礦柱的重要性

在理想的狀態(tài)下，間柱、頂?shù)字幕夭墒┕?yīng)與礦房回采同步，以保證在礦房回采結(jié)束后，及時(shí)回收礦柱。但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于關(guān)系到生產(chǎn)的接續(xù)、生產(chǎn)安全及人員短缺等問(wèn)題，往往是礦柱回收滯后于礦房的回采。由于礦柱回采的滯后，當(dāng)?shù)V房?jī)?nèi)的礦石出空后，礦柱就成為安全隱患，這時(shí)如果不及時(shí)進(jìn)行頂?shù)字伴g柱回采施工，極易出現(xiàn)安全事故。在爆破順序上，如果間柱的爆破遲于頂?shù)字?，必然?dǎo)致巖石混入率加大，影響回收質(zhì)量和回采率，因此間柱、頂?shù)字谋剖┕ひ瑫r(shí)進(jìn)行。

為保證絕對(duì)安全，對(duì)于淺孔留礦法頂?shù)字幕厥帐┕?yīng)該與淺孔采礦同步，否則在礦房采礦結(jié)束后對(duì)頂?shù)字M(jìn)行回采施工，使人員在采空區(qū)上部作業(yè)，存在極大的安全隱患。因此，在進(jìn)行人行天井施工的同時(shí)，須進(jìn)行間柱回采施工；在礦塊進(jìn)行切割與淺孔采礦的同時(shí)，進(jìn)行頂?shù)字幕夭墒┕?。這樣，在淺采結(jié)束后，就可以對(duì)間柱與頂?shù)字瑫r(shí)進(jìn)行爆破落礦，從而避免了人員在空區(qū)上部作業(yè)，保證施工安全。同時(shí)，這種回采順序不僅能有效地保證出礦產(chǎn)量，更保證了礦石質(zhì)量。

國(guó)外金屬礦山應(yīng)用房柱法回采比較多。原蘇聯(lián)的馬格涅季特鐵礦礦山工業(yè)場(chǎng)和高山機(jī)械廠在地下有6000多萬(wàn)噸的保安礦柱儲(chǔ)量，回采使用的采礦方法是房柱法嗣后膠結(jié)充填，這樣既能夠保證工業(yè)場(chǎng)地穩(wěn)定，同時(shí)也能成功回采保安礦柱；前蘇聯(lián)茲良洛夫礦在殘留礦柱的二次回采上使用的是振動(dòng)出礦技術(shù)，房間礦柱和頂柱向采空的礦房崩落，同時(shí)振動(dòng)放礦機(jī)出礦，這會(huì)有益于對(duì)殘留礦柱的回采；美國(guó)馬格蒙特礦為了對(duì)礦柱中的高品位礦石成功回采，采取了錯(cuò)索支撐保護(hù)大約27m的礦房跨度；墨西哥的格雷羅礦則同時(shí)回采礦柱和進(jìn)行采空區(qū)充填作業(yè)，最終成功回收得到高品位礦石；加拿大湯普森礦也取得一定的成果，垂直礦塊采礦法（VBM）被使用，進(jìn)行對(duì)房間礦柱大量崩礦回收，并且采用圓木假頂護(hù)頂；羅德礦，地處加拿大，采用圓木假頂護(hù)頂，在高應(yīng)力錯(cuò)索支撐的護(hù)頂?shù)谋Ｗo(hù)之下，回收礦柱頂柱，創(chuàng)造了一個(gè)非常安全的作業(yè)環(huán)境。

日本在礦往回采的安全管理研究上同樣作了許多工作，分析回采礦柱及圍巖的相關(guān)有限元分析結(jié)果，在礦柱回采中，對(duì)殘留礦柱及空區(qū)圍巖兩者周圍的壓力及變形進(jìn)行多次監(jiān)測(cè)，使用的主要監(jiān)測(cè)裝置有：位移計(jì)、壓力盒及聲發(fā)射裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，再根據(jù)得到的數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，放入礦山生產(chǎn)指導(dǎo)工作中；俄羅斯研究者在西賓斯克憐礦高水平構(gòu)造應(yīng)力礦區(qū)關(guān)于有沖擊地壓危險(xiǎn)的礦塊礦柱回采方面也收獲了一定的寶貴成果，比如如何合理正確的選擇礦塊及礦柱的分布位置、推進(jìn)方向、進(jìn)行局部卸載、設(shè)置合理的卸壓區(qū)及加強(qiáng)必要的支護(hù)等。圖1是國(guó)外一些礦山充填礦房及其礦柱回采概括。

我國(guó)有許多擁有多年開采歷史的礦山，不同種類礦床采用了不同回采礦柱方法，提供了有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)參考。開采緩傾斜及傾斜中厚礦體方面，貴州隸礦、荊襄劉沖磯礦、新冶銅礦等采用人工巖柱支撐法，回采礦房?jī)?nèi)礦柱，并用中深孔或淺眼來(lái)抽采局部礦柱等方式來(lái)回采全面法、房柱法的礦塊礦柱，從而極大地增加了礦床回采率。其中貴州萬(wàn)山礦區(qū)效果顯著，隸礦回采率高達(dá)95%。厚礦體開采中，獅子山銅礦、銅官山銅礦、壽王墳銅礦、大吉山鶴礦、赤馬山銅礦等十幾個(gè)大中型礦山在回采礦柱上大量采用崩落法，回收得到大量礦柱，為完善礦床開采順序，實(shí)現(xiàn)采礦計(jì)劃有著重要意義，并提供了寶貴的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

上個(gè)世紀(jì)五十年代，銅官山鋼礦為了更好的提高礦柱的回采率隊(duì)及回采強(qiáng)度而采用有底柱分段崩落法回采礦塊間柱和頂?shù)字淖呤甏_始，礦柱回采中開始應(yīng)用充填法。凡口鉛巧礦回收間柱及頂?shù)字鶗r(shí)采用尾砂礦柱；柏坊銅礦在由于具備復(fù)雜的采礦技術(shù)條件和較大巖層壓力，所W使用了膠結(jié)充填法來(lái)回采礦柱；銅山銅礦為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)露天采礦場(chǎng)的目的，在礦柱回收上采用膠結(jié)礦柱，在礦房回收上使用尾砂礦柱的方式。金川鎮(zhèn)礦則在下向分層膠結(jié)礦柱的應(yīng)用上取得一定的成功。圖2是國(guó)內(nèi)一些礦山用空?qǐng)龇ɑ夭沙涮畹V房間柱的簡(jiǎn)況。

可以看出，國(guó)內(nèi)普遍使用上向膠結(jié)充填法進(jìn)行礦柱的回采。

礦柱回收是指某段礦場(chǎng)開采完畢后對(duì)礦山開采所留設(shè)的安全礦柱、巖柱，根據(jù)用途不同，分為保護(hù)地面建筑及井筒的礦(巖)柱、開拓礦(巖)柱、采區(qū)礦(巖)柱等礦柱的回收。礦產(chǎn)資源屬于不可再生資源，在加強(qiáng)礦產(chǎn)資源的勘探開發(fā)的同時(shí)，還應(yīng)不斷提高礦石回收效率，最大程度的從正在開采的礦床中回收礦產(chǎn)資源。

有色金屬礦山大部分保留各種類型的礦柱，礦柱礦量據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示大約占礦山可采量的30%~40%。礦柱大量積壓，會(huì)造成礦石資源的大量損失，而且也存在嚴(yán)重的安全隱患，因此，礦柱的回采對(duì)礦山的生產(chǎn)、安全、經(jīng)濟(jì)效益有重大的影響。