专利名称：一种中厚矿体空场采矿法钢筋混凝土人工底柱构筑方法
技术领域：
本发明属于金属矿床开采中岩金矿体回采技术领域，特别是提供了一种中厚矿体空场采矿法钢筋混凝土人工底柱构筑方法。
背景技术：
浅眼留矿采矿法，是在上下两个阶段(或中段)开拓出来并经生产探矿探清矿体开采技术条件之后，依据矿岩稳固性而在矿体走向长度上划分若干个矿块。矿块长度一般40～50m，中段高度35～60m，矿体水平厚度3～15m，矿体倾角大于55°。而矿块回采之前先划分矿房与矿柱，而矿柱包括底柱(厚3～5m)、顶柱(高3～5m)与间柱(宽5～8m)，矿柱矿量一般占矿块矿量的30％左右。其回采步骤是先用浅眼留矿法回采矿房，待矿房采完并出净矿石后再回收矿柱。回收矿柱的方法一般先回收间柱，再回收顶底柱。间柱回收方法在间柱中的采场联络道中使用垂直上向扇形中深孔凿岩，分若干段一次性装药爆破回收；而顶底柱，是于上中段巷道内垂直下向与上向钻凿扇形中深孔，也一次性全部装药分若干段起爆崩落回收。这些背景资料在大学教科书上可查到，但我们与上述回收方法不同之处在于，矿柱划分好后在采空区形成之前并先使用浅眼留矿法回采切割层，采后空区用钢筋混凝土构筑人工底柱，再回采区上部、下部相邻采场。
《有色金属矿山部分》1997<3>19～22)一文提供了“分段空场法在白银深部铜矿的试验研究”，为白银有色金属公司深部铜矿低品位矿体采矿方法改进试验研究的技术总结。该文介绍了白银露天转入地下开采时其西部矿体在原来设计的无底柱分段崩落法开采，由于采矿强度低，损失率高(26.4％)和贫化率大(28.6％)，而试验下向分段空场采矿法；试验矿块位于白银深部铜矿一中段875～975行的1657～1705m水平的3号矿体。矿石为浸染状含铜黄铁矿，平均品位1.276％，厚度6～10m，矿岩属中等稳固。试验矿块100m，阶段高50m，分矿房、顶柱和底柱3个部分，垂直方向划分5个分段，分段高10m。每分段回采宽度为矿体水平厚度，一般情况下每个分段布置两个矿房，矿房长50～75m，顶柱高6～8m，底柱厚8m，漏斗间距9m。在分段平巷使用上向扇形中深孔，在空场下或有限矿石覆盖下进行无挤压爆破，铲运机在空场条件下出矿，当最下一个分段回采结束，从顶柱下盘放顶巷道凿岩与爆破，再从底柱漏斗出矿。放顶后，空区即与露天底盆贯通。此法采下矿石品位1.107％，损失率降至22.78％，贫化率降至13.24％，效果不错。此法与本法相同之处在于急倾斜中厚矿体空场采矿法回采；但不同之处有二一是采矿方法不同，我们是浅眼回采，它们是中深孔落矿；二是它留下8m底柱，作为漏斗出矿之用，而我们使人钢筋混凝土人工底柱代替矿石底柱。
<黄金>1994<11>29～32刊登“论人工柱爆力运搬空场采矿法——在倾斜极薄金矿脉的应用”。该文介绍山东省栖霞市百里店金矿开采倾角50°平均真厚度0.8m平均品位30g/t的极薄石英脉型金矿脉。矿块沿走向布置，中段高度30m，斜长46.4m，矿房宽7m，间隔间柱宽2m，高3m，人工顶柱1.5m，人工底柱3m。由于倾角不能使矿石自溜，所以，在四周为人工矿柱情况下使用爆力运矿方式。其所有人工顶、底、间柱均用混凝土构筑，其中底柱3m高为下三角形的放矿漏斗。论文内容与本法相同之点有三一是空场采矿法；二是使用人工矿柱；三是矿柱均用混凝土构筑，而不同之处在于；底柱为三角形素混凝土构筑的放矿漏斗，而本法为钢筋混凝土人工底柱，无漏斗为平底进路装岩机出矿。
钢筋混凝土人工底柱在岩金矿山始用于1984年，长春黄金研究院与内蒙古赤峰市红花沟金矿开展机械化干式充填采矿法试验研究时首次应用。其优点一是可回收底柱全部矿石；二是矿柱提前回收，没有二次回采工序，降低采矿损失贫化；三是其下部相应矿房的顶柱矿石，也可全部回收。缺点是钢筋混凝土构筑工艺比较复杂，以及井下施工场地狭窄，不能机械化施工。
发明内容
本发明解决了急倾斜(55～90°)中厚(3～15m)连续(走向与垂向长度大于100m)且品位较高(7～10g/t)以上岩金矿体回采，人工矿柱中的人工底柱问题；用人工矿柱代替矿石矿柱，降低采矿损失贫化，提高出矿品位与企业效益。
本发明使用钢筋混凝土人工底柱代替矿石底柱。由于国内外金属与黄金矿山均无此种先例可借鉴，所以，我们根据有关矿山的实践经验构筑。厚度0.3～0.6m，钢筋网度0.2m×0.2m～0.6m×0.6m，主筋直径10～18mm，副筋直径6～10mm，混凝土标号C10～C20，在采场全长(30～60m)全宽(3～10m)切割开帮并出净矿石后，在矿体水平底板或其下垫一定量矿石形成0～20°坡度上构筑。钢筋离矿体坡面底板5～15cm，并铺一层防止漏浆的塑料布。所有钢筋均与采场上下盘岩帮上的锚杆焊接，焊接长度0.2～0.4m，锚杆可以是楔形、树脂、摩擦与砂浆等多种，长度为1.0～2.5m。由于采场宽度较大，所以，每隔4～10m布置一条钢筋混凝土梁。梁的规格宽0.3～0.7m高0.6～1.0m。梁板结构的混凝土保证其下部中段相应采场顶柱回采后，人工底柱仍稳定、稳固、安全。
本发明的优点在于一是构筑钢筋混凝土底柱，对上下盘围岩起支护作用；二是采场可以使用生产能力较大的浅眼回采；三是其下部相应采场顶柱也可用浅眼回收，减少采矿损失贫化和中深孔一次性装药爆破对周围矿岩的震动破坏；四是隔开两个中段的采空区，使其不贯通、不连续，因为当采空区高度大于100m时即容易造成大量围岩冒落；五是使用平底装岩机出矿方式与使用漏斗出矿相比而多回收矿石，并且机动灵活。
图1是本发明采场切割与施工人工底柱示意图，正面的为主视图，右侧的为A-A向左视图，下方的为B-B向俯视图。图2是本发明采场采矿示意图，正面的为主视图，右侧的为左视图，下方的为俯视图。图3是本发明本采场出矿结束与下部相应采场顶柱回采结束示意图，正面的为主视图，右侧的为左视图，下方的为俯视图。其中，中段运输巷道1，装岩机出巷道2，钢筋混凝土底柱3，废石三角堆4，钢筋混凝土梁5，切割层空区6，原生矿石7，采下矿石8。
具体实施例方式
广东高要河台金矿云西矿区110中段3741采场中其中一段约20m长平均品位达25.72g/t的富矿囊，实施步骤见图(1)采场切割与施工人工底柱；(2)本采场采矿；(3)本采场出矿结束与下部相应采场顶柱回采结束。施工一个5m×40m人工底柱，约需混凝土60～120m3，平均每m3造价350～550元，一般包括打锚杆、铺钢筋与浇注混凝土约需时间10～20天。
权利要求
1.一种中厚矿体空场采矿法钢筋混凝土人工底柱构筑方法，其特征在于使用钢筋混凝土人工底柱，厚度0.3～0.6m，钢筋网度0.2m×0.2m～0.6m×0.6m，主筋直径10～18mm，副筋直径6～10mm，混凝土标号C10～C20，在采场全长30～60m、全宽3～10m、切割开帮并出净矿石后，在矿体水平底板或其下垫矿石形成0～20°坡度上构筑；钢筋离矿体坡面底板5～15cm，并铺一层防止漏浆的塑料布；所有钢筋均与采场上下盘岩帮上的锚杆焊接，焊接长度0.2～0.4m，锚杆为楔形、树脂、摩擦、砂浆锚杆，长度为1.0～2.5m；每隔4～10m布置一条钢筋混凝土梁，梁的规格宽0.3～0.7m高0.6～1.0m。
2.按照权利要求1所述的中厚矿体空场采矿法钢筋混凝土人工底柱构筑方法，其特征在于在矿体下垫矿石形成0～20°坡度上构筑。
全文摘要
本发明提供了一种中厚矿体空场采矿法钢筋混凝土人工底柱构筑方法，特征在于使用钢筋混凝土人工底柱，厚度0.3～0.6m，钢筋网度0.2m×0.2m～0.6m×0.6m，主筋直径10～18mm，副筋直径6～10mm，混凝土标号C10～C20，在采场全长30～60m、全宽3～10m、切割开帮并出净矿石后，在矿体水平底板垫矿石形成0～20°坡度上构筑；钢筋离矿体坡面底板5～15cm，并铺一层防止漏浆的塑料布；所有钢筋均与采场上下盘岩帮上的锚杆焊接，焊接长度0.2～0.4m，锚杆为楔形、树脂、摩擦、砂浆锚杆，长度为1.0～2.5m；每隔4～10m布置一条钢筋混凝土梁，梁的规格宽0.3～0.7m高0.6～1.0m。优点在于人工底柱稳定、稳固、安全。
文档编号E21C41/00GK1424489SQ0310005
公开日2003年6月18日 申请日期2003年1月8日 优先权日2003年1月8日
发明者姚香, 孙胡东, 陈友东 申请人:广东高要河台金矿