一种形成人工矿柱的方法及相应的采矿方法

专利名称：一种形成人工矿柱的方法及相应的采矿方法
技术领域：
本发明涉及一种采矿方法，尤其涉及一种构筑人工矿柱的方法。
背景技术：
在矿产资源越来越稀缺的现代，如何能把矿藏中的更多矿石经济、安全地开采出 来，成了共同的难题。在地下矿藏的开采中，在采出部分矿藏的同时，出于安全的考虑而需 要留下部分矿藏作为地下岩层的支撑物以便将地下岩层支撑住，因此部分矿藏被留在原地 而没有被采出是在所难免的。所留下的部分矿藏在以后通常也很难被开采利用，因而这部 分矿藏将成为永久矿产资源损失。 在涉及地下矿藏的采矿技术中，通常将矿区划分为若干矿块。矿块的上下有巷道 连接，或矿块的上下直接由巷道来分割。矿块的左右则为依据不同采矿方法的需要而人为 划分。对于一个矿块的开采，通常需将该矿块划分为矿房和矿柱。矿柱通常又可分为顶柱、 底柱、间柱，矿块上部的矿柱称为顶柱，矿块下部的矿柱称为底柱，矿块中部的矿柱称为间 柱。通常矿房的范围要大于矿柱的范围。矿房是可以被开采的，而矿柱则留作支撑。在开 采矿房时，矿柱作为支撑物起到支撑矿房顶底板围岩的作用。采下的矿石经由矿块下方的 巷道运走。也就是说，将矿房范围内的矿石采出后，对原来被划分为矿柱的范围内的矿石不 予开采而留在原地，这些留在原地的矿石没有受到破坏，可以象柱子一样起到支撑顶、底板 围岩的作用，因而称为矿柱。采完矿房后，可以视不同情况决定矿柱的开采，或者矿柱不再 开采而留作永久矿柱。当矿柱被留作永久矿柱后，这部分矿体将永久损失，从而造成矿产资 源永久损失。即使矿柱能被开采，通常也只能开采一小部分，例如将原来划定的矿柱的尺寸 减小一点以便采出更多的矿石，而剩下的部分也将永久损失。因此，在矿块的开采中，存在 矿产资源永久损失在所难免。各个矿块的矿产资源永久损失最终体现为整个矿区的矿产 资源永久损失的重要部分。具体地，是各个矿块的永久矿柱所形成的损失最终体现为整个 矿区的矿产资源永久损失的重要部分。通常，留作永久矿柱的矿石量占整个矿块矿石量的 15-25% ，也就是说，每个矿块通常只能采出75-85%的矿石，其余为永久损失。

发明内容
为了减少或从根本上解决现有的矿块开采技术中需要设置永久矿柱造成矿产资 源永久损失的问题，本发明提供了一种形成人工矿柱的方法，包括在矿块中划定拟由人 工矿柱替代的矿柱的位置和大小；在开采矿房的过程中，当开挖到所述划定的拟由人工矿 柱替代的矿柱的旁边后，将所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内的矿石开采掉；用 足够多的石头填充所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而 留下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥 浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工矿 柱；或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范 围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工矿柱；或用足够多的水泥浆或水泥
5砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所述划定的拟由人工矿柱替代的
矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工矿柱。 所述石头堆通过爆破邻近岩石形成滚落石头由滚落石头堆积而成。 在填充前，在所述空间的周壁预置有隔离层。 在填充前，在所述空间的周壁预置有钢筋网或铁丝网。 依据上述形成人工矿柱的方法，本发明还提供一种采矿方法，包括在矿块中划分 矿房和若干矿柱，预设每个矿柱的位置和大小，将这些矿柱分类为永久矿柱和可由人工矿 柱替代的矿柱；在开采矿房的过程中，当开采到所述可由人工矿柱替代的矿柱的旁边后，将 所述可由人工矿柱替代的矿柱的范围内的矿石开采掉；用足够多的石头填充所述可由人工 矿柱替代的矿柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，从所述空间内的经填充而 形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水 泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工矿柱，或用足够多的石头连同水泥浆或 水泥砂浆填充所述可由人工矿柱替代的矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间， 以构筑人工矿柱，或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡 沫塑料填充所述可由人工矿柱替代的矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以 构筑人工矿柱；开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕。 依据上述形成人工矿柱的方法，本发明还提供另一种采矿方法，包括在矿块中划 分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、底柱、间柱的位置和大小；在开采 矿房的过程中，当开采到所述间柱的旁边后，将所述间柱的范围内的矿石开采掉；用足够多 的石头填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，从所述空间内的经填 充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡 沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工间柱，或用足够多的石头连同水泥 浆或水泥砂浆填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间 柱，或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所 述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱；开采余下的矿房， 直到整个矿房开采完毕。 依据上述形成人工矿柱的方法，本发明还提供另一种采矿方法，包括在矿块中 划分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、底柱、间柱的位置和大小；在开 采矿房的过程中，当开采到所述间柱或顶柱的旁边后，将所述间柱或顶柱的范围内的矿石 开采掉；用足够多的石头填充所述间柱或顶柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空 间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥 砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工间柱或人工 顶柱，或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述间柱或顶柱的范围内因其中的矿 石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶柱，或用足够多的水泥浆或水泥砂浆 或泡沫水泥桨或泡沫水泥砂桨或硬质泡沫塑料填充所述间柱或顶柱的范围内因其中的矿 石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶柱；开采余下的矿房，直到整个矿房开 采完毕。 依据上述形成人工矿柱的方法，本发明还提供另一种采矿方法，包括在矿块中划 分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、底柱、间柱的位置和大小，在矿房下部与下巷道之间设有出矿口 ；在开采矿房的过程中，当开采到所述间柱或顶柱的旁边后， 将所述间柱或顶柱的范围内的矿石开采掉；用足够多的石头填充所述间柱或顶柱的范围 内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或 边缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料， 使所述石头堆凝结成人工间柱或人工顶柱，或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充 所述间柱或顶柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶 柱，或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所 述间柱或顶柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶 柱；开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕；将所述出矿口封堵住；用足够多的石头填充 矿房下部，从填充于矿房下部的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥砂浆 或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使该处石头堆凝结成人工矿柱，或用足够 多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充矿房下部，以构筑人工矿柱，或用足够多的水泥浆或 水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充矿房下部，以构筑人工矿柱； 开采所述底柱。 依据上述形成人工矿柱的方法，本发明还提供另一种采矿方法，包括在矿块中划 分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、底柱、间柱的位置和大小，在矿房 下部与下巷道之间设有出矿口 ；在开采矿房的过程中，当开采到所述间柱的旁边后，将所述 间柱的范围内的矿石开采掉；用足够多的石头填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采 掉而留下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入 水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人 工间柱，或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述间柱的范围内因其中的矿石被 开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱，或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或 泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空 间，以构筑人工间柱；开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕；将所述出矿口封堵住；用 足够多的石头填充矿房下部，从填充于矿房下部的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入 水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使该处石头堆凝结成人 工矿柱，或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充矿房下部，以构筑人工矿柱，或用足 够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充矿房下部，以 构筑人工矿柱；开采所述底柱。 依据上述形成人工矿柱的方法，本发明还提供另一种采矿方法，包括在矿块中划 分矿房和若干底柱及若干非底柱型矿柱，预设每个矿柱的位置和大小，在矿房下部与下巷 道之间设有出矿口 ；当整个矿房开采完毕后，将所述出矿口封堵住；用足够多的石头填充 矿房下部，从填充于矿房下部的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥砂浆 或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使该处石头堆凝结成人工矿柱，或用足够 多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充矿房下部，以构筑人工矿柱，或用足够多的水泥浆或 水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充矿房下部，以构筑人工矿柱； 开采所述底柱。 通过利用本发明所提供的形成人工矿柱的方法及相应的采矿方法，在开采矿房的 过程中逐步用主要由岩石或混凝土或塑料所构成的人工矿柱替代由矿石构成的永久矿柱，可以有效地减少甚至从根本上避免在矿块开采技术中设置永久矿柱，从而可以有效地减少 甚至从根本上避免因矿块开采技术中永久矿柱的设置而造成的矿产资源永久损失。


图l是矿块侧视图；
图2是矿块俯视图。 图中，1是下巷道，2是上巷道，3是矿脉，4是顶柱，5是间柱，6是底柱，7是出矿口 ， 8是矿房。
具体实施例方式
下面结合附图1、附图2对各实施例进行具体描述。 通过图2可以看见，一个矿块由上巷道、下巷道、左右的点划线来围成。而矿块内 又包含有矿房、矿柱等。虽然图中各要素都用直线来描述，但在具体采矿中，各种线条有可 能是不同形状的曲线而不一定是直线，例如巷道很有可能是曲的而非直的，矿脉沿倾斜方 向也很有可能是曲的而非直的，矿块的左右边界线也有可能是曲线、斜线。因此，即使是由 曲线、斜线划定的矿块、矿房、矿柱等，也应属于本发明的保护范围。 另外，由于矿区通常总是包含有多个矿块，因此，每个矿块的矿房、矿柱的设置总 是要结合旁边的矿块来考虑，施工和开采时也要结合旁边的矿块来统一进行。例如间柱5 被点划线穿过因而被描绘在二个矿块中，但施工时例如构筑该人工矿柱时可以一次进行也 可以分二次进行，顶柱、底柱的情况也类似。 一次进行的具体实施办法自然应该属于本发明 的保护范围，这种情况相当于矿块的左右边界线是曲线而非直线，即矿块的左右边界线不 是从间柱5中间穿过而是沿其周边经过，这样，一个完整的间柱5被划分在一个矿房中。于 是矿块左右边界线不是从间柱5中间穿过而是沿其周边经过的划分方法即与本发明的标 准方案完全吻合。但是本发明在描述技术方案时依照惯例将矿块左右边界线从间柱5中间 穿过。由于该二种办法仅仅是在图纸上采用不同的标示办法而已，当采用本发明的技术方 案后，其实施方式的文字描述是一样的，实施后的结果也是完全一样的，因此，二种办法都 应属于本发明的保护范围。 图2中，间柱5有二个，但具体情况中也有可能是若干个，甚至只有一个，都应该属 于本发明的保护范围。 图2中，矿房顶部与上巷道之间有一个出口，该出口通常作为通风、行人的联络通 道。在本发明的技术方案中，该出口不是必须的。 由于采矿技术存在特殊性，因此在对本发明技术方案的认定时，应采取相对灵活 的态度，例如，本申请中叙述有"将所述划定矿柱范围内的矿石开采掉"，如果他人的技术方 案是"将所述划定矿柱范围内的矿石的大部分开采掉而留一点"，或他人的技术方案是"将 所述划定矿柱范围内的矿石开采掉并且再开采多一些"，或他人的技术方案是"将所述划定 矿柱范围内的矿石开采掉并且再开采一些上下围岩"，这些技术方案在本质上与本发明是 一样的，都应属于本发明的保护范围。其它类似情况不一一列举。
下面结合附图1、附图2对第一实施例进行具体描述。
第一实施例是一种形成人工矿柱的方法，包括
步骤IOI，即在矿块中划定拟由人工矿柱替代的矿柱的位置和大小。该过程实际上 是设计阶段的过程。 在具体实施中，可能没有设计阶段，没有施工图纸，可能是见矿开矿，但是，根据经 验在恰当的位置布置普通矿柱或布置拟由人工矿柱替代的矿柱仍然是必不可少的，这里的 布置拟由人工矿柱替代的矿柱即是划定拟由人工矿柱替代的矿柱的位置和大小。因而这种 情况不能被认为是没有该步骤。 步骤102，即在开采矿房的过程中，当开挖到所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱 的旁边后，将所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内的矿石开采掉。在具体的采矿过 程中，矿房的开采往往需要持续一段时间，需要一点一点地开采。通常的开采顺序大体上是 从出矿口附近由下而上地开采，这样，采下的矿石在自重的作用下或再借助机械力的作用 滚落到出矿口。开采矿房时，也可以自出矿口往上先打一条通路至上巷道，这样利于通风； 也可以自旁边的矿块水平地打一条联络道进入本矿块，这样利于行人及物资、设备搬运。地 下开采的采矿过程十分复杂，矿块中矿房的开采顺序不止一种，由于文字的局限性，发明人 只好采取如步骤102所述的描述方式来描述该步骤而没有找到更好的描述方式。当开挖或 开采到所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱的旁边后，将所述划定的拟由人工矿柱替代的 矿柱范围内的矿石开采掉。在具体采矿工作中，开挖或开采的含义没有实质上的不同。
由于矿柱是一个多面体，例如典型的矿柱的横截面是正方形或矩形，在拟将所述 划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内的矿石开采掉时，优选地可以从其侧面开始开挖。 为了下一步骤即步骤103实施的便利，优选地在所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱的上 侧面可以多开挖一些。也为了下一步骤实施的便利，对所述划定的拟由人工矿柱替代的矿 柱的下侧面以下的矿石最好暂不开挖，以便在实施下一步骤时，该部位的矿石可以起到作 为构筑人工矿柱时的临时挡板之用，也可以起到临时支撑上下围岩的作用，另外为了利于 下一步骤的实施，该部位的宽度最好要大于所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱的宽度。 如果在此时把该部位的矿石开采掉，则在实施下一步骤时，相应部位需要设置临时挡板。对 相对于开挖侧面的另一侧面的矿石最好也暂不开挖，这部位的矿石在实施步骤103时也可 起到挡板和支撑上下围岩的作用。如果在此时把该部位的矿石开采掉，则在实施下一步骤 时，相应部位需要设置临时挡板。当与矿脉接触的上下围岩中有局部岩石比较破碎柔软时， 在开挖所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内的矿石时，最好顺便把这些破碎柔软的 岩石也清除掉。当矿岩接触面比较光滑且矿脉的倾角比较大时，在开挖所述划定的拟由人 工矿柱替代的矿柱范围内的矿石时，最好顺便把上下围岩也开挖掉一些，以便使得在此处 所构筑的人工矿柱能插入到上下围岩中。 步骤103，即用足够多的石头填充所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内因 其中的矿石被开采掉而留下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘 或内部与边缘注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所 述石头堆凝结成人工矿柱；或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述划定的拟 由人工矿柱替代的矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工矿柱；或 用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所述划 定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工矿 柱。
其中，所谓的用足够多的石头即是用充分多的石头。本领域的技术人员应该能够 理解，只有用足够多的石头加上必要的水泥、砂浆或塑料物料才能在所述空间内构筑上及
顶板围岩下及底板围岩并且达到规定尺寸的人工矿柱。也就是说，能在所述空间内构筑上 及顶板围岩下及底板围岩并且达到规定尺寸的人工矿柱所需要的石头量即是足够多的石 头量。如果石头堆存在缝隙，包括石头堆内部缝隙、石头堆上下左右缝隙，经过注浆、注塑 后，也能在所述空间内构筑上及顶板围岩下及底板围岩并且达到规定尺寸的人工矿柱的， 该石头堆的石头量也满足了足够多的石头量的要求。 同样地，用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆，即是用充分多的石头连同充分 多的水泥浆或水泥砂浆，本领域的技术人员应该能够清楚各自的比例；同样地，用足够多的 水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，即是用充分多的水泥浆 或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料。只有达到足够多或充分多，才 能构筑规定尺寸的人工矿柱。 该步骤描述了三种可供选择的形成人工矿柱的方法，第一种是先填充石头，再注 入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料；第二种是用石头连同 水泥浆或水泥砂浆一起填充；第三种是简单地直接用水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡 沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充。 第一种方案中的向预定空间内填充石头，是本领域的技术人员容易掌握的工艺。 该方案中的注浆、注塑等工艺在其它行业都是比较成熟的工艺，发明人将这些工艺引用到 地下采矿的矿块开采技术中的人工矿柱构筑工程上来。这些工艺可以很好地实现机械化、 连续化、快速化作业，也可以进行多点集中化施工。如果采取注塑工艺时，所用的硬质泡沫 塑料优选地可以是硬质聚氯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、硬质聚苯乙烯泡沫塑料 以及用反应注射成型制得的玻璃纤维增强聚氨酯泡沫塑料和用空心玻璃微珠填充聚苯并 咪唑制得的泡沫塑料等，这些材料的特点是密度很低因而消耗数量并不多，不会导致成本 大增，而且也能达到一定的强度。如果是注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥 砂浆等，则强度可以达到坚硬的岩石的强度，而且由于只是用这些材料来填充石头堆中的 缝隙，因而用量是比较少的，因而成本并不高。其中泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆即是建筑工 程中常见的各种轻质混凝土或轻质混凝土砖的用材。该方案优选地可以在填充石头前预先 埋设注浆管或注塑管。 当采用注塑工艺时，如果泡沫率是零，则所注入的是非泡沫塑料，这种方案只有在 塑料价格较低的情形下才建议采用。常见的硬质泡沫塑料的泡沫率都很高，例如常见的并 且优选地推荐的泡沫塑料的比重仅有30-50公斤/吨，而纯塑料的比重超过1000公斤/吨， 可见泡沫率是很高的。这样大大有利于降低成本。 第二种方法基本上算是手工的方法，该方法十分简单，与砌石头墙类似，在此不再 细述。 第三种方法的工艺也很简单，其中的泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆也是建筑工程中 常见的各种轻质混凝土或轻质混凝土砖的用材。关于该方法在此也不再细述。
由于所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内的矿石是有价值的，其价值通常 都要远远大于构筑人工矿柱的费用。尤其是当矿脉的厚度小于矿房的采幅时，例如采幅是 1. 2米而矿脉只有0. 7米厚时，由于填充的仅仅是被挖空的0. 7米的部分而不是全采幅1. 2米，因而成本更低。 通过上述三个步骤，即可以实现在开采矿房的过程中逐步构筑或一次构筑多个主
要由岩石或混凝土或塑料所构成的人工矿柱以替代由矿石构成的永久矿柱，从而可以有效
地减少甚至从根本上避免在矿块开采技术中设置永久矿柱，从而可以有效地减少甚至从根
本上避免因矿块开采技术中永久矿柱的设置而造成的矿产资源永久损失。 其中，对于步骤103中所描述的第一种方案，优选地可通过爆破邻近岩石形成滚
落石头由滚落石头自然堆积填充。该方案中的爆破邻近岩石可以是爆破矿柱沿矿脉倾角上
方的邻近岩石，也可以是爆破侧上方的邻近岩石。另外，优选地，在爆破邻近岩石形成滚落
石头由滚落石头自然堆积填充前，可以设置临时挡板挡住所述空间中的自由面，即所述划
定的拟由人工矿柱替代的矿柱的开挖面。除了所述的爆破邻近岩石形成滚落石头由滚落石
头自然堆积填充外，还可以手工搬运石头人工堆积填充，或用皮带运输机搬运石头填充或
利用其它搬运机械搬运石头填充，在此不一一列举。 又其中，优选地，在填充前，在所述空间的周壁可以预置有隔离层。预置有隔离层 的目的是使后来开采人工矿柱旁边的矿石时，可以很好地分离矿石和人工矿柱。由于开采 矿石通常都是通过打眼放炮的方式来进行的，因而隔离层也有利于减小爆破震动对已筑成 的人工矿柱所产生的不良影响。所设的隔离层实际上就是常见的用来隔离混凝土与非混凝 土的隔离层，这种设置在工程施工中是常见的，因而是成熟的技术手段的具体应用。采场中 的这种隔离层对材料的要求更低，例如利用树叶、稻草、麦秸、废纸、塑料薄膜、泡沫塑料等 等都可以达到目的。 又其中，优选地，在填充前，在所述空间的周壁预置有钢筋网或铁丝网。这样有益 于保护已筑成的人工矿柱，也有益于提高人工矿柱的强度。另外，当注浆或注塑的效果没有 预期的理想时，人工矿柱可能因此会出现石头松动的情况，该方案中的钢筋网或铁丝网可 以起到防止石头因松动而掉落伤人的作用。另外，优选地，在填充石头前所预先埋设的注浆 管或注塑管也可以布置成网状，可以起到钢筋网的作用。或者，优选地，在填充石头前在所 述空间的周壁所预置的钢筋网中具有注浆管或注塑管。 通过上述描述可以看出，所构筑的人工矿柱主要是由岩石或混凝土或塑料所构成 的，其中的岩石可以主要来源于邻近矿脉的围岩，这样最直接地就地取材，大大有利于降低 费用。虽然所构筑的人工矿柱不是由矿石所构成，但习惯上仍称为人工矿柱而不是称为人 工石柱。由于构筑人工矿柱的成本通常不算太高，也不存在矿产资源损失的问题，因而与设 置永久矿柱的情况相比，设置人工矿柱的方案下可以设置更多数量或更大尺寸的矿柱，从 而更加有利于采矿工作的安全性。 下面结合附图1、附图2对第二实施例进行具体描述。
第二实施例是一种采矿方法，包括 步骤201，即在矿块中划分矿房和若干矿柱，预设每个矿柱的位置和大小，将这些 矿柱分类为永久矿柱和可由人工矿柱替代的矿柱。该过程实际上也是设计阶段的过程。
在具体实施中，可能没有设计阶段，没有施工图纸，可能是见矿开矿，但是，一个矿 块总有矿房和矿柱二部分，因此总是存在在矿块中划分矿房和若干矿柱的过程。另外，根 据经验在恰当的位置布置矿柱也是必不可少的，这里的布置矿柱即是划定矿柱的位置和大 小。因而这种情况不能被认为是没有该步骤。其中永久矿柱类型的矿柱即是不打算开采的矿柱。由于众多矿柱中，有些是因为具体原因打算不开采的，而另一些则是打算要开采的，
因而需将各矿柱分类为永久矿柱和可由人工矿柱替代的矿柱，其中后者即是打算开采的矿
柱。虽然在具体实施过程中可能看不见具体的将这些矿柱分类为永久矿柱和可由人工矿柱
替代的矿柱的过程，但是，只要某个矿块中存在一部分矿柱不开采或打算不开采而另一部
分矿柱需要被替换或已经被替换为人工矿柱的情况，则实质上存在该过程。 步骤202，即在开采矿房的过程中，当开采到所述可由人工矿柱替代的矿柱的旁边
后，将所述可由人工矿柱替代的矿柱的范围内的矿石开采掉。对于永久矿柱类型的矿柱则
不执行该步骤。 在认定该步骤时，不应该理解为矿块中仅有一个所述可由人工矿柱替代的矿柱， 也不应该理解为在整个矿房开采过程中仅仅执行一次步骤202。从步骤201可看出，所述可 由人工矿柱替代的矿柱可能有若干个，因而步骤202可能需要执行若干次。而且也不应该 理解为只有执行完第一次步骤202才能执行第二次、执行完第二次才能执行第三次。应该 理解为，若干次步骤202既可以分别执行，也可以同时执行或部分重叠地执行。由于文字描 述的局限性，发明人找不到更好的描述方式，只好按照步骤202所述的方式来描述该步骤。
关于该步骤的其它说明以及关于该步骤的进一步的优选实施方式，类似于第一实 施例中的步骤102，请参阅第一实施例关于步骤102的说明，在此不再赘述。
步骤203，即用足够多的石头填充所述可由人工矿柱替代的矿柱的范围内因其中 的矿石被开采掉而留下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内 部与边缘注入水泥桨或水泥砂桨或泡沫水泥桨或泡沫水泥砂桨或硬质泡沫塑料，使所述石 头堆凝结成人工矿柱；或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述可由人工矿柱替 代的矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工矿柱；或用足够多的水 泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所述可由人工矿柱替 代的矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工矿柱。
在认定该步骤时，也不应该理解为矿块中仅有一个所述可由人工矿柱替代的矿 柱，且不应该理解为在整个矿房开采过程中仅仅执行一次步骤203。应该理解为，步骤203 可能需要执行若干次。而且也不应该理解为只有执行完第一次步骤203才能执行第二次、 执行完第二次才能执行第三次。应该理解为，若干次步骤203既可以分别执行，也可以同时 执行或部分重叠地执行。由于文字描述的局限性，发明人找不到更好的描述方式，只好按照 步骤203所述的方式来描述该步骤。 关于该步骤的其它说明以及关于该步骤的进一步的优选实施方式，类似于第一实 施例中的步骤103，请参阅第一实施例关于步骤103的说明，在此不再赘述。
步骤204，即开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕。 由于采矿过程的复杂性以及文字描述的局限性，该步骤没能找到更好的描述方式 而只好采取如同该步骤所述的文字描述。但该步骤不应该被理解为当处理矿柱时不能开采 矿房，也不应被理解为开采矿房时不能处理矿柱。 通过上述四个步骤，即可以实现在开采矿房的过程中逐步把原先在步骤201中被 分类为可由人工矿柱替代的矿柱真正替换为人工矿柱，而且也可以实现把矿房中的矿石开 采掉。由于部分矿柱被替换为人工矿柱，从而可以大大提高矿块的采出率，大大降低矿块的 矿石资源永久损失率。
其中，对于步骤203中的先用石头填充然后注桨或注塑的方案，优选地也可通过 爆破邻近岩石形成滚落石头由滚落石头自然堆积填充。优选地也可以在填充石头前预先埋 设注浆管或注塑管。更详细的描述请参阅第一实施例中关于步骤103的优选实施方式的具 体描述。 又其中，优选地，在填充前，在所述空间的周壁也可以预置有隔离层。关于预置隔 离层的进一步说明请参阅第一实施例的相应部分，在此不再赘述。 又其中，优选地，在填充前，在所述空间的周壁也可以预置有钢筋网或铁丝网。进
一步的说明请参阅第一实施例的相应部分，在此不再赘述。 该实施例的其它技术效果类似于第一实施例，在此不再赘述。 下面结合附图1、附图2对第三实施例进行具体描述。 第三实施例是一种采矿方法，包括 步骤301，即在矿块中划分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、 底柱、间柱的位置和大小。这种划分方法与附图2的描述十分类似。需要指出的是，在第二 实施例中，矿柱的划分并非如此，因为有些采矿方法并非把矿柱划分为顶柱、底柱、间柱的， 因此发明人只好采取如同第二实施例所述的描述方式。 步骤301的过程实际上也是设计阶段的过程。关于该过程的进一步描述类似于第 二实施例的步骤201，在此不再赘述。 步骤302，即在开采矿房的过程中，当开采到所述间柱的旁边后，将所述间柱的范 围内的矿石开采掉。 关于该步骤的进一步描述及其进一步的优选实施方式，类似于第二实施例的步骤 202，在此不再赘述。 步骤303，即用足够多的石头填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留 下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆 或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工间 柱；或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采 掉而留下的空间，以构筑人工间柱；或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫 水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以 构筑人工间柱。 关于该步骤的进一步描述及其进一步的优选实施方式，类似于第二实施例的步骤 203，在此不再赘述。 步骤304，即开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕。 关于该步骤的进一步描述类似于第二实施例的步骤204，在此不再赘述。 通过上述四个步骤，即可实现在开采矿房的过程中逐步把间柱替换为人工间柱，
而且也可以实现把矿房中的矿石开采掉。由于间柱被替换为人工间柱，从而可以提高矿块
的采出率，降低矿块的矿石资源永久损失率。 其中，对于步骤303中的先用石头填充然后注桨或注塑的方案，优选地也可通过 爆破邻近岩石形成滚落石头由滚落石头自然堆积填充。优选地也可以在填充石头前预先埋 设注浆管或注塑管。更详细的描述请参阅第一实施例中关于步骤103的优选实施方式的具 体描述。
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又其中，优选地，在填充前，在所述空间的周壁也可以预置有隔离层。关于预置隔 离层的进一步说明请参阅第一实施例的相应部分，在此不再赘述。 又其中，优选地，在填充前，在所述空间的周壁也可以预置有钢筋网或铁丝网。进
一步的说明请参阅第一实施例的相应部分，在此不再赘述。 该实施例的其它技术效果类似于第一实施例，在此不再赘述。 下面结合附图1、附图2对第四实施例进行具体描述。 第四实施例是一种采矿方法，包括 步骤401，在矿块中划分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、底 柱、间柱的位置和大小。 关于该步骤的进一步说明类似于第三实施例的步骤301，请参阅第三实施例的步 骤301，在此不再赘述。 步骤402，在开采矿房的过程中，当开采到所述间柱或顶柱的旁边后，将所述间柱 或顶柱的范围内的矿石开采掉。 关于该步骤的进一步描述及其进一步的优选实施方式，也类似于第二实施例的步 骤202，在此不再赘述。 步骤403，用足够多的石头填充所述间柱或顶柱的范围内因其中的矿石被开采掉 而留下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水 泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工 间柱或人工顶柱；或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述间柱或顶柱的范围内 因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶柱；或用足够多的水泥浆 或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所述间柱或顶柱的范围内 因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶柱。 在认定该步骤时，也不应该理解为矿块中仅有一个所述间柱或顶柱，且不应该理 解为在整个矿房开采过程中仅仅执行一次步骤403。应该理解为，步骤403可能需要执行若 干次。而且也不应该理解为只有执行完第一次步骤403才能执行第二次、执行完第二次才 能执行第三次。应该理解为，若干次步骤403既可以分别执行，也可以同时执行或部分重叠 地执行。由于文字描述的局限性，发明人找不到更好的描述方式，只好按照步骤403所述的 方式来描述该步骤。 该步骤同样描述了三种可供选择的形成人工矿柱的方法，第一种是先填充石头， 再注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料；第二种是用石头 连同水泥浆或水泥砂浆一起填充；第三种是简单地直接用水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆 或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料来填充。 第一种方案中的注浆、注塑等工艺都是比较成熟的工艺，在此不再细述。该方案优
选地也可以在填充石头前预先埋设注浆管或注塑管。 第二种方法基本上算是手工的方法，在此也不再细述。 第三种方法的工艺在建筑工程中也常见，在此也不再细述。 步骤404，开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕。 关于该步骤的进一步描述类似于第二实施例的步骤204，在此不再赘述。 通过上述四个步骤，即可实现在开采矿房的过程中逐步把间柱或顶柱替换为人工间柱或人工顶柱，而且也可以实现把矿房中的矿石开采掉。由于间柱和顶柱被替换为人工 间柱或人工顶柱，从而可以大大提高矿块的采出率，大大降低矿块的矿石资源永久损失率。
其中，对于步骤403中的先用石头填充然后注浆或注塑的方案，针对所述间柱的 空间时，优选地也可通过爆破邻近岩石形成滚落石头由滚落石头自然堆积填充；针对所述 顶柱的空间时，由于顶柱紧邻上巷道，因此不提倡通过爆破邻近岩石形成滚落石头由滚落 石头自然堆积填充，但由于紧邻上巷道，优选地可以通过上巷道从别处运来石头进行填充。 另外，无论是针对间柱还是顶住，优选地都可以在填充石头前预先埋设注浆管或注塑管。更 进一步的优选实施方式请参阅第一实施例中关于步骤103的相关优选实施方式的具体描 述。 又其中，优选地，在填充前，在所述空间的周壁也可以预置有隔离层。关于预置隔 离层的进一步说明请参阅第一实施例的相应部分，在此不再赘述。 又其中，优选地，在填充前，在所述空间的周壁也可以预置有钢筋网或铁丝网。进
一步的说明请参阅第一实施例的相应部分，在此不再赘述。 该实施例的其它技术效果类似于第一实施例，在此不再赘述。 下面结合附图1、附图2对第五实施例进行具体描述。 第五实施例是一种采矿方法，包括 步骤501，在矿块中划分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、底 柱、间柱的位置和大小，在矿房下部与下巷道之间设有出矿口 。 关于该步骤的进一步说明类似于第三实施例的步骤301，请参阅第三实施例的步 骤301，在此不再赘述。 步骤502，在开采矿房的过程中，当开采到所述间柱或顶柱的旁边后，将所述间柱 或顶柱的范围内的矿石开采掉。 关于该步骤的进一步描述及其进一步的优选实施方式，也类似于第二实施例的步 骤202，在此不再赘述。 步骤503，用足够多的石头填充所述间柱或顶柱的范围内因其中的矿石被开采掉 而留下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水 泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工 间柱或人工顶柱；或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述间柱或顶柱的范围内 因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶柱；或用足够多的水泥浆 或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所述间柱或顶柱的范围内 因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶柱。 关于该步骤的进一步描述及其进一步的优选实施方式，类似于第四实施例的步骤 403，在此不再赘述。 步骤504，开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕。 关于该步骤的进一步描述类似于第二实施例的步骤204，在此不再赘述。 步骤505，将所述出矿口封堵住。封堵出矿口的方法是常规的方法，在此不再细述。
封堵出矿口的目的是为了顺利实施下一步骤，如果不封堵出矿口 ，则实施下一步骤时，填充
物会溜掉。优选地，封堵部位可以依照习惯设置在出矿口下部、中部或上部等，如果出矿口
设置有闸门，则把闸门关闭即可。
步骤506，用足够多的石头填充矿房下部，从填充于矿房下部的石头堆的内部或边 缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使 该处石头堆凝结成人工矿柱；或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充矿房下部，以 构筑人工矿柱；或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫 塑料填充矿房下部，以构筑人工矿柱。 填充矿房下部并在此处形成人工矿柱的目的是为了开采底柱。当开采底柱时，此 处所形成的人工矿柱可以起到支撑上下围岩的作用。如果没有此处所形成的人工矿柱，则 要想开采底柱是比较难的。 该步骤同样描述了三种可供选择的形成人工矿柱的方法，第一种是先填充石头， 再注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料；第二种是用石头 连同水泥浆或水泥砂浆一起填充；第三种是简单地直接用水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆 或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料来填充。 第一种方案中的注浆、注塑等工艺都是比较成熟的工艺，第一实施例有了详细的 描述，在此不再细述。该方案优选地也可以在填充石头前预先埋设注浆管或注塑管。该方 案在填充矿房下部的空间时，优选地也可通过爆破邻近岩石形成滚落石头由滚落石头自然 堆积填充，在此不再赘述。在爆破邻近岩石前，最好在出矿口的封堵口上先铺垫一些石头， 以便起到缓冲滚落石头的冲击力的作用。 第二种方法基本上算是手工的方法，在此也不再细述。 第三种方法的工艺在建筑工程中也常见，在此也不再细述。 在该步骤中，被填充的所述的矿房下部究竟应该是多大范围，应由具体情况确定， 确定原则与确定间柱、顶柱的大小的原则类似，在此不作深入研究。 优选地，出矿口如果在中部或下部位置实施封堵，也可以在出矿口自封堵口以上 至矿房下部之间的空间上构筑人工矿柱，所用的方法也是上述的三种方案。在出矿口自封 堵口以上至矿房下部之间的空间上构筑人工矿柱后，可以在开采底柱时得到更好的安全保障。 步骤507，开采所述底柱。经过步骤506构筑好矿房下部的人工矿柱后，就可以安
全地开采底柱了。开采底柱的方法属于常见的采矿方法，在此不再赘述。 通过上述七个步骤，即可实现在开采矿房的过程中逐步把间柱或顶柱替换为人工
间柱或人工顶柱，也可以实现把矿房中的矿石开采掉，而且还可最终把底柱也开采掉。由于
间柱和顶柱都可被替换为人工间柱或人工顶柱，底柱也可被开采掉，因而整个矿块的矿石
几乎都可被开采掉，从而可以大大提高矿块的采出率，大大降低矿块的矿石资源永久损失率。 下面结合附图1、附图2对第六实施例进行具体描述。
第六实施例是一种采矿方法，包括 步骤601，在矿块中划分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、底 柱、间柱的位置和大小，在矿房下部与下巷道之间设有出矿口 。 关于该步骤的进一步说明类似于第三实施例的步骤301，请参阅第三实施例的步 骤301，在此不再赘述。 步骤602，在开采矿房的过程中，当开采到所述间柱的旁边后，将所述间柱的范围内的矿石开采掉。 关于该步骤的进一步描述及其进一步的优选实施方式，也类似于第二实施例的步 骤202，在此不再赘述。 步骤603，用足够多的石头填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下 的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆或 水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工间柱； 或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉 而留下的空间，以构筑人工间柱；或用足够多的水泥桨或水泥砂桨或泡沫水泥桨或泡沫水 泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构 筑人工间柱。 关于该步骤的进一步描述及其进一步的优选实施方式，类似于第二实施例的步骤 203，在此不再赘述。 步骤604，开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕。 关于该步骤的进一步描述类似于第二实施例的步骤204，在此不再赘述。 步骤605，将所述出矿口封堵住。 关于该步骤的进一步描述类似于第五实施例的步骤505，在此不再赘述。
步骤606，用足够多的石头填充矿房下部，从填充于矿房下部的石头堆的内部或边 缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使 该处石头堆凝结成人工矿柱；或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充矿房下部，以 构筑人工矿柱；或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫 塑料填充矿房下部，以构筑人工矿柱。 关于该步骤的进一步描述类似于第五实施例的步骤506，在此不再赘述。
步骤607 ，开采所述底柱。 关于该步骤的进一步描述类似于第五实施例的步骤507，在此不再赘述。 通过上述七个步骤，即可实现在开采矿房的过程中逐步把间柱替换为人工间柱，
也可以实现把矿房中的矿石开采掉，而且还可最终把底柱也开采掉。由于间柱可被替换为
人工间柱，底柱也可被开采掉，因而整个矿块的大部分矿石都可被开采掉，从而可以提高矿
块的采出率，降低矿块的矿石资源永久损失率。 下面结合附图1、附图2对第七实施例进行具体描述。 第七实施例是一种采矿方法，包括 步骤701，在矿块中划分矿房和若干底柱及若干非底柱型矿柱，预设每个矿柱的位
置和大小，在矿房下部与下巷道之间设有出矿口 。 该过程实际上也是设计阶段的过程。在此不再赘述。 步骤702，当整个矿房开采完毕后，将所述出矿口封堵住。 关于封堵出矿口的进一步说明及其进一步的优选实施方式参见第五实施例的步 骤505，在此不再赘述。 步骤703，用足够多的石头填充矿房下部，从填充于矿房下部的石头堆的内部或边 缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使 该处石头堆凝结成人工矿柱；或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充矿房下部，以构筑人工矿柱；或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫 塑料填充矿房下部，以构筑人工矿柱。 关于该步骤的进一步说明及其进一步的优选实施方式参见第五实施例的步骤
506，在此不再赘述。 步骤704，开采所述底柱。 关于该步骤的进一步说明参见第五实施例的步骤507，在此不再赘述。 通过上述四个步骤，即可实现把矿块的底柱开采掉。该方法尤其适用于残采，即对
于从前已经采过的老采场，其中还有底柱存在的，如果还需要把底柱也开采掉，可以采用该
方法。采用该方法采完底柱后，仍可相对保持下巷道的完整性，也大大提高了矿块的采出
率，大大降低了矿块的矿石资源永久损失率。 综上所述，本发明最核心的思路是在开采矿房的过程中，当开采到拟由人工矿柱 替代的矿柱的旁边后，将所述拟由人工矿柱替代的矿柱的范围内的矿石开采掉，并用三种 方法在所述拟由人工矿柱替代的矿柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间内构 筑人工矿柱以替代造成永久矿石资源损失的永久矿柱，继续开采矿房直到整个矿房开采完 毕。而不是将整个矿房开采完毕后再来开采矿柱，也不是将人工矿柱替换掉所有拟由人工 矿柱替代的矿柱后再来从头开始开采矿房。需要说明的是，这里所提到的三种方法也可以 在同一矿块的开采中结合起来使用，例如同一矿块的A矿柱可以采用第一种方法，B矿柱可 以采用第二种方法，C矿柱可以采用第三种方法，甚至同一矿柱也可以综合应用三种方法， 等等，这样的作法也应该属于本发明的保护范围。还需要说明的是，本发明虽然提到的是注 入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，但对同一地点既注入 有水泥桨也注入有水泥砂桨或泡沫水泥桨或泡沫水泥砂桨或硬质泡沫塑料的，即同一地点 注入有二种或二种以上材料的，这样的技术方案也应该属于本发明的保护范围。还需要说 明的是，本发明虽然提到的是用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充，但如果是用足 够多的石头连同水泥浆及水泥砂浆填充，或用足够多的石头部分连同水泥浆部分连同水泥 砂浆填充的，也应该属于本发明的保护范围。还需要说明的是，本发明虽然提到的是用足够 多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充，但同一地点填 充有二种或二种以上材料的，这样的技术方案也应该属于本发明的保护范围。另外，关于本 发明中足够多这个词的含义，可参阅第一实施例的相关说明。 需要特别说明的是，本发明所提供的方法尤其适合于地下开采技术中的空场采矿 法。 通过本发明所提供的上述方法，即可实现在开采矿房的过程中逐步把矿石矿柱替 换为人工矿柱，而且也把矿房中的矿石开采掉。由于矿石矿柱被替换为人工矿柱，从而可以 大大提高矿块的采出率，大大降低矿块的矿石资源永久损失率。 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
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权利要求
一种形成人工矿柱的方法，其特征在于包括以下步骤步骤101，在矿块中划定拟由人工矿柱替代的矿柱的位置和大小；步骤102，在开采矿房的过程中，当开挖到所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱的旁边后，将所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内的矿石开采掉；步骤103，用足够多的石头填充所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工矿柱；或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工矿柱；或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所述划定的拟由人工矿柱替代的矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工矿柱。
2. 按照权利要求1所述的形成人工矿柱的方法，其特征在于，所述石头堆通过爆破邻 近岩石形成滚落石头由滚落石头堆积而成。
3. 按照权利要求1所述的形成人工矿柱的方法，其特征在于，填充前，在所述空间的周 壁预置有隔离层。
4. 按照权利要求1所述的形成人工矿柱的方法，其特征在于，填充前，在所述空间的周 壁预置有钢筋网或铁丝网。
5. —种采矿方法，其特征在于包括以下步骤步骤201，在矿块中划分矿房和若干矿柱，预设每个矿柱的位置和大小，将这些矿柱分 类为永久矿柱和可由人工矿柱替代的矿柱；步骤202，在开采矿房的过程中，当开采到所述可由人工矿柱替代的矿柱的旁边后，将 所述可由人工矿柱替代的矿柱的范围内的矿石开采掉；步骤203，用足够多的石头填充所述可由人工矿柱替代的矿柱的范围内因其中的矿石 被开采掉而留下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边 缘注入水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝 结成人工矿柱，或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述可由人工矿柱替代的矿 柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工矿柱，或用足够多的水泥浆或 水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料填充所述可由人工矿柱替代的矿 柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工矿柱；步骤204，开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕。
6. —种采矿方法，其特征在于包括以下步骤步骤301 ，在矿块中划分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、底柱、间 柱的位置和大小；步骤302，在开采矿房的过程中，当开采到所述间柱的旁边后，将所述间柱的范围内的 矿石开采掉；步骤303，用足够多的石头填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空 间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥 砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工间柱，或用 足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱，或用足够多的水泥桨或水泥砂桨或泡沫水泥桨或泡沫水泥砂 浆或硬质泡沫塑料填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人 工间柱；步骤304，开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕。
7. —种采矿方法，其特征在于包括以下步骤步骤401 ，在矿块中划分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、底柱、间 柱的位置和大小；步骤402，在开采矿房的过程中，当开采到所述间柱或顶柱的旁边后，将所述间柱或顶 柱的范围内的矿石开采掉；步骤403，用足够多的石头填充所述间柱或顶柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留 下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆 或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工间柱 或人工顶柱，或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述间柱或顶柱的范围内因其 中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶柱，或用足够多的水泥浆或水 泥砂桨或泡沫水泥桨或泡沫水泥砂桨或硬质泡沫塑料填充所述间柱或顶柱的范围内因其 中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶柱；步骤404，开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕。
8. —种采矿方法，其特征在于包括以下步骤步骤501 ，在矿块中划分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、底柱、间 柱的位置和大小，在矿房下部与下巷道之间设有出矿口 ；步骤502，在开采矿房的过程中，当开采到所述间柱或顶柱的旁边后，将所述间柱或顶 柱的范围内的矿石开采掉；步骤503，用足够多的石头填充所述间柱或顶柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留 下的空间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆 或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工间柱 或人工顶柱，或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述间柱或顶柱的范围内因其 中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶柱，或用足够多的水泥浆或水 泥砂桨或泡沫水泥桨或泡沫水泥砂桨或硬质泡沫塑料填充所述间柱或顶柱的范围内因其 中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人工间柱或人工顶柱；步骤504，开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕；步骤505，将所述出矿口封堵住；步骤506，用足够多的石头填充矿房下部，从填充于矿房下部的石头堆的内部或边缘或 内部与边缘注入水泥桨或水泥砂桨或泡沫水泥桨或泡沫水泥砂桨或硬质泡沫塑料，使该处 石头堆凝结成人工矿柱，或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充矿房下部，以构筑 人工矿柱，或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料 填充矿房下部，以构筑人工矿柱；步骤507，开采所述底柱。
9. 一种采矿方法，其特征在于包括以下步骤步骤601 ，在矿块中划分矿房和若干顶柱、若干底柱、若干间柱，预设每个顶柱、底柱、间柱的位置和大小，在矿房下部与下巷道之间设有出矿口 ；步骤602，在开采矿房的过程中，当开采到所述间柱的旁边后，将所述间柱的范围内的 矿石开采掉；步骤603，用足够多的石头填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空 间，从所述空间内的经填充而形成的石头堆的内部或边缘或内部与边缘注入水泥浆或水泥 砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料，使所述石头堆凝结成人工间柱，或用 足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留 下的空间，以构筑人工间柱，或用足够多的水泥桨或水泥砂桨或泡沫水泥桨或泡沫水泥砂 浆或硬质泡沫塑料填充所述间柱的范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，以构筑人 工间柱；步骤604，开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕； 步骤605，将所述出矿口封堵住；步骤606，用足够多的石头填充矿房下部，从填充于矿房下部的石头堆的内部或边缘或 内部与边缘注入水泥桨或水泥砂桨或泡沫水泥桨或泡沫水泥砂桨或硬质泡沫塑料，使该处 石头堆凝结成人工矿柱，或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充矿房下部，以构筑 人工矿柱，或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料 填充矿房下部，以构筑人工矿柱；步骤607，开采所述底柱。
10. —种采矿方法，其特征在于包括以下步骤步骤701，在矿块中划分矿房和若干底柱及若干非底柱型矿柱，预设每个矿柱的位置和 大小，在矿房下部与下巷道之间设有出矿口；步骤702，当整个矿房开采完毕后，将所述出矿口封堵住；步骤703，用足够多的石头填充矿房下部，从填充于矿房下部的石头堆的内部或边缘或 内部与边缘注入水泥桨或水泥砂桨或泡沫水泥桨或泡沫水泥砂桨或硬质泡沫塑料，使该处 石头堆凝结成人工矿柱，或用足够多的石头连同水泥浆或水泥砂浆填充矿房下部，以构筑 人工矿柱，或用足够多的水泥浆或水泥砂浆或泡沫水泥浆或泡沫水泥砂浆或硬质泡沫塑料 填充矿房下部，以构筑人工矿柱；步骤704，开采所述底柱。
全文摘要
本发明公开了一种形成人工矿柱的方法及相应的采矿方法，包括在矿块中划定矿柱的位置和大小；在开采矿房的过程中，当开挖到矿柱的旁边后，将矿柱范围内的矿石开采掉；用石头填充矿柱范围内因其中的矿石被开采掉而留下的空间，向空间内的石头堆注入水泥浆或硬质泡沫塑料，使石头堆凝结成人工矿柱；开采余下的矿房，直到整个矿房开采完毕。通过上述方法既可实现在开采矿房的过程中逐步把矿石矿柱替换为人工矿柱，而且也把矿房中的矿石开采掉。由于矿石矿柱被替换为人工矿柱，从而可以大大提高矿块的采出率，大大降低矿块的矿石资源永久损失率。
文档编号E21C41/16GK101749019SQ20101011465
公开日2010年6月23日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者韦立坚 申请人:韦立坚