[实用新型]一种新型复合人工境界矿柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿柱，尤其涉及一种新型的复合人工境界矿柱，属于露天转地采过渡期矿山开采辅助设备技术领域。

背景技术

露天矿山随着开采深度的增加，开采费用也随之增加，超过一定界限时，露天开采的方式已经不再适合，需要转入地下开采。这种先用露天方法开采矿床上部，然后过渡到地下开采的方法称之为露天转地下开采。当露天矿深部向地下开采过渡时，在一段时间内露天与地下同时在同一矿床中进行开采作业，露天与地下的开拓、运输及爆破等工序之间势必相互干扰、互相影响，同时露天与地下开拓工程、产能衔接、边坡的稳定性、排水、通风系统都是亟待解决的问题。

目前，国内外通常的做法是采用境界矿柱，并且境界矿柱都是天然矿体，但是天然境界矿柱回收的损失贫化大，回收率低，通常仅有50％-60％。因此，造成了大量宝贵资源永久性浪费，给矿山带来巨大的经济损失，也丧失了可用于缓解矿山过渡期生产压力的巨大矿量。

为了保证产量，充分利用资源，提出采用不扩帮延深开采技术，在向下延深开采的同时，铺设人工假顶和混凝土充填体复合结构即人工境界矿柱，将本应该留作境界矿柱的矿石，用钢筋混凝土假顶置换出来，形成地下开采的人工顶柱的，以解决矿井的产量衔接及资源浪费问题。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种新型复合人工境界矿柱。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种新型复合人工境界矿柱，包括充填体、人工假顶，充填体位于人工假顶的上方，充填体为3层，每层厚度为3m，充填体的总厚度为9m，人工假顶的厚度为3m；人工假顶的底部设置有单层钢筋网，钢筋网的厚度为150mm。

采用本实用新型后产生的有益效果为：1、提前回收境界矿柱资源，解决矿山露天转地下开采资源和产量接替问题；2、本实用新型采用钢筋混凝土结构形式，整体性较好，有较高的承载能力，强度和稳定性相比天然矿柱能够提高2～3倍，对边坡起到更好的支撑作用；3、大大提高回采效率，减少资源品位贫化；4、本实用新型相比天然矿柱厚度较薄，结合地下开采的充填工艺，可以降低成本；5、本实用新型的防渗、防漏风性能优于天然境界矿柱。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括上覆的充填体1和下部的人工假顶2，下部的人工假顶的厚度为3m，上覆的充填体的厚度为9m，充填体为三层，每层厚度为3米，复合人工境界矿柱的厚度共为12m。充填体采用目前露天挂帮矿体开采的充填材料，即C15素混凝土结构。人工假顶采用C20钢筋混凝土结构，人工假顶的底部设置有单层钢筋网3，钢筋网的厚度为150mm。钢筋网的结构筋为穿矿脉方向钢筋，采用Φ20HRB335螺纹钢筋，间距为250mm；构造筋为沿矿脉方向钢筋，采用Φ12R235光面钢筋，间距为500mm。

本新型整体穿矿脉方向应进入上盘岩体3.0m，进入下盘岩体2.0m，沿矿脉方向应分别进入东、西端帮边坡坡脚6.0m(两个进路宽度)。钢筋混凝土人工境界矿柱结构上盘端的结构筋应锚入上盘的岩体中，其做法是在纵向结构筋的上盘端安装全长粘结式砂浆锚杆，锚杆规格为Φ20mm，L＝2000mm，向下倾斜15°，铺设钢筋网时与纵向结构筋搭焊连接。

上盘端与上盘岩体的连结：在钢筋混凝土人工假顶与上盘岩体的界面采用植筋连接。植筋规格为Φ22mm，L＝3000mm，向下倾斜15°。植筋施工方法与锚杆一致，植筋外露长度为1000mm，与钢筋混凝土人工假顶浇灌为一体。

回采采用上向进路胶结充填法，进路尺寸为3m×3m，回采顺序为隔二采一，由里往外依次回采，应注意上下两层进路应交错布置。在人工假顶范围内采用钢筋混凝土结构充填，其余部分采用素混凝土充填。充填时以进路为单独的充填单元，在进路路口设置封口模板，先充填进路，最后充填巷道。

充填单元间钢筋的连接

(1)进路单元间构造筋的连接

在进路钢筋混凝土人工假顶铺筋时，将未充填的矿体一侧的构造筋向上弯成直角，并紧贴矿体。下一进路铺筋时，用风镐将已充填进路的弯筋剔开并整直，然后与本进路的构造筋搭焊连接。

(2)沿脉巷充填体与进路单元间结构筋的连接