提升系統(tǒng)
礦井提升是用一定的裝備沿井筒運(yùn)出礦石、廢石以及升降人員、材料和設(shè)備等的運(yùn)輸環(huán)節(jié)。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(jī)提升、水力提升和氣力提升等），其中鋼絲繩提升應(yīng)用較為廣泛。
礦井提升設(shè)備主要組成部分有提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)（包括拖動(dòng)裝置）、井架和天輪以及裝卸載等附屬裝置。
1）豎井單繩纏繞式提升
對(duì)于井深在300m以內(nèi)、卷筒直徑不超過3m的礦井，以采用單繩纏繞式提升系統(tǒng)為宜。選用罐籠或選用箕斗作為提升容器是設(shè)計(jì)中的重要問題，需要經(jīng)過各方面的比較來確定（多繩摩擦式提升也同此）。
通常在設(shè)計(jì)提升系統(tǒng)時(shí)，多采用主、副兩套提升設(shè)備來保證礦井產(chǎn)量及完成其他提升工作任務(wù)。主井采用箕斗提升礦石，副井采用罐籠完成輔助提升任務(wù)或者主、副井全采用罐籠。究竟采用哪種方式要根據(jù)各礦井的具體條件來確定。當(dāng)?shù)V井年產(chǎn)量較大時(shí)，最好采用主井箕斗、副井罐籠的方式當(dāng)?shù)V井年產(chǎn)量較小或者礦石種類超過兩種以上，或者礦石不宜粉碎時(shí)，最好全采用罐籠。
當(dāng)多水平提升時(shí)，通常在產(chǎn)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(shí)為保證產(chǎn)量而用兩套平衡錘單罐籠提升。
對(duì)于年產(chǎn)量很小的礦山，可以采用一套罐籠提升設(shè)備完成一切提升任務(wù)。我國許多有色金屬礦山、非金屬礦山、核工業(yè)礦山即是如此。
2）豎井多繩摩擦式提升
多繩摩擦式提升機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此，除井深大于300m時(shí)使用多繩摩擦式提升機(jī)代替卷筒直徑大于3m的單繩纏繞式提升機(jī)外，還可以用較小的多繩摩擦式提升機(jī)代替卷筒直徑小于3m的單繩纏繞式提升機(jī)。
由于多繩摩擦式提升難以調(diào)整鋼絲繩長度，因而雙容器提升只適用于一個(gè)生產(chǎn)水平。同時(shí)由于提升鋼絲繩變形的影響，雙容器提升系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，只能保證井口的準(zhǔn)確停車，不能保證井底的容器停在準(zhǔn)確的位置上（對(duì)于箕斗提升，要求停車的準(zhǔn)確度不嚴(yán)格）。
單容器平衡錘提升系統(tǒng)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(tǒng)的防滑性能。更因?yàn)閱稳萜魈嵘到y(tǒng)不受鋼絲繩變形的影響，能確保在各個(gè)生產(chǎn)水平的準(zhǔn)確停車，所以使用較多。對(duì)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(chǎn)量及生產(chǎn)水平的需要，在一個(gè)井筒中裝設(shè)兩套單容器提升設(shè)備也可以采用一套單容器、一套雙容器的提升系統(tǒng)。
3）斜井提升
斜井提升具有施工快、投資少等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是提升速度較慢，特別是當(dāng)斜長較大時(shí)，生產(chǎn)能力較小，鋼絲繩磨損大，井筒維護(hù)費(fèi)用較高。因此，斜井提升多用于中小型礦山（帶式輸送機(jī)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(yōu)點(diǎn)是需要的井筒斷面小、投資少、維護(hù)費(fèi)低且便于多水平提升缺點(diǎn)是生產(chǎn)能力低、電耗大。雙鉤礦車組提升的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量大、電耗小缺點(diǎn)是井筒斷面大、井上下車場復(fù)雜、投資多、不利于多水平提升。一般當(dāng)采用單鉤礦車組提升能滿足產(chǎn)量要求時(shí)，不采用雙鉤礦車組提升。
斜井箕斗提升因投資多、施工時(shí)間長，所以斜井傾角小于28°時(shí)，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(shí)間較短，所以在年產(chǎn)量較大的礦井，不論傾角大小都可采用斜井箕斗提升。但當(dāng)傾角小于18°時(shí)，也可以采用帶式輸送機(jī)提升。
運(yùn)輸系統(tǒng)
地下運(yùn)輸是地下金屬礦與非金屬礦采掘生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，其工作范圍包括采場運(yùn)搬及巷道運(yùn)輸。它是連續(xù)采場、掘進(jìn)工作面與地下礦倉、充填采空區(qū)或地面礦倉與廢石場的運(yùn)輸渠道。采場運(yùn)搬包括重力自溜運(yùn)搬、電耙運(yùn)搬、無軌自行設(shè)備運(yùn)搬（鏟運(yùn)機(jī)、裝運(yùn)機(jī)或礦用汽車）、振動(dòng)出礦機(jī)運(yùn)搬及爆力運(yùn)搬等。巷道運(yùn)輸包括階段平巷及斜巷的運(yùn)輸，即采場漏斗、采場天井或溜井以下的至地下儲(chǔ)礦倉（或平硐口）之間的巷道運(yùn)輸。
1）軌道運(yùn)輸
軌道運(yùn)輸一般指機(jī)車運(yùn)輸，它是國內(nèi)外地下礦山的主要運(yùn)輸方式。軌道運(yùn)輸主要由礦車、牽引設(shè)備和輔助機(jī)械等設(shè)備組成，常與耙礦、裝礦、帶式輸送機(jī)或無軌運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備組成有效的運(yùn)輸系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程中可運(yùn)送礦石、廢石、材料、設(shè)備和人員等。它是組織生產(chǎn)、決定礦山生產(chǎn)能力的主要因素之一。
軌道運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是用途廣，生產(chǎn)量大（由機(jī)車數(shù)量而定），運(yùn)距不受限制，經(jīng)濟(jì)性好，調(diào)度靈活，能沿分叉線路分別運(yùn)輸多種礦石。缺點(diǎn)是運(yùn)送是間斷性的，生產(chǎn)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(shí)難以保證運(yùn)輸安全。
2）無軌運(yùn)輸
地下礦山采用無軌自行設(shè)備運(yùn)輸始于20世紀(jì)60年代，隨著地下無軌設(shè)備的完善，地下無軌開采技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。
地下礦用汽車是專為地下礦山設(shè)計(jì)的自行車輛，是實(shí)現(xiàn)無軌開采技術(shù)的主要運(yùn)輸車輛，具有機(jī)動(dòng)、靈活、多能、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性。地下礦用汽車廣泛應(yīng)用于條件適宜的各類地下礦山進(jìn)行強(qiáng)化開采，不但可以提高地下礦山的勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)量，促使生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，而且還改變了該類礦山的回采工藝、采礦方法和掘進(jìn)運(yùn)輸系統(tǒng)。特別是隨著近些年礦山自動(dòng)化、智能采礦等技術(shù)和系統(tǒng)的發(fā)展，促使地下礦山朝著無軌開采的無人化方向邁進(jìn)。
3）帶式輸送機(jī)運(yùn)輸
帶式輸送機(jī)運(yùn)輸是一種連續(xù)運(yùn)輸方式，主要用來運(yùn)輸?shù)V巖，也可運(yùn)輸材料和人員。這種運(yùn)輸方式生產(chǎn)能力大、安全可靠、操作簡單、自動(dòng)化程度高。隨著高強(qiáng)度膠帶的使用，帶式輸送機(jī)運(yùn)輸已具有長距離、大運(yùn)量、高速度的特點(diǎn)，符合現(xiàn)代礦山設(shè)備高效運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>
帶式輸送機(jī)運(yùn)輸在地下礦的使用受到礦巖塊度、運(yùn)量、巷道傾角、彎道等的限制。通常只能運(yùn)送經(jīng)過粗碎的礦巖（塊度小于350mm），且只適宜使用在運(yùn)量較大、巷道傾角較小、沒有彎道的情況下。
地下帶式輸送機(jī)運(yùn)輸按其使用場所和完成的運(yùn)輸任務(wù)可分為∶①采場帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，它直接從采礦工作面接受和運(yùn)輸?shù)V巖。②集礦帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，它從兩臺(tái)或多臺(tái)帶式輸送機(jī)接受礦巖。③干線帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，它運(yùn)輸?shù)叵麻_采的全部礦巖，包括經(jīng)平巷、斜井至地表的帶式輸送機(jī)運(yùn)輸。
通風(fēng)系統(tǒng)
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(shí)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(fēng)系統(tǒng)。
1）中央式
進(jìn)風(fēng)井、排風(fēng)井均位于礦體走向中央，風(fēng)流在井下的流動(dòng)路線是折返式的。
中央式布置具有基建費(fèi)用少、投產(chǎn)快、地面建筑集中、便于管理、井筒延深工作方便、容易實(shí)現(xiàn)反風(fēng)等優(yōu)點(diǎn)。中央式布置多用于開采層狀礦體。
2）對(duì)角式
進(jìn)風(fēng)井在礦體一翼，排風(fēng)井在礦體另一翼，稱為單翼對(duì)角式，如圖3-8所示進(jìn)風(fēng)井在礦體中央，回風(fēng)井在兩翼，稱為兩翼對(duì)角式，如圖3-9所示當(dāng)?shù)V體走向很長，進(jìn)風(fēng)井和排風(fēng)井沿走向間隔布置或礦體厚度大，進(jìn)風(fēng)井、排風(fēng)井環(huán)繞礦體周圍間隔布置，稱間隔對(duì)角式。對(duì)角式通風(fēng)時(shí)，風(fēng)流在井下的流動(dòng)路線是直向式的。
對(duì)角式布置具有風(fēng)流線路短、風(fēng)壓損失小、漏風(fēng)少、礦井生產(chǎn)期間風(fēng)壓較穩(wěn)定、風(fēng)量分配較均勻、排出地表的污風(fēng)距工業(yè)場地較遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。金屬礦山普遍采用對(duì)角式布置方式。
3）中央對(duì)角混合式
當(dāng)?shù)V體走向長、開采范圍廣，采用中央開拓，可在礦體中部布置進(jìn)風(fēng)井、排風(fēng)井，用于解決中部礦體開采時(shí)的通風(fēng)在礦井兩翼另開掘排風(fēng)井，解決邊遠(yuǎn)礦體開采時(shí)的通風(fēng)，整個(gè)礦體既有中央式又有對(duì)角式，形成中央對(duì)角混合式。
進(jìn)風(fēng)井、排風(fēng)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(fù)雜，開拓、開采方法各異，在礦并設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐中，要根據(jù)各礦的具體條件，因地制宜地進(jìn)行布置，而不受上述幾種的局限。
排水系統(tǒng)
礦山同時(shí)工作的階段數(shù)目較多，其排水系統(tǒng)的布置方式也很多。合理地選擇排水系統(tǒng)，對(duì)提高采掘進(jìn)度和安全生產(chǎn)都有很重要的意義。
（1）每個(gè)水平（即每個(gè)階段的主要運(yùn)輸水平）各自設(shè)置水泵房直接排水。這種排水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是各水平有獨(dú)立的排水系統(tǒng)缺點(diǎn)是每個(gè)水平都需要設(shè)置水泵和獨(dú)立的管路，井筒內(nèi)管路多，管理、維修復(fù)雜。
（2）當(dāng)下部水平涌水量小、上部水平涌水量大時(shí)，可在下部水平安設(shè)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(dāng)下部水平涌水量大、上部涌水量小時(shí)，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(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是簡單、基建費(fèi)用低（減少了水泵、管子以及開掘硐室和各種聯(lián)絡(luò)道的費(fèi)用）、管路敷設(shè)簡單、管理費(fèi)用低缺點(diǎn)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(tǒng)用得比較多。但有突然涌水危險(xiǎn)的礦井，主水泵房不應(yīng)設(shè)在最低水平。
充填系統(tǒng)
1）尾砂濃縮與存儲(chǔ)系統(tǒng)
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(jī)方案。立式砂倉一般由倉頂、溢流槽、倉底及其倉內(nèi)的造漿管件等組成。倉頂結(jié)構(gòu)包括倉頂房、進(jìn)砂管、水力旋流器（尾砂分級(jí)時(shí)）、料位計(jì)和人行棧橋等。溢流槽位于倉口內(nèi)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(gòu)筑或鋼板直接焊接而成。最初采用的是半球形倉底結(jié)構(gòu)，放砂濃度低，易板結(jié)。現(xiàn)代立式砂倉一般均改為錐形放砂結(jié)構(gòu)。尾砂泵送至立式砂倉后，采用自然沉降或絮凝沉降方式，實(shí)現(xiàn)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(tài)化造漿方式實(shí)現(xiàn)放砂充填。
深錐濃密機(jī)是繼立式砂倉后尾礦濃密的關(guān)鍵設(shè)備，適用于處理細(xì)粒和微細(xì)粒物料，其最大特點(diǎn)就是可以獲得較高質(zhì)量濃度的底流，且生產(chǎn)能力較大。深錐濃密機(jī)自由沉降原理與立式砂倉基本一致，但加入了機(jī)械動(dòng)力結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為中心傳動(dòng)式，主傳動(dòng)為低轉(zhuǎn)速大扭矩渦輪減速機(jī)，殼體為鋼筋混凝土高架式彈性結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，采用深錐鋼筋混凝土自防水結(jié)構(gòu)。錐體上部配有控制系統(tǒng)、絮凝劑添加系統(tǒng)及尾礦給料口，均圍繞中心豎軸旋轉(zhuǎn)。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(chǔ)與供料系統(tǒng)
根據(jù)充填能力，計(jì)算出膠凝材料用料，并以此在充填站配置膠凝材料倉，倉內(nèi)的膠凝材料通過倉頂?shù)穆菪斔团c計(jì)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)膠凝材料的定量供料。水泥輸送一般采用雙管螺旋輸送機(jī)，計(jì)量采用螺旋電子秤或者沖板流量計(jì)。近幾年，具有集料與輸送一體的微粉秤得到長足發(fā)展，其具有防水泥倉結(jié)拱與沖料功能，給料穩(wěn)定，在礦山充填系統(tǒng)得到大量應(yīng)用。
3）充填料漿攪拌系統(tǒng)
充填料漿攪拌系統(tǒng)根據(jù)充填料漿性質(zhì)的不同采用不同的攪拌工藝與設(shè)備。總的來說充填料漿攪拌分一級(jí)攪拌和兩級(jí)攪拌。一級(jí)攪拌主要針對(duì)兩相流漿體，普遍采用立式攪拌桶。兩級(jí)攪拌一般針對(duì)似膏體或膏體充填。兩級(jí)攪拌常用配置有一段雙軸葉片式攪拌機(jī)加二段雙軸葉片式攪拌機(jī)、一段雙軸葉片式攪拌機(jī)加高速活化攪拌機(jī)。
4）充填料漿輸送系統(tǒng)
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(tǒng)攪拌均勻的充填料漿，先通過充填鉆孔到達(dá)井下充填中段，然后通過中段水平管路及中段間鉆孔實(shí)現(xiàn)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(shí)，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(jìn)行充填。
5）充填自動(dòng)化控制系統(tǒng)
充填自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)具有運(yùn)行可靠有效、功能齊全、操作簡單靈活、擴(kuò)展容易、維護(hù)方便等特點(diǎn)，對(duì)充填生產(chǎn)過程進(jìn)行全面的自動(dòng)控制與運(yùn)行監(jiān)控。自動(dòng)化控制系統(tǒng)要求能在穩(wěn)定生產(chǎn)過程及保證充填指標(biāo)的前提下，盡可能地提高設(shè)備生產(chǎn)能力，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低設(shè)備事故率，減少生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。因此，未來充填系統(tǒng)應(yīng)建立先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以提高工作效率，確保充填質(zhì)量。
安全避險(xiǎn)系統(tǒng)
1、緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)
在礦山井下發(fā)生災(zāi)變時(shí)，為避災(zāi)人員安全避險(xiǎn)提供生命保障的由避災(zāi)路線、緊急避險(xiǎn)設(shè)施、設(shè)備和措施組成的有機(jī)整體。
2、壓風(fēng)自救系統(tǒng)
壓風(fēng)自救系統(tǒng)是在礦山發(fā)生災(zāi)變時(shí)，為井下提供新鮮風(fēng)流的系統(tǒng)，包括空氣壓縮機(jī)、送氣管路、三通及閥門、油水分離器、壓風(fēng)自救裝置等。
3、供水施救系統(tǒng)
供水施救系統(tǒng)是在礦山發(fā)生災(zāi)變時(shí)，為井下提供生活飲用水的系統(tǒng)，包括水源、過濾裝置、供水管路、三通及閥門等。
4、通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)
通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)是在生產(chǎn)、調(diào)度、管理、救援等各環(huán)節(jié)中，通過發(fā)送和接收通信信號(hào)實(shí)現(xiàn)通信及聯(lián)絡(luò)的系統(tǒng)，包括有線通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)和無線通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。
5、人員定位系統(tǒng)
人員定位系統(tǒng)是由主機(jī)、傳輸接口、分站（讀卡器）、識(shí)別卡、傳輸線纜等設(shè)備及管理軟件組成的系統(tǒng)，具有對(duì)攜卡人員出/入井時(shí)刻、重點(diǎn)區(qū)域出/入時(shí)刻、工作時(shí)間、井下和重點(diǎn)區(qū)域人員數(shù)量、井下人員活動(dòng)路線等信息進(jìn)行監(jiān)測、顯示、打印、儲(chǔ)存、查詢、報(bào)警、管理等功能。
6、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)
監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是由主機(jī)、傳輸接口、傳輸線纜、分站、傳感器等設(shè)備及管理軟件組成的系統(tǒng)，具有信息采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理、顯示、打印和聲光報(bào)警功能，用于監(jiān)測金屬非金屬地下礦山有毒有害氣體濃度，以及風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、煙霧、通風(fēng)機(jī)開停狀態(tài)、地壓等。
