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地下矿山的秘密通道：为何选择下降道、垂直井或隧道开采？
在地下硬岩采矿中，各种技术被用以挖掘「硬」矿物，这些矿物通常包含金、银、铁、铜、锌、镍、锡和铅等金属的矿石。此外，它还涉及挖掘宝石（如钻石和红宝石）的技术。矿山的进入方式对于每个项目的经济效益及安全性来说均至关重要，而这些进入方式主要包括下降道、垂直井及隧道。
选择正确的地下进入方式不仅影响开采效率，还会影响矿工的安全和健康。
矿山接入方式
在地下开采矿石时，可以通过下降道（坡道）、垂直井或隧道进行进入。
下降道
下降道可以是环绕矿床或其侧面的螺旋隧道，通常由一个箱式切口开始，这是进入表面的入口。根据覆盖层的量及基岩的质量，可能需要铝箔钢管来确保安全。下降道的设计也可作为紧急安全通道及运输大型设备的途径。
垂直井
垂直井是垂直挖掘的隧道，通常设置在矿体旁边。当运输矿石的经济性有限时，垂直井的使用能够降低成本。在较深的地方，垂直井在经济上比卡车运输更为可行。
隧道
隧道是向山丘或山岭水平挖掘的通道，通常用于水平或接近水平的矿体。这使得隧道适合那些不需要坡道或井的开采情境。
不同的接入方式对于开采的经济性、安全性与效率均具深远影响，选择何种方式必须根据具体的矿体特性来定。
开采方式：发展采矿与生产采矿
地下开采主要分为两个阶段：发展采矿和生产采矿。发展采矿涉及大量不具有经济价值的废石的挖掘，以便接触到矿体。这通常包括六个步骤：清除先前爆破的材料（挖掘），清理（去除不稳定的岩层），安装支撑及加固，钻探面岩石，装药并爆破。
在开始开采之前，必须对电力设施、钻孔安排、排水、通风及废石运输进行预先规划。
生产采矿则分为长孔与短孔的开采方法。短孔开采与发展采矿类似，但直接在矿石中进行。长孔开采则需要在矿石内不同的高度进行两个开挖，然后将爆破后的岩石移除。
适当的开采方法能大幅提升开采效率及降低成本，将直接影响整个矿山的运行。
通风系统的重要性
地下硬岩采矿的一个重要方面是通风。通风系统是清除钻孔和爆破活动中产生的有害气体和/或灰尘的主要方式。对于矿工而言，通风也有助于管理地下温度。在当地气候恶劣的地区，通风能为矿工提供一个相对舒适的工作环境。
地面支撑技术
挖掘开口的稳定性维持很重要，因此需要某种支撑。支撑分为区域支撑和局部支撑。
区域支撑用来防止重大地面失效，通常会在后面（天花板）和墙壁上钻孔并安装长钢棒（或岩石螺栓）。局部支撑则用来降低较小碎石的掉落风险。常见的局部支撑技术包括焊接金属网及喷涂混凝土等。
适当的地面支撑不仅可以保障工人的安全，也能确保开采工作高效顺利进行。
开采方法的选择
所选择的开采方法取决于矿体的大小、形状、取向和类型。对于狭窄的金矿或大量赔偿的矿石来说，不同的开采技术将提供不一样的经济效益。在进行采矿计划时，还要考虑矿石的强度及周围岩石的稳定性，以防止意外事件的发生。
深部矿山的挑战
随着开采深度的增加，矿工面临着许多挑战。从对地下温度及通风的需求，到设备的可靠性，这些都将影响生产效率。国际上最深的矿是南非的Mponeng和TauTona金矿，运作深度超过3900米。这些深矿的经营方式及安全措施，让我们不得不思考：未来的矿山开采方式将如何演变以应对日益增长的挑战与机遇？
