[发明专利]控制地压房柱两步骤机械化协同高分段无固废开采工艺

说明书

本发明提供本发明公开一种控制地压房柱两步骤机械化协同高分段无固废开采工艺，包括以下步骤（1）矿房和矿柱分两步骤回采，回采过程中依次形成两步骤回采半圆拱维持采场稳定。（2）采场外部形成无轨斜坡道采准系统和全尾砂胶结充填系统。（3）采场采用高分段中深孔破技术进行崩矿，首采分段上下部首先掘进分段凿岩平巷。（4）崩落的矿石通过遥控铲运机转运至采场溜井，完成出矿。（5）采场出矿完毕，在分段下部构筑充填挡墙，在上部对采场空区进行充填（6）下分段回采嗣后充填完毕后，掘进上部的凿岩平巷开始回采上分段。该方法能有效控制顶板矿压，工人不直接在顶板下作业，开采安全性高，机械化程度高，采矿高效。

技术领域

本发明涉及涉及矿山开采技术领域，具体涉及一种一种控制地压房柱两步骤机械化协同高分段无固废开采工艺。

背景技术

查阅国内外相关文献资料表明，矿山采用充填采矿方法可以实现绿色开采，目前国内主要运用分层充填采矿法（分层高度2~4m）对破碎矿体进行开采，运用阶段嗣后充填采矿法（阶段高50~60m）对坚硬稳固矿体进行开采。而对于中等稳固矿体在采矿方法选择时，一般采矿设计研究院推荐矿山采用分层充填法，或冒险采用阶段空场嗣后充填采矿法。采用分层充填法和阶段空场嗣后充填采矿法目前存在以下问题：

（1）采矿效率低。采矿效率低这一点在分层充填采矿法中尤其突出，每一层采充完毕后，要通过转层将设备和人员转移至新的分层。

（2）机械化程度低，工艺设备不匹配。在采用分层充填采矿法时，受限于开采空间，机械化设备无法充分发挥性能。在实施采准，切割，落矿，通风，出矿，地压管理（充填，巷道支护）等采矿工艺过程中，一方面机械化程度低，人工采矿作业强度大；另一方面，在实践中存在合同施工方有什么设备用什么设备的问题，没有考虑工艺设备衔接科学匹配问题。

（3）采场充填体不能有效承压。目前采用分层充填采矿法和阶段嗣后充填采矿法时，回采顺序为依次平行上向开采。实践表明，无论是空场空区，还是充填体，这种开采方式不能有效控制地压，都无法有效地维持采场顶板的稳定，仍然发生充填体压裂，顶板冒顶等安全隐患，难以保证开采的安全性。

发明内容

本发明要解决的采矿技术难题是现有开采方法存在采场顶板压力不能有效控制，机械化程度低，设备匹配等技术问题，针对品位高价值大、中等稳固急倾斜厚大矿体提出一种控制地压房柱两步骤机械化协同高分段无固废绿色开采工艺，实现安全、高效无固废绿色采矿。

本发明提出的提出一种控制地压房柱两步骤机械化协同高分段无固废绿色开采工艺，技术方案如下：

本发明的具体实施方案是：一种控制地压房柱两步骤机械化协同高分段无固废开采工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将矿体在高程方向划分为各个阶段，各个阶段之间留设顶底柱保证安全回采，在阶段内将矿体划分为高分段，沿矿体走向划分为一步骤回采矿房和二步骤回采矿柱；

（2）开采各个分段时，首先在各个分段的上部和下部各掘进一条分段凿岩平巷，在矿体下盘掘进，沿矿体走向布置分段运输平巷，分段运输平巷与采场通过水平联络道连接；各个分段的矿体下盘布设采场溜井，各个分段矿体上盘布设切割平巷和切割天井；

（3）深孔液压凿岩机在开采分段上部分段凿岩平巷向下钻凿垂直扇形中深孔，高分段采场以切割槽为自由面，全分段一次爆破崩落矿石，崩落的矿石转运至采场溜井，完成出矿过程；

（4）高分段一步骤采场出矿完成后，仅在高分段下部构筑充填挡墙，充填料浆通过充填管路经高分段上部水平联络道对采场空区分两次进行充填嗣后充填，充填高度起点为下部分段凿岩平巷底板，充填高度终点为上部分段凿岩平巷底板；

（5）对二步骤矿柱回采空区进行充填时，充填控制高度和充填次数与一步采场空区嗣后充填高度相同。