本申請(qǐng)屬礦山技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景：

本申請(qǐng)的采礦方法主要用于水平-緩傾斜的薄-中厚礦體；對(duì)這類(lèi)礦體，非煤礦山現(xiàn)行的采礦方法主要是全面法、房柱法和壁式崩落法，煤礦則主要采用液壓支柱綜采法；全面法、房柱法的主要缺陷是礦柱損失和采空區(qū)遺留隱患，壁式崩落法的主要缺陷是支柱承載能力較低和回收不安全，液壓支柱綜采法的缺陷是不適應(yīng)非煤礦山的爆破法開(kāi)采；本申請(qǐng)的組合支架盾構(gòu)式全面采礦法，旨在克服上述采礦方法的局限性，利用組合支架的超強(qiáng)支撐能力和較強(qiáng)抗破損能力，實(shí)現(xiàn)能適應(yīng)機(jī)械法和爆破法作業(yè)的無(wú)損失貧化或極低損失貧化的全面法高效開(kāi)采。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

組合支架的結(jié)構(gòu)原理：組合支架是現(xiàn)場(chǎng)組裝的，它的主要骨架由底盤(pán)5、頂盤(pán)8、鑿巖平臺(tái)6、升降平臺(tái)7、立柱9和結(jié)構(gòu)撐10組成；它的升降支撐系統(tǒng)主要由上套筒11、下套筒14、升降螺母12、壓力軸承13和支撐螺桿15組成；頂盤(pán)8通過(guò)墊木墊板支撐頂板圍巖，以求持力均勻，上套筒11固定在頂盤(pán)8的下面，用于支撐螺桿15插入并向頂盤(pán)施加支撐力；升降平臺(tái)7的下面固定有下套筒14，上面的對(duì)應(yīng)部位設(shè)置壓力軸承13和升降螺母12，支撐螺桿15穿過(guò)下套筒14、升降平臺(tái)7、壓力軸承13和升降螺母12插入上套筒11，上套筒11和下套筒14只是用于限位，升降和支撐的主構(gòu)件是升降螺母12和支撐螺桿15；升降作業(yè)利用升降平臺(tái)7完成，具體做法是：在升降平臺(tái)上臨時(shí)設(shè)置千斤頂，先用千斤頂將頂盤(pán)升起適宜高度，再用升降螺母提升并鎖固支撐螺桿，可反復(fù)多次，直至提升到需要高度，下降作業(yè)依然；鑿巖平臺(tái)6主要用于安裝鑿巖機(jī)具16，對(duì)采空區(qū)頂板穿鑿中深孔，強(qiáng)制崩落圍巖，另外也可以在鑿巖平臺(tái)上設(shè)置牽引機(jī)構(gòu)，用于組合支架的整體移位；底盤(pán)5承載整個(gè)組合支架及其負(fù)載，它帶有兩條承重滑軌，承重滑軌放置在滑道4中，可以沿滑道移動(dòng)，滑道4是隨機(jī)鋪設(shè)和回收的；立柱9和結(jié)構(gòu)撐10是組合支架的主要承重和穩(wěn)定骨架，結(jié)構(gòu)撐根據(jù)組合支架的穩(wěn)定性需求在多部位安裝，附圖中未全部畫(huà)出；立柱是整個(gè)組合支架的關(guān)鍵元件，設(shè)計(jì)用高強(qiáng)度合金鋼管充填輕質(zhì)混凝土、樹(shù)脂或其他固體膠結(jié)材料制作分節(jié)立柱，再用法蘭組裝；防護(hù)棚3是可以隨機(jī)安裝和拆卸的前伸式防護(hù)設(shè)施，在組合支架上預(yù)置安裝接口即可；擋石柵17也是可拆卸式防護(hù)設(shè)施，主要防護(hù)采空區(qū)崩落的廢石，在組合支架的后部和左右兩側(cè)均可設(shè)置安裝接口；另外，爆破落礦時(shí)，需要用防護(hù)板對(duì)組合支架進(jìn)行遮護(hù)，防護(hù)板可以掛設(shè)在組合支架上，也可以視爆破情況隨機(jī)擺放，防護(hù)板是另外一種工具，附圖中未畫(huà)出；根據(jù)理論計(jì)算，采用混凝土或樹(shù)脂等固體膠結(jié)材料充填的鋼管支柱，其承載能力是相同規(guī)格液壓支柱的3～5倍，直徑220mm/壁厚12mm固體充填式立柱的承載能力可達(dá)350噸以上；因此，制作承載能力千噸甚至兩千噸以上高強(qiáng)度組合支架不是難事。

支護(hù)、采礦與地壓管理：組合支架盾構(gòu)式全面采礦法的采場(chǎng)布置與壁式崩落采礦法大同，組合支架用于支護(hù)作業(yè)線頂板和防護(hù)采空區(qū)崩落的廢石，組合支架的間距和作業(yè)線的空頂寬度根據(jù)圍巖穩(wěn)定性、落礦方法、采場(chǎng)運(yùn)輸機(jī)具等綜合條件確定；組合支架的移位跟進(jìn)方法是：間隔跟進(jìn)，每幅組合支架移位時(shí)，要確保兩側(cè)組合支架的支護(hù)功能充分可靠，并利用兩側(cè)組合支架作為固定裝置進(jìn)行移位；淺孔爆破法落礦時(shí)，應(yīng)采取以下防護(hù)措施：由底板拉開(kāi)切割槽上向爆破落礦，最小抵抗線必須避開(kāi)組合支架，組合支架必須用防護(hù)板遮護(hù)；推薦采用機(jī)械式采礦法，方法是：液壓鉆孔和液壓漲裂法落礦，移動(dòng)式切割機(jī)劃分漲裂段，液壓沖擊鎬剝削頂板；采場(chǎng)地壓管理的方法是：合理控制和調(diào)節(jié)作業(yè)線空頂寬度以及組合支架的間距，確?？煽康闹魏头雷o(hù)；若采空區(qū)頂板不能自然崩坍時(shí)，立即用中深孔爆破法強(qiáng)制崩落，確保采場(chǎng)地壓合理釋放。

組合支架盾構(gòu)式全面采礦法的主要技術(shù)特點(diǎn)：其一，與煤礦山液壓支柱綜采法相比，鋼管充填式立柱結(jié)構(gòu)的組合支架具有更強(qiáng)大的承載能力和良好的抗沖擊破壞特性，能適應(yīng)更深部高地壓的采礦活動(dòng)，能適應(yīng)非煤礦種的爆破法開(kāi)采；其二，與現(xiàn)行全面法和房柱法兩種采礦方法相比，組合支架盾構(gòu)式全面采礦法無(wú)礦柱損失，能在支護(hù)穩(wěn)定的作業(yè)條件下進(jìn)行精細(xì)開(kāi)采，從而實(shí)現(xiàn)損失率和貧化率接近零的指標(biāo)；其三，與現(xiàn)行壁式崩落法相比，組合支架的承載能力是常規(guī)支柱的幾十倍，組合支架對(duì)作業(yè)空間的支護(hù)更安全穩(wěn)定，組合支架的現(xiàn)場(chǎng)跟進(jìn)移動(dòng)與長(zhǎng)期反復(fù)使用更可靠方便，組合支架崩落處理采空區(qū)的措施更穩(wěn)妥安全；其四，組合支架利用千斤頂升降和施加預(yù)應(yīng)力，利用升降螺母和支撐螺桿實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期承載，利用墊板墊木與支撐螺桿結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)支護(hù)高度，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工制作，降低支護(hù)成本，現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)便，能適應(yīng)中小礦山。

附圖說(shuō)明：

圖1中，A——A是采礦進(jìn)路橫剖面圖，B——B是局部縱剖面圖，圖中標(biāo)注符號(hào)的意義如下：

1——礦體， 2——頂板圍巖， 3——防護(hù)棚，

4——滑道， 5——底盤(pán)， 6——鑿巖平臺(tái)，

7——升降平臺(tái)， 8——頂盤(pán)， 9——立柱，

10——結(jié)構(gòu)撐， 11——上套筒， 12——升降螺母，

13——壓力軸承， 14——下套筒， 15——支撐螺桿，

16——鑿巖機(jī)具， 17——擋石柵。

具體實(shí)施方法

采準(zhǔn)方法：由中段運(yùn)輸巷或聯(lián)絡(luò)巷起始，沿礦體傾斜或偽傾斜方向，緊貼礦體底板上山掘進(jìn)采準(zhǔn)巷，并根據(jù)圍巖穩(wěn)定情況臨時(shí)支護(hù)；后退式挑頂擴(kuò)幫，安裝組合支架；若同時(shí)拉開(kāi)兩條作業(yè)線時(shí)，則安設(shè)雙排組合支架；工作線(或曰采礦進(jìn)路)與組合支架的排線平行，退采方向?yàn)榻M合支架排線的法線方向；回采工作線空頂寬度的控制：回采工作線的采礦作業(yè)面寬度一般應(yīng)控制在4米內(nèi)，組合支架排線與穩(wěn)定礦壁之間的最大距離應(yīng)控制在8米內(nèi)或由頂板圍巖穩(wěn)定性決定；當(dāng)工作線長(zhǎng)度過(guò)大時(shí)，組合支架排線要?jiǎng)澐侄鄠€(gè)分段，逐段跟進(jìn)，以減少大跨度空頂?shù)臅r(shí)間；組合支架跟進(jìn)移位方法：清理整平底板并撿撬頂板，在待移動(dòng)的組合支架前方鋪設(shè)滑道，利用兩側(cè)固定的組合支架伸出撐桿作支點(diǎn)，將待移動(dòng)組合支架的牽引繩掛設(shè)在支點(diǎn)上牽引滑動(dòng)，也可以在前方礦體中用錨桿設(shè)置支點(diǎn)；組合支架移動(dòng)前要用千斤頂卸載，頂盤(pán)下降到適宜高度，要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)卸載后的頂板變形，采取臨時(shí)防護(hù)措施，移位后的滑道及時(shí)回收；每次跟進(jìn)移位，組合支架的排列要保持規(guī)范有序，每幅組合支架的預(yù)應(yīng)力要保持平衡；采空區(qū)頂板強(qiáng)制或誘導(dǎo)崩落方法：采空區(qū)頂強(qiáng)制或誘導(dǎo)板崩落在組合支架排線跟進(jìn)移位并固定支撐后進(jìn)行；強(qiáng)制崩落就是利用組合支架的鑿巖平臺(tái)，對(duì)采空區(qū)頂板穿鑿中深孔，于落礦爆破同時(shí)，進(jìn)行爆破崩落；誘導(dǎo)崩落就是選擇采空區(qū)頂板的開(kāi)裂失穩(wěn)部位，利用簡(jiǎn)易撐桿敷設(shè)明藥包，進(jìn)行誘導(dǎo)崩落爆破。