本发明属于地下采矿领域，特别涉及一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法，特别适用于地下水不发育或水文条件简单，且可使用溶浸回采的铜、金、铀、锰等矿物地下金属矿山高大点柱的回采。
背景技术：
目前，国内矿山针对缓倾斜矿体的常用采矿方法主要有全面法、房柱采矿法、点柱式上向水平封层充填采矿法，这些采矿方法要求在回采过程中，要求在采场内滞留一定比例的点柱矿体作为采场顶板支撑，而这些点柱矿体一般做永久损失处理，因而在开采过程中，采矿损失率指标较高。
不少采矿工作者，为提高矿石资源利用率，针对这些点柱矿柱的回采进行了一定研究，目前较为常用的回采方法有：抽采法、削柱法、人工支柱替换法、全面充填嗣后回采法等，但在实际应用过程中，因人员设备作业安全、顶板地压管理，爆破自由面控制、充填体混入等等因素，造成实施效果较差，回收率指标偏低。
有鉴于此，当前仍有必要对点柱矿体的回采方案进行继续研究，直到提供一种能够安全、高效、低成本的回采方法，以解决上述问题。
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法，即采用化学试剂对矿物进行浸出的方式，对矿物进行回收。该方法，区别与穿孔的钻爆式回采，除掘进作业外，正常生产过程中不涉及火工品使用，并且在正式生产过程中，人员设备在充填体覆盖条件下的人工假巷内活动，不必进入采场，安全性好。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供了一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法，其包括以下步骤：
步骤a、在采空区中构筑人工假巷至待回采点柱的边界，人工假巷的路线以保证施工安全和尽可能多回收点柱为原则；
步骤b、在点柱的表面施工防渗层，防渗层由混凝土喷层和防渗土工膜构成，首先在点柱表面喷射一层混凝土，喷浆厚度满足预支护强度要求并尽量多抹平超采凹坑，然后再在混凝土喷层外敷设防渗土工膜；
步骤c、采用胶结充填体对采空区进行充填，充填体须保证接顶；
步骤d、自人工假巷端部掘进积液巷道到达点柱边界，在积液巷道两侧边壁和顶部施工积液钻孔，在积液巷道端部构筑集液池，并在积液巷道和集液池的边壁铺设防渗层；
步骤e、自点柱上方的中段巷道或地表向下施工钻孔，首先在靠近积液巷道尽头一侧施工数个通风孔并在孔内安装防渗套管作为采场回风通道，通风孔孔口采用风管与风机连接，形成机械抽出式通风回路；然后向点柱内施工与积液巷道未贯通的溶浸药剂添加孔，溶浸药剂添加孔孔口与溶浸药剂添加管连接，溶浸药剂添加管上设有开关阀门；
步骤f、打开开关阀门，自溶浸药剂添管向点柱内添加溶浸药剂，浸出液通过下部的积液钻孔、积液巷道汇入集液池中，集液池中的浸出液通过自流或泵送进入下一步生产环节。
上述技术方案的一种实施方案中，所述人工假巷为混凝土假巷，三心拱断面，通过架设模板浇筑成型，混凝土厚度为300mm，混凝土强度大于等于c20。
上述技术方案的一种实施方案中，所述防渗土工膜具备抗腐蚀特性，且铺设层数应不小于2层。
上述技术方案的一种实施方案中，所述胶结充填体28天单轴抗压强度大于等于1～1.5mpa。
上述技术方案的一种实施方案中，所述积液钻孔呈梅花形交错布孔，钻孔与水平面倾角大于15°，排距、孔距均小于1m，钻孔排数不少于3层，且排数及孔深满足对整个点柱区域进行积液的要求。
上述技术方案的一种实施方案中，所述积液巷道底部防渗层铺设时，自巷道两帮向巷道中线及自巷道尽头向集液池一侧均按照-2°的坡角进行施工，以保证浸出液自流汇聚至集液池中。
上述技术方案的一种实施方案中，所述溶浸药剂添加孔孔径大于等于90mm，网度为5～8m×5～8m，溶浸药剂添加孔数量和孔深根据回采点柱的高度、平面范围、以及溶浸药剂的流动范围确定。
有益效果
与现有技术和方法相比，本发明提供的一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法具有以下有益效果：
(1)本发明提供的回采方式为溶浸回采，即采用化学试剂对矿物进行浸出，除掘进作业外，正常生产过程中不涉及火工品使用，较目前地下矿山生产广泛使用的钻爆法，没有因火工品使用而带来的火工品运输、保管、使用等一切安全风险，且在正式生产过程中，人员设备在充填体覆盖条件下的人工假巷内活动，同时不必进入采场，安全性好。
(2)本发明提供的回采方式，在地压控制方面效果较好。使用溶浸回采矿柱，矿柱强度降低过程较为缓和，能够起到类似支护“让压”的作用，空区顶板将缓慢下沉直至与充填体接触，对地压控制效果较好。
(3)本发明提供的回采方式，浸出矿物从积液孔流入积液巷道，汇至集液池，待集液池达到液面达到一定高度后，采用自流或泵送的方式进行输送，整个过程运行，机械设备较为简单，管道可以重复使用，生产、维护成本较低。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明提供的一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法的正视图；
图2为本发明提供的一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法的左视图；
图3为本发明提供的一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法的俯视图；
图4为本发明提供的一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法点柱表面防渗层施工示意图；
图中：1-中段巷道或地表；2-通风孔；3-胶结充填体；4-点柱；5-防渗层；6-溶浸药剂添加管；7-积液钻孔；8-积液巷道；9-人工假巷；10-集液池；11-混凝土喷层；12-防渗土工膜；13-溶浸药剂添加孔。
具体实施方式
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。
如图1-图4所示，本实施例公布的这种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法，首先在采空区内构筑人工假巷9，在点柱4表面施工防渗层5，并对采空区胶结充填接顶，然后在点柱4底部施工形成积液巷道8、积液钻孔7和集液池10并做防渗处理，在点柱4上部施工形成通风孔2、溶浸药剂添加孔13并安装溶浸药剂添加管6，自溶浸药剂添加管6向点柱4内添加溶浸药剂，浸出液通过下部的积液钻孔7、积液巷道8汇入集液池10中，集液池10中的浸出液通过自流或泵送进入下一步生产环节。
具体步骤如下：
步骤a、在采空区中构筑人工假巷9至计划回采点柱4的边界，所述人工假巷9为混凝土假巷，三心拱断面，通过架设模板浇筑成型，混凝土厚度为300mm，混凝土强度大于等于c20。人工假巷9的路线以保证施工安全和尽可能多回收点柱4为原则。
步骤b、在点柱4表面施工防渗层5，防渗层5由混凝土喷层11和防渗土工膜12构成，首先在点柱4表面喷射一层混凝土，喷射厚度为70mm，强度为m10，并尽量多抹平超采凹坑，然后再在混凝土喷层11外敷设防渗土工膜12，所述防渗土工膜12具备抗腐蚀特性，且铺设层数应不小于2层。
步骤c、采用胶结充填体3对采空区进行充填，充填体须保证接顶，所用胶结充填体3的28天单轴抗压强度大于等于1～1.5mpa。
步骤d、自人工假巷9端部掘进积液巷道8到达点柱4边界，在积液巷道8两侧边壁和顶部施工积液钻孔7，积液钻孔7呈梅花形交错布孔，钻孔与水平面倾角大于15°，排距、孔距均小于1m，钻孔排数不少于3层，且排数及孔深满足对整个点柱4区域进行积液的要求；在积液巷道8端部构筑集液池1010，并在积液巷道8和集液池10的边壁铺设防渗层5，积液巷道8底部防渗层5铺设时，自巷道两帮向巷道中线及自巷道尽头向集液池10一侧均按照-2°的坡角进行施工，以保证浸出液自流汇聚至集液池10中。
步骤e、自点柱4上方的中段巷道或地表1向下施工钻孔，首先在靠近积液巷道8尽头一侧施工数个通风孔2并在孔内安装防渗套管作为采场回风通道，通风孔2孔口采用风管与风机连接，形成机械抽出式通风回路；然后向点柱4内施工与积液巷道8未贯通的溶浸药剂添加孔13，所述溶浸药剂添加孔13孔径大于等于90mm，网度为5～8m×5～8m，溶浸药剂添加孔13的数量和孔深根据回采点柱4的高度、平面范围、以及溶浸药剂的流动范围确定。大直径深孔孔口与溶浸药剂添加管6连接，溶浸药剂添加管6上设有开关阀门。
步骤f、打开开关阀门，自溶浸药剂添管向点柱4内添加溶浸药剂，浸出药剂通过矿体内部微裂隙或构造表面，与矿体矿石发生化学反应后，浸出液通过下部的积液钻孔7、积液巷道8汇入集液池10中，集液池10中的浸出液通过自流或泵送进入下一步生产环节。
与现有技术和方法相比，本发明提供的一种地下矿山点柱4矿体的原地溶浸采矿法具有以下有益效果：
(1)本发明提供的回采方式为溶浸回采，即采用化学试剂对矿物进行浸出，除掘进作业外，正常生产过程中不涉及火工品使用，较目前地下矿山生产广泛使用的钻爆法，没有因火工品使用而带来的火工品运输、保管、使用等一切安全风险，且在正式生产过程中，人员设备在充填体覆盖条件下的人工假巷内活动，同时不必进入采场，安全性好。
(2)本发明提供的回采方式，在地压控制方面效果较好。使用溶浸回采矿柱，矿柱强度降低过程较为缓和，能够起到类似支护“让压”的作用，空区顶板将缓慢下沉直至与充填体接触，对地压控制效果较好。
(3)本发明提供的回采方式，浸出矿物从积液孔流入积液巷道8，汇至集液池，待集液池达到液面达到一定高度后，采用自流或泵送的方式进行输送，整个过程运行，机械设备较为简单，管道可以重复使用，生产、维护成本较低。
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。
1.一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法，其特征在于包括以下步骤：
步骤a、在采空区中构筑人工假巷至待回采点柱的边界，人工假巷的路线以保证施工安全和尽可能多回收点柱为原则；
步骤b、在点柱的表面施工防渗层，防渗层由混凝土喷层和防渗土工膜构成，首先在点柱表面喷射一层混凝土，喷浆厚度满足预支护强度要求并尽量多抹平超采凹坑，然后再在混凝土喷层外敷设防渗土工膜；
步骤c、采用胶结充填体对采空区进行充填，充填体须保证接顶；
步骤d、自人工假巷端部掘进积液巷道到达点柱边界，在积液巷道两侧边壁和顶部施工积液钻孔，在积液巷道端部构筑集液池，并在积液巷道和集液池的边壁铺设防渗层；
步骤e、自点柱上方的中段巷道或地表向下施工钻孔，首先在靠近积液巷道尽头一侧施工数个通风孔并在孔内安装防渗套管作为采场回风通道，通风孔孔口采用风管与风机连接，形成机械抽出式通风回路；然后向点柱内施工与积液巷道未贯通的溶浸药剂添加孔，溶浸药剂添加孔与溶浸药剂添加管连接，溶浸药剂添加管上设有开关阀门；
步骤f、打开开关阀门，自溶浸药剂添加管向点柱内添加溶浸药剂，浸出液通过下部的积液钻孔、积液巷道汇入集液池中，集液池中的浸出液通过自流或泵送进入下一步生产环节。
2.根据权利要求1所述的一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法，其特征在于：所述人工假巷为混凝土假巷，三心拱断面，通过架设模板浇筑成型，混凝土厚度为300mm，混凝土强度大于等于c20。
3.根据权利要求1所述的一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法，其特征在于：所述防渗土工膜具备抗腐蚀特性，且铺设层数应不小于2层。
4.根据权利要求1所述的一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法，其特征在于：所述胶结充填体28天单轴抗压强度大于等于1～1.5mpa。
5.根据权利要求1所述的一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法，其特征在于：所述积液钻孔呈梅花形交错布孔，钻孔与水平面倾角大于15°，排距、孔距均小于1m，钻孔排数不少于3层，且排数及孔深满足对整个点柱区域进行积液的要求。
6.根据权利要求1所述的一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法，其特征在于：所述积液巷道底部防渗层铺设时，自巷道两帮向巷道中线及自巷道尽头向集液池一侧均按照-2°的坡角进行施工，以保证浸出液自流汇聚至集液池中。
7.根据权利要求1所述的一种地下矿山点柱矿体的原地溶浸采矿法，其特征在于：所述溶浸药剂添加孔孔径大于等于90mm，网度为5～8m×5～8m，溶浸药剂添加孔数量和孔深根据回采点柱的高度、平面范围、以及溶浸药剂的流动范围确定。
技术总结