本发明公开了一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法，将矿体沿走向划分为盘区，盘区内通过切割上山将矿体分为条带并分两步开采，一步骤条带开采时随着工作面的推进按照设计间距构筑人工废石矿柱，然后再回采相邻二步骤条带，二步骤条带回采时同样随回采工作面的推进构筑人工废石矿柱，二步骤条带回采时构筑的人工废石矿柱位于相邻条带两人工废石矿柱的三角顶点处，盘区内条带回采结束后，盘区内人工废石矿柱呈菱形分布。本发明具有作业安全、贫化损失低的优点，同时能消耗处理部分采掘废石，减少废石出窿，降低综合成本。
1.一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将矿体沿走向划分为盘区，盘区内通过切割上山划分为一步骤条带和二步骤条带分两步开采，先回采一步骤条带，再回采二步骤条带；
(2)一步骤条带回采时，随着回采工作面的推进按设计间距构筑人工废石矿柱，平整拟构筑人工废石矿柱区域的顶、底板并清理杂物、碎石，在人工废石矿柱顶、底板拟定锚杆布置点，垂直打入锚杆后注浆固定；
(3)在底板装配环状L型基座，环状L型基座的接地边用螺栓与底板连接，在环状L型基座上分层组装拼接模板，每层拼接模板组装完成后预埋树枝型注浆管，装入废石，然后通过树枝型注浆管泵入胶结浆液对废石进行胶结，如此循环搭建人工废石矿柱的主体；
(4)待人工废石矿柱主体逐层加高至接近顶板时，在顶板固定环状L型接顶装置，测量最上层拼接模板与环状L型接顶装置之间的距离，采用相应规格的连接组合体连接最上层拼接模板与环状L型接顶装置的竖直面板，然后泵送发泡水泥充填接顶，并养护至设计强度；
(5)回采二步骤条带，随着回采工作面的推进同样按照设计间距构筑人工废石矿柱，人工废石矿柱布置点位于一步骤条带中相邻两人工废石矿柱的三角顶点处，二步骤条带回采结束后，盘区内人工废石矿柱呈菱形分布。
2.根据权利要求1所述的一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法，其特征在于：所述环状L型基座的侧帮上设置泌水孔，基座竖直面设有突起卡扣，接地面板上预留螺孔，环状L型基座通过配套螺栓固定在底板岩体上；所述拼接模板单片呈圆弧状板状结构，每层由四片拼接模板构成桶体结构，每片拼接模板上端设置突起卡扣、下端设置有卡槽，卡扣和卡槽之间互相嵌合固定，拼接模板两侧设置有板间咬合槽，咬合槽上预设螺孔，两片拼接模板通过咬合槽拼接，并通过螺栓固定；所述环状L型接顶装置的竖直面上预留注浆孔用于接顶注浆，环状L型接顶装置竖直面板的外径与所述拼接模板的外径相同，内径与卡扣外径相同，环状L型接顶装置接顶面板上预留螺孔，环状L型接顶装置通过配套螺栓固定在顶板岩体上；所述连接组合体由格栅、高强度塑料布、土工布加工形成，用于连接环状L型接顶装置与最上层拼接模板，形成接顶空间；所述拼接模板上下层之间及最上一层拼接模板、连接组合体、环状L型接顶装置之间由环形钢箍连接加固，环形钢箍两端预设板状接头，板状接头上预留螺孔，通过旋紧配套螺栓即实现对上下两层拼接模板的固定加固。
3.根据权利要求1所述的一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法，其特征在于：所述树枝型注浆管由PVC管材制作，由竖向主管及横向分叉管组成，竖向主管处于拼接模板中间，保证胶结浆液经分叉管均匀注入。
4.根据权利要求1所述的一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法，其特征在于：所述的锚杆布置点位于环状L型基座和环状L型接顶装置的安装范围内，平面上呈多层环状布置，锚杆露出顶、底板50‑100cm，同一圈锚杆间距离为1‑3m，相邻层之间的间距为0.5‑3m。
5.根据权利要求1所述的一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法，其特征在于：所述盘区长度为100‑110m，一、二步骤条带宽度为8‑10m。
6.根据权利要求1所述的一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法，其特征在于：所述拼接模板层高50‑80cm。
7.根据权利要求1所述的一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法，其特征在于：所述人工废石矿柱设计间距为10‑14m。
8.根据权利要求1所述的一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法，其特征在于：所述一步骤或二步骤条带开采时，爆破作业时对人工废石矿柱外围进行捆草防护，同时控制临近爆破点各面药量进行定向爆破，减少爆破作业对人工废石矿柱的影响。
一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法
技术领域
[0001] 本发明属于矿山开采技术领域，具体涉及一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法。
背景技术
[0002] 我国有些金属非金属矿矿石的价值较高，矿山的主矿体属于缓倾斜矿体，目前开采这种矿体的主要方法是房柱法、崩落法及条带开采嗣后充填采矿法。其中损失和贫化率最低的是条带开采嗣后充填采矿法，但是大多矿山受限于充填系统不完备、充填材料不充足往往采用房柱法采矿。房柱法回采高品位矿石时为了控制地压活动以及保障采矿作业安全，往往会采场内留下大量矿柱，这会导致矿石的大量损失，因此构筑人工矿柱回采原位环境的矿柱资源显得非常重要。已有的人工矿柱主要由砖或废石堆砌而成，构筑方法施工复杂，应用困难，强度偏低，综合成本偏高，且存在接顶困难等缺陷。同时留设大量矿柱导致矿石回采率低，损失拼花严重，这种情况严重制约矿山的安全生产能力及经济效益。
发明内容
[0003] 针对上述现有缓倾斜矿体开采存在的问题，本发明公布了一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法，该采矿方法包括以下步骤：
[0004] (1)将矿体沿走向划分为盘区，盘区内通过切割上山划分为一步骤条带和二步骤条带分两步开采，先回采一步骤条带，再回采二步骤条带；
[0005] (2)一步骤条带回采时，随着回采工作面的推进按设计间距构筑人工废石矿柱，平整拟构筑人工废石矿柱区域的顶、底板并清理杂物、碎石，在人工废石矿柱顶、底板拟定锚杆布置点，垂直打入锚杆后注浆固定；
[0006] (3)在底板装配环状L型基座，环状L型基座的接地边用螺栓与底板连接，在环状L型基座上分层组装拼接模板，每层拼接模板组装完成后预埋树枝型注浆管，装入废石，然后通过树枝型注浆管泵入胶结浆液对废石进行胶结，如此循环搭建人工废石矿柱的主体；
[0007] (4)待人工废石矿柱主体逐层加高至接近顶板时，在顶板固定环状L型接顶装置，测量最上层拼接模板与环状L型接顶装置之间的距离，采用相应规格的连接组合体连接最上层拼接模板与环状L型接顶装置的竖直面板，然后泵送发泡水泥充填接顶，并养护至设计强度；
[0008] (5)回采二步骤条带，随着回采工作面的推进同样按照设计间距构筑人工废石矿柱，人工废石矿柱布置点位于一步骤条带相邻两人工废石矿柱的三角顶点处，二步骤条带回采结束后，盘区内人工废石矿柱呈菱形分布。
[0009] 进一步地，所述环状L型基座的侧帮上设置泌水孔，基座竖直面设有突起卡扣，接地面板上预留螺孔，环状L型基座通过配套螺栓固定在底板岩体上；所述拼接模板单片呈圆弧状板状结构，每层由四片拼接模板构成桶体结构，每片拼接模板上端设置突起卡扣、下端设置有卡槽，卡扣和卡槽之间互相嵌合固定，拼接模板两侧设置有板间咬合槽，咬合槽上预设螺孔，两片拼接模板通过咬合槽拼接，并通过螺栓固定；所述环状L型接顶装置的竖直面上预留注浆孔用于接顶注浆，环状L型接顶装置竖直面板的外径与所述拼接模板的外径相同，内径与卡扣外径相同，环状L型接顶装置接顶面板上预留螺孔，环状L型接顶装置配套螺栓固定在顶板岩体上；所述连接组合体由格栅、高强度塑料布、土工布加工形成，用于连接环状L型接顶装置与最上层拼接模板，形成接顶空间；所述拼接模板上下层之间及最上一层拼接模板、连接组合体、环状L型接顶装置之间由环形钢箍连接加固，环形钢箍两端预设板状接头，板状接头上预留螺孔，通过旋紧配套螺栓即实现对上下两层拼接模板的固定加固。
[0010] 进一步地，所述树枝型注浆管由PVC管材制作，由竖向主管及横向分叉管组成，竖向主管处于拼接模板中间，保证胶结浆液经分叉管均匀注入。
[0011] 进一步地，所述的锚杆布置点位于环状L型基座和环状L型接顶装置的安装范围内，平面上呈多层环状布置，锚杆露出顶、底板50‑100cm，同一圈锚杆间距离为1‑3m，相邻层之间的间距为0.5‑3m。
[0012] 优选地，所述盘区长度为100‑110m，一、二步骤条带宽度为8‑10m。
[0013] 优选地，所述拼接模板层高50‑80cm。
[0014] 优选地，所述人工废石矿柱设计间距为10‑14m。
[0015] 进一步地，所述一步骤或二步骤条带开采时，爆破作业应对人工废石矿柱外围进行捆草防护，同时控制临近爆破点各面药量进行定向爆破，减少爆破作业对人工废石矿柱的影响。
[0016] 有益效果
[0017] 本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0018] (1)回采作业安全，同时在保证采场安全、稳定的情况下利用高强度人工矿柱置换原岩矿柱，提高矿石回收率、降低贫化损失；
[0019] (2)利用废石砌筑人工矿柱可消耗处理部分井下采掘废石，降低废石的提升运输费用，减少废石地表堆存。
[0020] 下面通过附图和具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0021] 图1为实施例中的一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法的主视图。
[0022] 图2为实施例中的采矿方法沿图1中Ⅱ‑Ⅱ线的剖视图。
[0023] 图3为实施例中的人工废石矿柱结构示意图。
[0024] 图4为实施例中的人工废石矿柱构筑模板结构示意图。
[0025] 图中标号：1—环状L型基座，2—泌水孔，3—螺孔，4—卡扣，5—拼接模板，6—卡槽，7—咬合槽，8—螺孔，9—螺栓，10—环形钢箍，11—板状接头，12—螺孔，13—环状L型接顶装置，14—注浆孔，15—格栅，16—高强度塑料布，17—土工布，18—连接组合体，19—树枝型注浆管，20—顶板，21—底板，22—锚杆，23—切割上山，24—一步骤条带，25—二步骤条带，26—人工废石矿柱。
具体实施方式
[0026] 以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
[0027] 参见图1‑图4，图示中的一种缓倾斜矿体人工废石矿柱房柱采矿法为本发明的优选方案，采用本发明提供的技术方案回采缓倾斜矿体包括以下步骤：
[0028] (1)将矿体沿走向划分为盘区，盘区内通过切割上山23划分为一步骤条带24和二步骤条带25分两步开采，先回采一步骤条带24，再回采二步骤条带25。所述盘区长度为100‑110m，一步骤条带24、二步骤条带25宽度为8‑10m。
[0029] (2)一步骤条带24回采时，随着回采工作面的推进按设计间距构筑人工废石矿柱26，所述人工废石矿柱26设计间距为10‑14m，首先平整拟构筑人工废石矿柱26区域的顶板
20、底板21并清理杂物、碎石，然后在人工废石矿柱26顶板20、底板21拟定锚杆布置点，垂直打入锚杆22后注浆固定。锚杆布置点位于环状L型基座1和环状L型接顶装置13的安装范围内，平面上呈多层环状布置，锚杆22露出顶、底板50‑100cm，同一圈锚杆22间距离为1‑3m，相邻层之间的间距为0.5‑3m。
[0030] (3)在底板21装配环状L型基座1，环状L型基座1的侧帮上设置泌水孔2，基座竖直面设有突起卡扣4，接地面板上预留螺孔3，环状L型基座1通过配套螺栓固定在底板21岩体上；在环状L型基座1上分层组装拼接模板5，拼接模板5层高50‑80cm，拼接模板5单片呈圆弧状板状结构，每层由四片拼接模板5构成桶体结构，每片拼接模板5上端设置突起卡扣4、下端设置有卡槽6，卡扣4和卡槽6之间互相嵌合固定，拼接模板5两侧设置有板间咬合槽7，咬合槽7上预设螺孔8，两片拼接模板5通过咬合槽7拼接，并通过螺栓固定，每层拼接模板5组装完成后预埋树枝型注浆管19，装入废石，然后通过树枝型注浆管19泵入胶结浆液对废石进行胶结，如此循环搭建人工废石矿柱26的主体。所述树枝型注浆管19由PVC管材制作，由竖向主管及横向分叉管组成，预埋时竖向主管处于拼接模板5中间，保证胶结浆液经分叉管均匀注入。
[0031] (4)待人工废石矿柱26主体逐层加高至接近顶板20时，在顶板20固定环状L型接顶装置13，所述环状L型接顶装置13的竖直面上预留注浆孔14用于接顶注浆，环状L型接顶装置13竖直面板的外径与所述拼接模板5的外径相同，内径与卡扣4外径相同，环状L型接顶装置13接顶面板上预留螺孔，环状L型接顶装置13配套螺栓固定在顶板20岩体上。测量最上层拼接模板5与环状L型接顶装置13之间的距离，采用相应规格的连接组合体18连接最上层拼接模板5与环状L型接顶装置13的竖直面板，所述连接组合体18由格栅15、高强度塑料布16、土工布17加工形成，用于连接环状L型接顶装置13与最上层拼接模板5，形成接顶空间，然后泵送发泡水泥充填接顶，并养护至设计强度。
[0032] 所述拼接模板5上下层之间及最上一层拼接模板5、连接组合体18、环状L型接顶装置13之间由环形钢箍10连接加固，环形钢箍10两端预设板状接头11，板状接头11上预留螺孔12，通过旋紧配套螺栓即实现对上下两层拼接模板5的固定加固。
[0033] (5)回采二步骤条带25，随着回采工作面的推进同样按照设计间距构筑人工废石矿柱26，所述人工废石矿柱26设计间距为10‑14m。二步骤条带25回采时人工废石矿柱26布置点位于一步骤条带24相邻两人工废石矿柱26的三角顶点处，二步骤条带25回采结束后，盘区内人工废石矿柱26呈菱形分布。条带开采时，爆破作业应对人工废石矿柱26外围进行捆草防护，同时控制临近爆破点各面药量进行定向爆破，减少爆破作业对人工废石矿柱26的影响。
[0034] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
