井筒保安矿柱简介

井筒保安矿柱是指为保护井筒不受采空区周围岩层移动的影响，避免井筒变形或破坏，在井筒周围留下的暂时或永久不采的部分矿体。井筒的变形或破坏，与井筒所穿过的岩层的性质、矿体产状、地质构选、水文地质条件、采矿方法、井筒结构和装备、井筒抵抗变形的能力等因素有关。井筒保安矿柱的尺寸，应根据井筒周围被保护物的保护等级、应留设的保护带宽度和岩层移动角，用作图法确定。斜井井筒位于矿体中时，一般在井筒两侧各留8-10m宽的矿柱。对保安矿柱一般要用特殊采矿法开采，采矿成本高，损失贫化大，因此对薄而贫的矿体一般不采，对厚矿体或富矿体，一般在矿山生产末期开采 。

为保护地表地貌、地面建筑、构筑物和主要井巷，分隔矿田、井田、含水层、火区及破碎带等而留下不采或暂时不采的部分矿体。按留设的用途，又分井筒保安矿柱、境界矿柱，防水矿柱、断层破碎带矿柱等。

新建矿山的各类建筑物和构筑物应布置在矿体开采后的最终移动境界之外，其边缘与地表移动境界线之间应留一条保护带。保护带的宽度应根据地表保护物的保护等级而定。中国规定：Ⅰ级保护的保护带宽度为20m，Ⅱ级保护为15m，Ⅲ级保护为10m。由于地质勘探所圈定的矿体位置和矿体形状与实际开采后的情况可能有误差，因此用类比法选取的移动角圈定地表移动范围时，应考虑5°左右的误差值、为使受地下开采影响的地面建筑物、构筑物不遭损害，留保安矿柱保护是一种比较可靠的方法，但要丢失一部分矿产资源，因此留保安矿柱一般只用于小范围内的重要建筑物或构筑物的保护，以及开采贫矿、薄矿体或浅部矿体时的地表保护。

在矿田之间、露天开采与地下开采之间所留的隔离矿柱的总称。留设境界矿柱的且的是防止相邻区域不受采空区周围高应力的影响，使各区域能独立面安全地开采白它的尺寸随矿岩性质，构造发育程度，矿体赋存条件、开采深度、开拓和采矿方法，地压控制技术、回采工艺和管理水平而变化、一般由设计者对这些因素进行综合分析后，根据实践经验确定 。

地下开采中，在水体最低水平和井下开采的最高水平之间所留设的一定厚度的矿体。其目的是在水体下采矿时，防止水和泥砂流入井下。以保证生产的安全。这部分矿体的留设厚度与水体类型、水量大小、补给来源以及岩石性质、结构、透水性能等因素有关。水体类型有：

（1）地表水体、包括江、河、湖、海、水库、灌渠、大容积水坑等。

（2）第三和第四纪松散含水层、含水砂岩、砂砾岩和砾石层等。

（3）基岩含水层，如砂岩、石灰岩含水层等。防水矿柱的最小厚度是导水裂隙的最大高度加上一定厚度的保护层。

导水裂隙带是指水体下开采所形成的胃落带和胃落带之上虽未冒落，但其有连通裂隙的岩层的总称。它具有导水性。其高度是崩落带和裂隙带高度之和，导水裂隙带的最大高度和保护层高度可用经验数值或经验公式计算确定。在水体下采矿，必须保证开采后所形成的导水裂隙不波及到水体或不破坏水体下的隔水层，否则应留设防水矿往。防水矿柱分防水安全矿柱和防砂安全矿柱两种。留设防水安全矿柱的目的是防止导水裂隙波及水体，确保水体下开采不发生溃水和矿井涌水量不急剧增加，以保持正常工作环境。留设防砂安全矿柱的目的是预防发生溃水兼溃砂事故，因此允许导水裂隙波及弱含水层，但不允许冒落带接近含水松散层。在石灰岩溶洞、暗河和老采空区积水等水体下开采时，除留设防水矿柱外，有时还必须采取预先疏干或降低水位等措施。

中国锡矿山在飞水岩河床下采矿，已安全开采了多年，使用胶结充填采矿法，导水裂隙带的高度为20m 。2100433B

国外金属矿山应用房柱法回采比较多。原苏联的马格涅季特铁矿矿山工业场和高山机械厂在地下有6000多万吨的保安矿柱储量，回采使用的采矿方法是房柱法嗣后胶结充填，这样既能够保证工业场地稳定，同时也能成功回采保安矿柱；前苏联兹良洛夫矿在残留矿柱的二次回采上使用的是振动出矿技术，房间矿柱和顶柱向采空的矿房崩落，同时振动放矿机出矿，这会有益于对残留矿柱的回采；美国马格蒙特矿为了对矿柱中的高品位矿石成功回采，采取了错索支撑保护大约27m的矿房跨度；墨西哥的格雷罗矿则同时回采矿柱和进行采空区充填作业，最终成功回收得到高品位矿石；加拿大汤普森矿也取得一定的成果，垂直矿块采矿法（VBM）被使用，进行对房间矿柱大量崩矿回收，并且采用圆木假顶护顶；罗德矿，地处加拿大，采用圆木假顶护顶，在高应力错索支撑的护顶的保护之下，回收矿柱顶柱，创造了一个非常安全的作业环境。

日本在矿往回采的安全管理研究上同样作了许多工作，分析回采矿柱及围岩的相关有限元分析结果，在矿柱回采中，对残留矿柱及空区围岩两者周围的压力及变形进行多次监测，使用的主要监测装置有：位移计、压力盒及声发射装置，实时监测，再根据得到的数据的分析结果，放入矿山生产指导工作中；俄罗斯研究者在西宾斯克怜矿高水平构造应力矿区关于有冲击地压危险的矿块矿柱回采方面也收获了一定的宝贵成果，比如如何合理正确的选择矿块及矿柱的分布位置、推进方向、进行局部卸载、设置合理的卸压区及加强必要的支护等。图1是国外一些矿山充填矿房及其矿柱回采概括。

我国有许多拥有多年开采历史的矿山，不同种类矿床采用了不同回采矿柱方法，提供了有价值的经验参考。开采缓倾斜及倾斜中厚矿体方面，贵州隶矿、荆襄刘冲矶矿、新冶铜矿等采用人工岩柱支撑法，回采矿房内矿柱，并用中深孔或浅眼来抽采局部矿柱等方式来回采全面法、房柱法的矿块矿柱，从而极大地增加了矿床回采率。其中贵州万山矿区效果显著，隶矿回采率高达95%。厚矿体开采中，狮子山铜矿、铜官山铜矿、寿王坟铜矿、大吉山鹤矿、赤马山铜矿等十几个大中型矿山在回采矿柱上大量采用崩落法，回收得到大量矿柱，为完善矿床开采顺序，实现采矿计划有着重要意义，并提供了宝贵的实际经验。

上个世纪五十年代，铜官山钢矿为了更好的提高矿柱的回采率队及回采强度而采用有底柱分段崩落法回采矿块间柱和顶底柱。从走十年代开始，矿柱回采中开始应用充填法。凡口铅巧矿回收间柱及顶底柱时采用尾砂矿柱；柏坊铜矿在由于具备复杂的采矿技术条件和较大岩层压力，所W使用了胶结充填法来回采矿柱；铜山铜矿为了实现保护露天采矿场的目的，在矿柱回收上采用胶结矿柱，在矿房回收上使用尾砂矿柱的方式。金川镇矿则在下向分层胶结矿柱的应用上取得一定的成功。图2是国内一些矿山用空场法回采充填矿房间柱的简况。

可以看出，国内普遍使用上向胶结充填法进行矿柱的回采。

矿柱回收是指某段矿场开采完毕后对矿山开采所留设的安全矿柱、岩柱，根据用途不同，分为保护地面建筑及井筒的矿(岩)柱、开拓矿(岩)柱、采区矿(岩)柱等矿柱的回收。矿产资源属于不可再生资源，在加强矿产资源的勘探开发的同时，还应不断提高矿石回收效率，最大程度的从正在开采的矿床中回收矿产资源。

有色金属矿山大部分保留各种类型的矿柱，矿柱矿量据统计数据显示大约占矿山可采量的30%~40%。矿柱大量积压，会造成矿石资源的大量损失，而且也存在严重的安全隐患，因此，矿柱的回采对矿山的生产、安全、经济效益有重大的影响。