技术经验· 文章编号：１００８—７５２４（２００９）０４—００２９一Ｏ２ ＩＭ＆Ｐ化Ｉ矿物与加Ｉ ２００９年第４期 人工混凝土柱代替原生矿柱在房柱法开采中的应用。 冷明辉 （贵州开磷（集团）有限责任公司，贵州贵阳５５０００２） 摘要：在地下磷矿开采过程中采用人工混凝土柱置换原生矿柱，提高了矿石开采的安全性，减少了矿石资源损失， 创造了直接经济效益和社会效益。 关量词：地下开采；人工混凝土柱；代替；原生矿柱 中圈分类号：ＴＤ ８５３．３２４ 文献标识码：Ｂ 贵州开阳磷矿是以开采磷矿石为主的大型矿 生产实践中利用人工混凝土柱代替原生矿柱 山企业，在矿山地下开采中，根据矿层的自然特 对矿体顶板进行支护是在开拓巷道形成后，实施 征，采用预留矿柱不定期支撑矿体的房柱开采法。 采准、掘人工混凝土柱槽、浇筑人工混凝土柱、切 随着近几年我国磷复肥工业的发展，市场对磷矿 割、回采工艺，具体步骤为： 石资源的需求不断增加，充分利用现有磷矿资源 ａ．采准：当开拓工程形成后，进行采矿准备， 减少开采过程中的损失具有重要意义，为此开阳 对于缓倾斜矿体至水平矿体，采准过程为沿矿体 磷矿为减少开采过程中预留的矿柱（占矿石储量 走向按１０－－１５ ｍ斜长沿脉掘进脉内平巷。 ２０％－－３０％）造成的资源损失，提高磷矿石回收 ｂ．掘进人工混凝土柱槽：在采准平巷内，按照 率，延长矿山服务年限，在房柱法开采中应用人工 ８～１２ ｍ的间距布置人工混凝土柱槽，人工混凝 混凝土柱代替原生矿柱，取得了较好的效果。 土柱槽宽４～５ ｍ，槽深５－－６ ｍ。 １地质概况 ｃ．浇筑人工混凝土柱：在浇筑人工混凝土柱 开阳磷矿的矿床呈连续缓倾斜层状产出，顶 槽内立模浇筑人工混凝土柱，采用混凝土与矿体 底板界面清晰，矿层节理发育，普氏系数ｆ＝４～ 顶板紧密接触施工技术，以保证混凝土柱与矿体 ７，为不稳固至中等稳固岩层；顶板主要为灰色细 顶板紧密接触，并确保混凝土柱的强度达到支撑 晶含锰白云岩，节理发育、性脆，普氏系数ｆ＝５～ 顶板设计要求的强度。 ８，易冒落，不稳固；直接底板为浅灰绿色及海绿色 ｄ．切割：在两混凝土柱之间的矿体中间掘出 细至中粒石英砂岩及粘土质粉砂岩，致密状构造， 回采作业必要的空间，进行回采准备。 节理发育，普氏系数ｆ＝８～１０，稳固；间接底板为 ｅ．回采：当切割完成后，即可进行正式回采工 紫红色页岩，节理与层理发育，普氏系数ｆ＝４～ 作。回采工艺为常规的采矿工艺，包括：凿岩、爆 ６，易风化垮落，属不稳固岩层。 破、通风、顶板浮石处理、锚顶、破碎大块和出矿。 ２人工混凝土柱代替原生矿柱实施方法 具体工作内容是： 利用人工混凝土柱代替原生矿柱对矿体顶板 （ａ）凿岩：用７６５５凿岩机打眼，眼深１．８—２． 进行支护是将原来用于支护矿体顶板的矿柱置换 ２ ｍ； 回收，从而减少矿石资源损失，降低排废运输成 （ｂ）爆破：采用硝铵炸药与非电导爆管爆破； 本，提高地下开采安全性，延长矿山服务年限。 （ｃ）通风：爆破后需要经过一段时间的通风， ·收稿日期：２００９一Ｏ１一Ｏ７ 作者简介：冷明辉。男，工程师，１９８６年重庆大学毕业，贵州开磷（集团）有限责任公司工作。 ２９ · 技术经验· ＩＭ＆Ｐ纪工矿 与加工 ２００９年第４期 将炮烟排出除，再进入工作面作业。进行回采作 业时，需要不断地进行通风，供给作业人员新鲜空 气。 （ｄ）顶板浮石处理、锚顶：为了保证人员和设 ｃ．人工混凝土柱置换原生矿柱，可取得直接 经济效益，每棵人工混凝土柱，根据不同地段，能 置换７０－－９５ ｍ３矿石，扣除人工混凝土柱的成本， 每立方米人工混凝土柱可获得６００元左右的经济 备的作业安全，必须清除顶板所有活动的浮石，对 于无法清除的活动浮石，必须进行锚固，以防止冒 顶。 （ｅ）出矿：使用出矿设备将爆下的矿石运搬出 矿房，装入运矿设备并将矿石运到矿石堆场。 ３ 关键技术 ａ人工混凝土柱的强度应根据矿体的硬度系 数来确定，其值必须大于或等于矿体抗压强度的 平均值。一般人工柱强度为Ｃ２０混凝土。 ｂ．人工混凝土柱浇灌中混凝土必须搅拌均 匀，混凝土的配合比应达设计要求。 ｃ．人工混凝土柱与矿体顶板的紧密接触施工 技术是混凝土柱施工的关键，它是混凝土柱采矿 法成败的关键。在浇筑混凝土柱过程中，当混凝 土柱与矿体顶板接近时，应使用填充技术对形成 的楔形空间进行填充，具体做法是： （ａ）采用喷射混凝土将混凝土柱与矿体顶板 连接起来； （ｂ）使用注浆技术，用注浆泵将水泥砂浆注进 混凝土柱与矿体顶板之问； （ｃ）使用木杵或铁杵从上往下进行人工捣实 充填，使混凝土体与矿体顶板紧密触。 ４效果评价 ａ．人工混凝土柱置换原生矿柱，其人工混凝 土柱强度比原生矿柱大，稳定性和整体性比原生 矿柱好，并能发挥比原生矿柱好的支撑作用，从而 提高了矿石回收的安全性。 ｂ．人工混凝土柱置换原生矿柱，提高了矿石 的回收率，矿石回收率从留原生矿柱的７０％提高 到置换人工混凝土柱的８Ｏ％以上，减少了矿石资 源损失，延长了矿山的服务年限，实现矿产资源的 充分回收。 ３０ · 效益。 ｄ．人工混凝土矿柱置换原生矿柱，可以将井 下采掘过程所产生的废石直接作为浇灌混凝土柱 的碎石原料，减少了井下开采的排废量，既节约了 排废运输成本，又减少了废石对地表环境的污染。 并创造了社会效益。 ５ 结束语 如何安全、经济开采矿石，降低矿石损失率， 维持矿山持续稳定生产，是采矿业发展的必然要 求。房柱采矿法，工艺简单，劳动生产率高。采矿 成本低，在地下矿山广泛使用。但是，房柱采矿法 矿柱一般占矿石储量的２０％－－３０％，使用房柱法 采矿，矿石损失率大。用人工混凝土柱代替原生 矿柱，置换宝贵的矿产资源，提高矿石的回收率， 应是矿山企业使用房柱法采矿好的选择。 ６ 参考文献： ［１］解世俊．金属矿床地下开采【Ｍ］．北京：冶金出版社，１９７９． ［２］曹毓侠．井巷掘进［Ｍ］．北京：煤炭出版社，１９８８． Ｃ３］祝玉杰．化学矿山［Ｍ］．北京：化工出版社。１９８７． ［４】周崇仁．矿柱回采与空区处理［Ｍ】．北京：冶金出版社。１９８９． Ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｌｕｍｎ ａｓ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ ｏｒｅ ｐｉｌｌａｒ ｉｎ ｒｏｏｍ．．ａｎｄ．－ｐｉｌｌａｒ ｍｉｎｉｎｇ ＬＮＥＧ Ｍｉｎｇ－ｈｕｉ （Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｋａｉｌｉｎ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．， Ｇｕｉｙａｎｇ Ｇｕｉｚｈｏｕ ５５０００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｒｏｃｋ ｗｉｔｈ ｒｏｏｍ－ａｌｉａ·ｐｉｌｌｏｒ ｍｅｔｈｏｏｌ ｉｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｋａｉｌｉｎ Ｇｒｏｕｐ．ｐｒｉｍａｒｙ ｏｒｅ ｐｉｌｌａｒ ｉｓ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｌｕｍｎ，ｗｈｉｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｉｎ ｏｒｅ ｍｉｎｉｎｇ，ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｏｒｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｌｏｓｓ ａｎｄ ｃｒｅａｔｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔ－ ｎｅｓｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔ ｅｃｏｎｂｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｂｅｎｅｆｉｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｉｎｇ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｌｕｍｎ；ｐｒｉｍａｒｙ ｏｒｅ ｐｉｌｌａｒ
