[发明专利]一种形成人工矿柱的方法及相应的采矿方法

说明书

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。