎銅室、井下礦倉、井下庫等。地面系統包括井口(銅口)建筑和設施，地面運輸系統，選礦廠，機修、變電、充填材料制備等生產車間，以及材料庫、庫、尾礦庫，辦公和生活用建筑等，它們之間用公路連接起來形成地面系統。地下礦山的開采范圍是礦田，根據礦床條件和具體要求，礦田可劃分為若干個井田或按一個井田開采。當劃分為若干井田開采時，礦山下設對應的若干個坑口。開采深度是影響地下礦山開采技術和經濟效果的重要因素。隨著開采深度的增加，地壓增大，開采條件復雜，提升、排水、通風和支護費用一升。1993年南非westDriefovten金礦的豎井井深已達 4000m。
地下礦山采礦裝備
（1）鑿巖機械
所有礦山仍使用氣動鑿巖機。國外普遍使用的高效液壓鑿巖機在我國尚未得到推廣應用，后研制了幾種液壓鑿巖機，但很少用于生產。少數礦山使用了采礦或掘進鑿巖鉆車，但以進口鉆車為主，國內研制的使用不多。
（2）裝運機械
電耙仍是一些礦山的主要出礦設備；大部分礦山目前已使用上了柴油或電動鏟運機；有的礦山仍在采用早期的風動或電動鏟斗式裝巖機裝巖、電機車牽引普通礦車運輸；有的礦山使用鏟插機、立爪式裝載機裝巖，梭式礦車運輸。
（3）天井掘進機械
天井掘進以常規的吊罐法較為普遍，勞動強度大的普通法也占較大比重，而以天井鉆機為主要設備的鉆進法有發展但不普遍，只在松軟巖石礦山得到了較好應用。
地下礦山發展趨勢
縱觀國內外地下礦山的發展趨勢來看，進入 21世紀后我國地下礦山采礦方法將在以下幾個方面取得進展。
（1）解決復雜條件礦床開采技術的問題，并在相關礦山得到推廣應用。復雜條件礦床主要指“三下”礦床、富水礦床、極薄和極破碎礦體、第四系直接覆蓋下礦床、高溫高硫礦床和礦山保安礦柱等，由于開采這類礦床牽涉面廣，為一集地質力學、巖石力學、巖石開采動力學、水力學、開采工藝方法、工程治理為一體的綜合礦山開采工程系統，需采用綜合的研究方法和手段，探索解決不同條件下礦床開采采場安全穩定性問題。并根據理論分析結果，制定符合開采實際的采礦工藝方法和相應的工程治理措施，尋求的開采經濟模型。
（2）形成一整套的深部礦床綜合開采技術。隨著現代工業的迅速發展，人類對礦物資源的需求將越來越大。陸地礦產資源，特別是淺部礦產資源逐漸減小，資源枯竭已成為世界各國所重視的問題，深部礦床的開采已成為必然。在“九五”期間，銅陵有色金屬公司獅子山銅礦冬瓜山礦區已開始深部開拓基建工作，昆鋼大紅山鐵礦也通過了建設規劃設計，不久也將開始建設。因此開展深部礦床綜合開采技術的研究，以解決深部礦體的采礦工藝、地壓控制、巖爆和地溫控制、深井提升、地下水防治和通風防塵、個體安全防護等開采問題。
（3）崩落采礦法將得以更加完善和成熟。無底柱分段崩落法仍將在地下礦山開采中占據相當大的比重，階段自然崩落法和階段強制崩落法所占的比重將有所增加，崩落采礦法今后的總趨勢將向大分段、高階段和大孔徑深孔采礦技術方向發展，大結構參數的崩落采礦法將得到推廣應用。
（4）隨著采礦技術的發展，大型地下礦山采掘將向無軌化、連續化方向發展。液壓鑿巖機及相應的采礦鑿巖臺車和電動鏟運機的應用數量將逐漸增加，裝藥車和其它輔助車輛將在回采作業中得到普遍應用，采礦作業的機械化程度將得到進一步提高，從而使礦山的生產效率和經濟效益得以提高。
（5）緩傾斜薄礦體的機械化開采將得以實現。通過引進和開發，適合于緩傾斜中厚以下礦體開采的鑿巖、運輸配套小型機械化設備將會得到廣泛應用，實現這類礦體的機械化開采，提高礦山的生產效率，改善礦山的經濟條件。
（6）環保型和無公害礦山開采將會得以實現。隨著礦山開采深度逐漸增大，從提高礦石回采率和保護生態環境的需要，充填采礦法的應用比重將會有所增加，并向高效化方向發展。深孔階段充填和分段充填將進一步完善，并得到廣泛應用；高濃度全尾膠結充填、泵送膏體膠結充填將有較大的發展；礦山無尾排放的目標將隨充填技術的不斷進步和充填材料的更新得以真正實現；充填法與空場法的組合采礦技術將得到推廣應用[1] 。
地下礦山避難硐室
隨著地下礦山生產機械化和集中化程度不斷提高 ，特大型現代化礦井不斷涌現。 由于作業環境特殊和地質情況復雜 ，且地下礦山避難硐室的建設數量、規模及其位置分布缺乏系統性 ，容易形成諸如工作面連續推進距離長、事故擴散速度快 、災害危險區域大、逃生路線長等局面 ，不利于井下作業人員安全快速地逃離危險區域 。 因此 ，為了提高地下礦山企業安全保障能力 ，減少礦山井下安全事故和財產損失 ，保障井下人員的生命安全 ，降低井下災變事故的傷亡率 ，從多原則、多角度全面系統的建設符合我國地下礦山特點的安全避難硐室迫在眉睫。國外關于緊急避險的研究最初是針對金屬礦井展開的。 由于采礦業發達國家對井下避難硐室的研究開始較早 ，故其體系較為完善 ，基本上都頒布了嚴格的法律、法規和標準 ，并擁有了井下避難設施 、應急逃生和個人防護等相對成熟實用的技術裝備。
南非于1970 年就出現了避難所。 某金礦嘗試將壓風管導入盲井構建起了簡易的避難所 ，雖然為保證井下作業人員的生命安全提供了一定的保障 ，但其應用并不廣泛。 自從 1986 年 Kinross 金礦礦難之后 ，國家法律條文強制規定礦山企業必須設立避難所 ，并要求地下礦山將安全避難所的建設納入到應急救援體系中。 由于南非大多非煤地下礦山的開采深度較淺 ，且多采用房柱法開采 ，故南非的一些地下礦山通常將性固定避難硐室布置在主巷或逃生巷道的兩側 ，或在地層中直接挖掘形成避難硐室 ，或利用已有巷道構建而成。 同時 ，礦山將地下性固定硐室和地表連通 ，從而實現了從地面向避難硐室輸送新鮮的空氣 、充足食物和水 ，能以通訊方式進行信息交換 。 另外 ，地下礦山將臨時性固定避難硐室布置在工作區域的巷道兩側 ，直接挖掘或利用已有巷道構建形成避難硐室 ，這些臨時固定避難硐室隨著該區域開采工作的結束而被廢棄 ，相關設施設備可轉移到新的避難硐室中 。 其中 ，性固定避難硐室的選址主要考慮了作業地點 、逃生時間和進 、回風巷道的位置的影響。 同時 ，為了幫助遇險人員順利進入避難硐室 ，在避難硐室入口處設立了警報器或報警燈 。 如今 ，井下避難硐室已經成為南非地下礦山應急救援中的一項成熟有效的安全設施 ，并在地下礦山企業中得到廣泛推廣使用。
美國對礦山避險系統的研究涉及到井下避難硐室的建立 。 長期以來 ，該國各礦山利用水泥砌塊建造井下隔離墻或在頂板和兩幫掛隔離屏障 ，以形成獨立的隔離空間 ，為井下作業人員等待救援提供避險場所 。 直到2006 年 ，西弗吉尼亞州發生礦難之后 ，礦業界發現原有避災理論和設施存在諸多不足 ，推行聯合使用避難硐室和救生艙等設施 。
我國避難硐室的研究始于2008 年 ，避難硐室的應用還處于初級階段。 北京科技大學課題組通過借鑒國外在避難硐室建設方面的經驗 ，同時在山西省潞安集團的大力支持下 ，于2009年在潞安常村礦建成了可容納80-100 人的礦井避難硐室 ，并于2011 年4月10日在常村礦 采區進行現場驗證試驗 ，由80人組成的試驗人員在模擬災變環境下安全度過了 48h 。 這標志著我國井下避難硐室可以正式進入實用階段[2] 。
參考資料
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