底柱结构是冶金学名词。是采矿方法最重要的组成部分之一。它的合理确定对采准切割工作量、矿块(矿房)的准备速度、放矿和运搬的效率、底柱的稳固性以及矿石的损失和贫化都有很大影响。
底柱结构简介
底柱结构，是采矿方法最重要的组成部分之一。它的合理确定对采准切割工作量、矿块(矿房)的准备速度、放矿和运搬的效率、底柱的稳固性以及矿石的损失和贫化都有很大影响。一般说来，底柱巷道的准备速度很慢，其劳动生产率与回采工作比较，扩大漏斗低71-75%，拉底、切割工作低60-67%；而爆破材料消耗却分别高2.5-3倍和1.5-2倍。准备底柱巷道的劳动量很大，占回采矿块总劳动量的20-30%。底柱矿量的比例也相当大，一般为7.5 至20-30%。如果能按具体矿山的地质和技术条件，正确地选定底柱结构形式，对改善采矿方法的技术经济效果，具有重要的意义。
底柱结构漏斗底柱
房式采矿法、强制崩落法和自然崩落法，在各种采矿技术条件的矿床开采中，其受矿巷道均可使用漏斗底柱。漏斗底柱的主要优点是:底柱受破坏较少，在纵向及横向为矿石间壁所速接，因而稳固性较高。其主要缺点是:有大量难于掘进的巷道(漏斗和漏斗颈)，切割工作量大，效率低，底柱矿柱形状复杂，回采矿柱的工作繁重，所引起的矿石损失也较大；由于底柱的矿柱形状复杂，难于施工，在实际生产中，如操作技术水平不高，会使开掘出来的漏斗质量不好，桔果不但降低了出矿能力，也降低了矿石二次破碎工作质量，使劳动条件恶化。因此，这种底柱日益为他种底柱所取代。然而在矿石的稳固性不大，特别是在用自然崩落法开采的矿块中，漏斗底柱仍属主要的底柱形式。
在漏斗式底柱结构中，根据矿石的稳固程度和矿块的结构要素，可采用木材支柱、混凝土支柱或可缩性金属支柱:在稳定的底柱中，也可以不用支柱。可缩性金属支柱一般用于开采深部矿床或矿岩不稳固的矿块底柱巷道中，支柱间距为0.4-0.5至1.0-1.2米。国外在放矿水平巷道中，应用混凝土支柱的经验表明，巷道在进行大规模维修以前，每个漏斗可以放出2-3万吨矿石。在底柱巷道中，用混凝土支柱或金属支柱，虽最初的费用较大，但在以后的生产中，这些费用可由耙矿工作劳动生产率的增加和放矿期间维护费用的降低而得到补偿。
由于漏斗底柱所具有的优点，适用于各种采矿技术条件的矿床，因而在国内外生产实践中，这种底柱获得了普遍的应用。国内生产矿山的矿块底柱受矿巷道，几乎全部都是采用漏斗底柱。
某些矿山为了降低矿块的采准切割工作量，提高矿块出矿生产能力和采矿工劳动生产率，采用阶段矿块电耙溜井的运矿方式，取得了良好的技术经济效果。例如我国河北铜矿用集中溜井出矿，月生产能力达2-3万吨。苏联“巨人”矿井在阶段自然崩落法中，采用阶段矿块溜井后，14吨和25吨电机车班装运能力分别提高到800和1000-1200(吨公里)；井下运输工人约减少27%。加拿大有些矿山采用这种运输方式，也取得了较好的效果。
底柱结构堑沟底柱
为了消除漏斗底柱的缺点，改善回采工作的技术经济效果，国内外金属矿山根据各种不同的具体条件，成功地采用了堑沟底柱。由于底柱受矿巷道的形状(堑沟横截面)不同，堑沟式底柱又分为“V”形堑沟底柱(简称堑沟底柱)、侧壁呈倾斜或巷道的槽形堑沟底柱(简称平底柱)和受矿巷道的底板为倾斜的底柱(称为斜底柱)。
底柱结构“V”形堑沟底柱
堑沟底柱的特点在于堑沟无整体矿石构成的横向固壁。堑沟底柱高度，堑沟壁倾角以及漏斗简距，一般与漏斗底柱相同。与漏斗底柱比较，采用这种底柱的优点是可以简化底部结构，因而能加快底柱的准备速度，减少回采底柱时的矿石捐失。但在中等稳固的矿石开采中，堑沟底柱不够坚固。苏联罗查·卢森堡矿用堑沟底柱在坚硬稳固的矿石开采中，为了减少大块矿石在漏斗颐中的堵塞事故，改漏斗照堑沟底柱为放矿槽形堑沟底柱后，清除底柱巷道的堵塞时间约减少67-75 %。由于这种底柱具有上述优点，这就使得国内外某些具有矿石稳固，矿体较规则的矿山，日益将漏斗底柱改为堑沟底柱。
河北铜矿在用深孔崩矿的矿块中，分别进行了堑沟拉底法与深孔漏斗拉底法的试验。结果表明，与深孔一次扩漏斗的拉底法比较，堑沟拉底法劳动生产率高，炸药消耗量低，能更好地保证质量。
底柱结构平底柱
随着拉底技术的发展和大型装载设备的运用，可在厚矿床开采中采用平底柱结构。在这种底柱结构中，一种是将拉底水平和放矿水平布置在同一水平上；另一种是将拉底水平，放矿水平和运输水平三者布置在同一水平上。
在最简单的平底柱中，布置一条装运巷道(电耙平巷或横巷)和自回采工作面放出矿石用的矩形断面的水平的或微倾斜的巷道出矿口。
在平底柱结构中，只有具备装矿设备(有时无装矿设备也可用电耙借装车台装矿)的矿山，才宜于采用拉底、放矿和运输三者位于同一水平的方案；当无这些设备时，必须设置独立的运输水平，因而只能采用拉底和放矿位于同一水平的方案。
平底柱除具有堑沟底柱的优点外，还筒化了矿块(矿房)的底部结构，减少了切割工作量；这种拉底方式的效率高，速度快，放矿条件良好，放矿效率高，同时回收平巷上部矿柱也比较安全。其主要缺点是底柱的稳固性较堑沟底柱更为削弱，底柱上的三角矿石堆难于回收。
用房式采矿法开采围岩稳固、矿石坚硬、宽度为20-30米以下的矿房，且具备所必须的装载设备时，可以采用这种底柱方案。也只有在这样的条件下，平底柱方案的优点才能实砚。因此，在不具备上述条件，特别是不具备装载设备条件的矿山，不能采用这种底柱。根据我国的实际情况，生产矿山暂不宜推广平底柱方案。
底柱结构斜底柱
斜底柱方案在国外矿山获得了应用，并取得了较好的技术经济效果。斜底柱结构的特点为受矿部分不是漏斗，而其底板为一倾斜的斜面堑沟。在这种底柱中，根据放矿和装矿方法的不同，矿房中的矿右基本上分为经格箭水平(或电耙水平)用矿石自重装草的方案和把矿石放到运输巷道的底板上，用装矿机装车的2种方案。
斜底柱结构的优点，除基本上与堑沟底柱相同外，使用斜底柱时，矿块的切割工程要比用漏斗底柱低50-70%，而且在底柱准备工作中，采出的大部分矿石，可利用重力放出，从而改善了拉底工作的条件。
在矿石为中等稳固以上的倾斜和急倾斜中厚与厚矿体开采中，能够有效地应用斜底柱结构。由于斜底柱本身的特点，一般用于矿房沿走向布置的矿床开采中。
底柱结构混合式底柱
在实际生产中，还有采用前述的联合方案(一般称为混合式底柱)，以充分发挥各自的优点，克服其缺点，来提高矿块(矿房)的山矿能力。
设有漏斗和堑沟的或漏斗及平底柱的混合底柱，一般用于两个步骤开采的矿块中，即在回采矿房时，用堑沟底柱或平底柱准备乡而在回采矿柱时用漏斗准备，其目的在于降低矿柱高度，提高底柱强度。这类混合底柱分别在苏联共产国际矿和索科尔矿采用过。
采用设有同类受矿部分的混合底柱的目的是从结构观点上看，由于矿体轮廓不规则,须使矿柱有较高的稳固性，并减少采准工作量；从放矿观点上看，为了适应集中作业的需要，增加矿块中受矿部分的面积，以扩大矿块的放矿能力。河北铜矿在深孔阶段矿房采矿法中采用混合底柱，使矿房昼夜生产能力达到800-1200吨，较一般采矿场生产能力约提高1-2倍。
底柱结构总结
在选择合理的底柱结构的同时，根据具体的矿山地质条件和设备条件，凿岩爆破参数应使崩落的矿石块度保证最有效的放矿工作。
根据我国矿山的具体条件，装运机械化的水平，以及采用各种底柱结构的经验，认为在大量崩矿采矿法中，采用格筛放矿漏斗(或“V”型堑沟)底柱和电耙运矿漏斗(或“V”型堑沟)底柱，仍属最有效的底柱结构形式，宜于大力推广。在矿石为中等稳固以上的倾斜和急倾斜中厚矿体开采中，宜组织试验经格筛放矿(或电耙运矿)用矿石自重装车的斜底柱方案，取得经验后可以推广。
