
(1) [mine prop;prop]∶矿井中支承井顶的木柱
(2) [pillar;rib]∶在矿井中留下作为支架的矿石的或煤的长柱
矿井中用来支撑顶板、保护巷道和地面建筑物的木柱。 曹靖华 《飞花集·深沪春意浓似酒》:“木材可作建筑及矿柱等用材,又是人造丝的好原料。”
矿柱是采矿工程中用于支撑矿井结构的重要承载体,指在地下开采过程中,为维护巷道稳定或保护地表建筑而保留的柱状矿体或岩石。根据《现代汉语词典》(第7版),矿柱的定义为“采矿时留在采空区中不采的部分,用以支撑顶板或两帮围岩”。其核心功能在于平衡地层压力,防止塌陷。
从专业分类角度,《矿业工程术语》(GB/T 15259-2021)将矿柱细化为三种形态:①巷道矿柱(分布于运输巷道两侧)、②房间矿柱(划分采区的规则矿柱群)、③阶段矿柱(分层开采时保留的水平矿带)。中国安全生产科学研究院的研究表明,矿柱尺寸需通过公式计算确定: $$ W = H times frac{sigma_c}{k times gamma times cosalpha} $$ 其中W为矿柱宽度,H为开采深度,σ_c为岩石抗压强度,k为安全系数。
《采矿学》(冶金工业出版社)特别强调,矿柱设计需综合考虑矿体倾角、岩层节理发育程度及地下水文条件,现代矿山普遍采用弹性薄板理论进行力学模拟。根据《金属非金属矿山安全规程》,永久性矿柱的回采率不得超过设计储量的15%,且必须实施位移监测系统。
矿柱是采矿工程中用于支撑和保护的关键结构,其定义、分类及作用可综合如下:
矿柱指在采矿过程中特意保留的矿体部分,主要功能是支撑顶板压力、维护巷道稳定,并保护地面建筑物免受塌陷影响。根据材料不同,可分为木制矿柱(用于支撑井顶)和矿石/煤柱(作为永久或临时支撑结构)。
按位置与用途
按保留时间
矿柱通过自身稳固性结合围岩特性,保障采空区安全,避免顶板垮落和地表沉降。其设计需综合考虑矿体深度、倾角、岩性及保护对象需求。
例如,留矿法回采底柱时需评估矿柱稳定性,防止巷道底鼓等岩石力学问题。木材矿柱还可用于建筑和人造丝原料。
如需更完整信息,可参考采矿工程专业文献或行业规范。
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