一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法与流程

本发明属于采矿
技术领域：
，具体涉及一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法。
背景技术：
：矿产资源是不可再生资源，实现矿产资源的安全、高效和充分开采，一直是矿业工程技术和管理人员追求的目标。在金属矿山领域，倾角5-30°、厚度5-20m的缓倾斜中厚矿体占据相当的比例，中厚矿体的主要构成部分为含金石英脉、钾长石石英脉，多呈致密块状、浸染状、团块状，稳固性一般较强，但由于成矿后多次构造活动及长期的风化侵蚀，造成矿体松动、破碎，大大降低了矿体的稳定性。蚀变岩型矿体多处于石英脉的顶底部，是由遭受压性构造破坏的变粒岩，经矿化热液蚀变作用生成，岩石破碎，片理发育，稳固性差。所以，缓倾斜中厚矿体由于自身的赋存条件限制，一直是采矿工程中的技术难题。究其原因，一方面是自身倾角较缓，矿石不能借助自身的重力运搬放出；另一方面是不利于大型无轨设备的应用。对于缓倾厚大矿体开采而言，采用空场采矿法开采时，除采矿损失率、矿石贫化率较高外，顶板的管理难度亦较大；而采用充填采矿法开采时，采切工程量和采矿直接成本则较高，很难在采矿成本、生产效率和安全之间找到一个平衡点。整体来看，现有方案的回采安全性差、损失率大、回采工艺复杂、回采效率低和回采成本高。为了达到降低废石混入率、保证回采作业安全的目的，提高矿山经济效益，寻找安全可靠、技术可行、经济合理的采矿方案势在必行。技术实现要素：本发明的一个目的在于提供一种能增加顶板的整体性、稳定性和自身支撑能力，可长期托住顶板的多层矿石的顶板支护方法。本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：一种顶板支护方法，采用树脂锚杆、钢带、喷射混凝土、立柱联合支护，包括以下步骤：-通过钻孔设备在顶板上钻凿锚杆孔，在钻凿锚杆孔内安装树脂锚杆，并使树脂锚杆的端部露出锚杆孔，在树脂锚杆的端部安装钢带与托板；-在岩面喷射30-40mm厚的喷射混凝土，喷射混凝土的回弹率≤13.4％，28d龄抗拉强度≥38.5mpa；-在顶板支护过程中及完成时，采用液压立柱对预控顶板进行临时支护。由于矿体顶板岩石节理裂隙发育，导致顶板的稳定性较差，为了保证回采作业(凿岩、出矿)的安全，以及采场的稳定，本发明顶板支护方法通过在矿石顶板上打孔安装树脂锚杆、安装钢带面、喷射喷射混凝土使顶板的多层矿石连接起来，增加顶板的整体性和自身支撑能力，可长期托住顶板的多层矿石，防止顶板出现滑移、变形和骤变冒落等问题，从而有效地增强了顶板的稳定性，提高了回采作业的安全性和资源回收率。根据本发明一实施方式，树脂锚杆呈梅花形布置，锚杆长度2-3m，间距1-2m。根据本发明一实施方式，锚杆孔的内壁和锚杆杆体的外表面均凝固有树脂锚固剂。根据本发明一实施方式，喷射混凝土用细砂粒径d50为20-40μm，d90≤1mm；矿渣粒径d50为30-50μm，d90≤0.5mm。上述合适的细砂粒径和矿渣粒径能填充喷射混凝土浆料颗粒之间的孔隙，使浆料颗粒之间的水分排出，减少砂浆中有害大孔、连通孔的数目，在较低减水剂掺量的情况下提高喷射混凝土浆料的流动性、可泵送性和喷射速率，具有减少结成团块趋势的效果，从而能够达到有效的密度，不仅满足施工的需要，而且还使得喷射混凝土的密实性和均匀性较好，减少有害孔的数目同时改善泌水情况，从而提高喷射混凝土3d和28d龄的抗压强度、抗渗性及喷射混凝土的耐久性，改善顶板的支护效果，使得该支护方法可长期托住顶板的多层矿石。根据本发明一实施方式，喷射混凝土相对于水泥以相对质量份包括：100份水泥、100-220份细砂、24-55份矿渣、1-10份纤维、0.01-0.1份减水剂、0-0.1份消泡剂、0.02-0.05份速凝剂，水灰比为0.4-0.5:1。本发明用喷射混凝土的物理性能及力学性能满足了规范标准要求，浇筑后不会脱落，能与岩面牢固结合，有效加固采矿顶板，且具有较低的回弹率、具有高的抗压强度及耐久性，改善顶板的支护效果，从而提高顶板的稳定性及持久性。根据本发明一实施方式，喷射混凝土在喷射过程中的均匀性采用图像采集模块、5g信号传输模块、云端服务器、远程网关和远程计算机建的远程实时监测系统进行监测。本发明的又一目的，在于提供一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，沿矿体倾向方向由采场一端向另一端推进，在采场完成切顶、顶板支护后，进行采场下部矿体的下向中深孔回采；其中，顶板支护采用上述顶板支护方法，完成预控顶工程；在回采期间采用5g控制装置对预控顶顶板进行压力、位移跟踪监测。本发明回采方法用顶板支护方法能够长期维持顶板的稳定性，利用回采作业的安全进行；本发明回采方法在回采期间采用5g控制装置对预控顶顶板进行压力、位移跟踪监测，能够对出现的安全问题做到及时预报和采取安全措施；总之，本发明回采方法能够提高矿石回收率，降低房柱采矿法的采矿损失率和矿石贫化率，提高企业的经济效益和社会效益。根据本发明一实施方式，回采方法具体包括以下步骤：s1：矿块结构参数，矿块长沿矿体倾斜方向布置，中段留有顶底柱，矿块宽沿矿体走向布置；s2：采准、切割，在矿块上布置沿脉巷道、采场联络道、切割天井、切割上山，其中，利用切割天井在切割上山内沿矿体走向方向拉切割槽，作为采矿作业补偿空间；s3：回采工艺，回采以切割槽为自由面，采矿由浅孔切顶和下向中深孔落矿构成，切顶以切割上山为自由面分条切顶的切顶方式分条切顶；s4：采场顶板支护，每个分条切顶完毕即可进行采场顶板支护，采场上盘围岩采用上述顶板支护方法完成预控顶工程；s5：出矿；s6：通风。根据本发明一实施方式，分条切顶的分条宽度为2-3m，高度为2-4m。根据本发明一实施方式，5g控制装置包括矿压监测模块、变形监测模块、mcu控制模块、5g信号传输模块、5g信号搜索模块、信息交换秘钥对比模块、资料存储模块和电源，矿压监测模块和变形监测模块信号输出端分别与mcu控制模块连接，5g信号传输模块与mcu控制模块连接，信息交换秘钥对比模块与5g信号传输模块连接，5g信号搜索模块与mcu控制模块连接，所资料存储模块与mcu控制模块连接，矿压监测模块、变形监测模块、mcu控制模块、5g信号传输模块、5g信号搜索模块、信息交换秘钥对比模块和资料存储模块均与电源连接；感应模块分为矿压监测模块和变形监测模块。本发明的又一目的，在于提供一种上述分条切顶回采方法在开采金矿缓倾斜中厚矿体中的用途。该分条切顶回采方法能够提高矿石回收率，降低房柱采矿法的采矿损失率和矿石贫化率，提高企业的经济效益和社会效益。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明顶板支护方法能够增加顶板的整体性和自身支撑能力，支护效果好，可长期托住顶板的多层矿石，防止顶板出现滑移、变形和骤变冒落等问题，从而有效地增强了顶板的稳定性；本发明回采方法在回采期间采用5g控制装置对预控顶顶板进行压力、位移跟踪监测，能够对出现的安全问题做到及时预报和采取安全措施；本发明回采方法能够提高矿石回收率，降低房柱采矿法的采矿损失率和矿石贫化率，提高企业的经济效益和社会效益。本发明采用了上述技术方案提供一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。附图说明图1是本发明远程实时监测系统的结构示意图；图2是本发明采场分条布置方式示意图；图3是本发明回采方法示意图；图4是本发明试验例1中喷射混凝土的喷射速率和泵送压力；图5是本发明试验例1中喷射混凝土的回弹率；图6是本发明试验例1中喷射混凝土的抗压强度；图7是本发明试验例1中喷射混凝土的渗透系数；图8是本发明试验例1中喷射混凝土冻后试件相对强度；图9是本发明试验例1中喷射混凝土的均匀性；图10是本发明试验例2中树脂锚固剂试块的单轴抗压强度；图11是本发明试验例2中树脂锚固剂试件表面一个位置上的气泡数量和气泡孔洞平均孔径；图12是本发明试验例2中树脂锚固剂试件中总孔径分布图；图13是本发明试验例2中树脂锚杆的锚固力。附图标记说明：1-切割上山；2-切顶分条；3-采场；4-回采方向。具体实施方式本发明允许各种修改及变形，其特定实施例进行了举例，下面进行详细说明。但并非要把本发明限定于公开的特别形态之意，相反，本发明包括与由权利要求项所定义的本发明思想一致的所有修改、均等及替代。这些实施例只用于更具体地说明本发明，根据本发明的要旨，本发明的范围并非限定于这些实施例，这是所属
技术领域：
的技术人员不言而喻的。本发明一实施方式提供了一种顶板支护方法，采用树脂锚杆、钢带、喷射混凝土、立柱联合支护，包括以下步骤：-通过钻孔设备在顶板上钻凿锚杆孔，在钻凿锚杆孔内安装树脂锚杆，并使树脂锚杆的端部露出锚杆孔，在树脂锚杆的端部安装钢带与托板；-在岩面喷射30-40mm厚的喷射混凝土，喷射混凝土的回弹率≤13.4％，28d龄抗拉强度≥38.5mpa；-在顶板支护过程中及完成时，采用液压立柱对预控顶板进行临时支护。由于矿体顶板岩石节理裂隙发育，导致顶板的稳定性较差，为了保证回采作业(凿岩、出矿)的安全，以及采场的稳定，本发明顶板支护方法通过在矿石顶板上打孔安装树脂锚杆、安装钢带面、喷射喷射混凝土使顶板的多层矿石连接起来，增加顶板的整体性和自身支撑能力，可长期托住顶板的多层矿石，防止顶板出现滑移、变形和骤变冒落等问题，从而有效地增强了顶板的稳定性，提高了回采作业的安全性和资源回收率。于本发明一实施方式中，树脂锚杆呈梅花形布置，锚杆长度2-3m，间距1-2m。于本发明一实施方式中，锚杆孔的内壁和锚杆杆体的外表面均凝固有树脂锚固剂。例如型号为z2350树脂锚固剂、msk2360树脂锚固剂、msk2835树脂锚固剂、msk2335树脂锚固剂等。于本发明一实施方式中，喷射混凝土用细砂粒径d50为20-40μm，d90≤1mm；矿渣粒径d50为30-50μm，d90≤0.5mm。上述合适的细砂粒径和矿渣粒径能填充喷射混凝土浆料颗粒之间的孔隙，使浆料颗粒之间的水分排出，减少砂浆中有害大孔、连通孔的数目，在较低减水剂掺量的情况下提高喷射混凝土浆料的流动性、可泵送性和喷射速率，具有减少结成团块趋势的效果，提高喷射混凝土中混合料喷射均匀性好，从而能够达到有效的密度，不仅满足施工的需要，而且还使得喷射混凝土的密实性和均匀性较好，减少有害孔的数目同时改善泌水情况，从而提高喷射混凝土3d和28d龄的抗压强度、抗渗性及喷射混凝土的耐久性，改善顶板的支护效果，使得该支护方法可长期托住顶板的多层矿石。于本发明一实施方式中，喷射混凝土相对于水泥以相对质量份包括：100份水泥、100-220份细砂、24-55份矿渣、1-10份纤维、0.01-0.1份减水剂、0-0.1份消泡剂、0.02-0.05份速凝剂，水灰比为0.4-0.5:1。本发明用喷射混凝土的物理性能及力学性能满足了规范标准要求，喷射混凝土中混合料喷射均匀性好，不会脱落，能与岩面牢固结合，有效加固采矿顶板，且具有较低的回弹率、具有高的抗压强度及耐久性，改善顶板的支护效果，从而提高顶板的稳定性及持久性。优选的，水泥优选强度等级42.5或42.5r硅酸盐水泥；纤维可特别选自玄武岩纤维、陶瓷纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、高密度聚乙烯纤维、聚酰胺或聚酰亚胺纤维、聚丙烯纤维、芳族聚酰胺纤维或碳纤维中的一种或几种混合，纤维的直径为50-100μm，长度为15-35mm；减水剂选自由木质素磺酸盐、多元醇衍生物、萘磺酸甲醛缩合物以及具有聚氧化烯基和阴离子性基团的聚合物组成的组中的至少一种化合物，例如甘油、聚乙烯醇、铝甲基硅酸钠、对氨基苯磺酸和酪蛋白等。消泡剂可以仅是一种，也可以是两种以上，例如，煤油、液体石蜡、芝麻油、蓖麻油、油酸、硬脂酸、甘油单蓖麻醇酸酯、烯基琥珀酸衍生物、山梨糖醇单月桂酸酯、山梨糖醇三油酸酯等。速凝剂为无碱速凝剂sa160。为了进一步使得喷射混凝土的耐久性有所提高，于本发明一实施方式中，喷射混凝土相对于水泥以相对质量份还包括：0.04-0.2份茜素磺酸钠。茜素磺酸钠的加入还可以降低喷射混凝土的回弹率，提高喷射混凝土的28d龄抗压强度，使得喷射混凝土的回弹率≤9.8％，28d龄抗拉强度≥43.3mpa。于本发明一实施方式中，为了能够快速、便捷、实时、定量的实时监测喷射混凝土中混合料喷射均匀性，本发明一实施方式采用图像采集模块、5g信号传输模块、云端服务器、远程网关和远程计算机建远程实时监测系统(如图1所示)，用于检测喷射混凝土在喷射过程中的均匀性。具体地：利用图像采集模块在喷射混凝土中喷射混合料过程中实时拍摄的图像；采集到的图像通过5g信号传输模块上传至云端服务器；云端服务器在接收到图像时进行解析并存储，在接收到远程计算机的访问请求信息时向远程计算机反馈发送与请求信息相吻合的图像；远程计算机采用matlab软件图像进行处理，然后采用计算模型对图像进行计算后得出评价标准值和评价结果，保证检测结果的准确性和及时性，实现对喷射混凝土的喷射均匀性实时检测，利用顶板支护的质量提高。于本发明一实施方式中，一种顶板支护方法，具体包括以下步骤：-通过钻孔设备在顶板上钻凿锚杆孔，锚杆孔径30-35mm，孔长小于锚杆长度，优选为，孔长＝锚杆长度-(0.05-0.15)m，并清理孔内壁使其满足要求；-将树脂锚固剂包置于锚杆孔内，所用树脂锚固剂型号为z2350树脂锚固剂、msk2360树脂锚固剂、msk2835树脂锚固剂或msk2335树脂锚固剂等；-使用可旋转的装置将包括外锚杆杆体和尖头的锚杆置于锚杆孔内，迫使尖头刺穿树脂锚固剂包；树脂锚杆呈梅花形布置，锚杆长度2-3m，间距1-2m，优选的，锚杆杆体的表面凹凸不平，能够提高锚杆和树脂锚固剂的接触面积及粘接性，从而提高锚杆支护顶板的效果；-旋转锚杆杆体以混合树脂锚固剂，直到树脂锚固剂凝固在锚杆孔的内壁和锚杆杆体的外表面；-安装钢带与托板，并悬挂钢筋网；优选的，钢带宽60-70mm，由2根平行钢筋每隔200-300mm用直径10-20mm钢筋焊接制成；钢筋网采用直径5-10mm的铁丝，编织网格为100mm×100mm，单张金属网大小为2600mm×1400mm；托盘采用8-10mm厚铁板制作，托盘为(长×宽×厚)100mm×100mm×8mm。-清洗岩面，喷射20-30mm厚的喷射混凝土，3-5h后喷水湿润混凝土表面，继续喷射10-20mm厚的喷射混凝土，维持总喷射厚度为30-40mm，所用喷射混凝土相对于水泥以相对质量份包括：100份水泥、100-220份细砂、24-55份矿渣、1-10份纤维、0.01-0.1份减水剂、0-0.1份消泡剂、0.02-0.05份速凝剂，水灰比为0.4-0.5:1，其中，细砂粒径d50为20-40μm，d90≤1mm；矿渣粒径d50为30-50μm，d90≤0.5mm；-在顶板支护过程中及完成时，采用液压立柱对预控顶板进行临时支护，安装时顶底分别放置木板或钢垫板，并保证受力均匀，防止支柱产生滑移。由于锚固段破坏与锚固剂破坏密切关联，提高锚固剂强度成为提高锚固力的有效手段。本发明具体实施方式为了提高树脂锚固剂的锚固效果，将树脂锚固剂包置于锚杆孔内的同时置入玻璃粉和芸苔素内酯，这可能是因为玻璃粉和芸苔素内酯不仅能够为减少凝固后树脂锚固剂内部气泡的形成，而且能降低凝固后树脂锚固剂内部气泡孔洞孔径，优化孔径分布，从而改善孔周边应力场，进而提高树脂锚固剂强度，有效增强树脂锚杆的锚固力，提高树脂锚杆支护顶板的支护效果，提高回采作业的安全系数，提高矿井经济效益。优选的，玻璃粉粒径d50为3-10μm，d90为12-50μm。玻璃粉的添加量为树脂锚固剂重量的1-2wt％，芸苔素内酯的添加量为树脂锚固剂重量的0.01-0.16wt％。本发明一实施方式还提供了一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，沿矿体倾向方向由采场一端向另一端推进，在采场完成切顶、顶板支护后，进行采场下部矿体的下向中深孔回采；其中，顶板支护采用上述顶板支护方法，完成预控顶工程；在回采期间对预控顶顶板进行压力、位移跟踪监测。本发明回采方法用顶板支护方法能够长期维持顶板的稳定性，利用回采作业的安全进行；本发明回采方法在回采期间对预控顶顶板进行压力、位移跟踪监测，能够对出现的安全问题做到及时预报和采取安全措施；总之，本发明回采方法能够提高矿石回收率，降低房柱采矿法的采矿损失率和矿石贫化率，提高企业的经济效益和社会效益。于本发明一实施方式中，回采方法具体包括以下步骤：s1：矿块结构参数，矿块长沿矿体倾斜方向布置，中段留有顶底柱，矿块宽沿矿体走向布置；s2：采准、切割，在矿块上布置沿脉巷道、采场联络道、切割天井、切割上山，其中，利用切割天井在切割上山内沿矿体走向方向拉切割槽，作为采矿作业补偿空间；s3：回采工艺，回采以切割槽为自由面，采矿由浅孔切顶和下向中深孔落矿构成，切顶以切割上山为自由面分条切顶的切顶方式分条切顶；s4：采场顶板支护，每个分条切顶完毕即可进行采场顶板支护，采场上盘围岩采用上述顶板支护方法完成预控顶工程；s5：出矿；s6：通风。于本发明一实施方式中，分条切顶的分条宽度为2-3m，高度为2-4m。于本发明一实施方式中，回采方法具体包括以下步骤：s1：矿块结构参数，矿块长沿矿体倾斜方向布置，中段留有厚2-4m的顶底柱，矿块宽沿矿体走向布置，矿块宽10-15m；其中，采场跨度10-15m，房间矿柱宽3-5m；s2：采准、切割，在矿块上布置沿脉巷道、采场联络道、切割天井、切割上山，其中，沿脉巷道用于进入采场凿岩、顶板支护作业的设备，行人，通风等通道，并通过联络道与采场相通；用于进入采场凿岩、顶板支护作业的设备，行人，通风等通道，并通过联络道与采场相通；利用矿块下中段沿脉巷道和采场联络道在采场内由底板向顶板掘进切割天井，并在天井内沿矿体顶板向上中段掘进切割上山与上中段顶板沿脉巷道相通；利用切割天井在切割上山内沿矿体走向方向拉切割槽，作为采矿作业补偿空间；s3：回采工艺，回采以切割槽为自由面，沿矿体倾向方向由采场一端向另一端推进，采矿由浅孔切顶和下向中深孔落矿构成；s31：根据采场切顶宽度、面积及顶板的稳定性，确定采用沿倾斜方向，以切割上山为自由面分条切顶的切顶方式(如图2所示)，切顶以分条为最小回采单元，由采场切割上山开始向另一端逐条推进，分条内沿矿体逆倾斜由上向下分段切顶(回采)，切下的矿石由铲运机运出；分条宽度为2-3m，高度为2-4m；每个采场划分成3-5个分条(含切割上山)，每个分条切顶(回采)完毕即可进行采场顶板维护。切顶与支护在不同的分条内进行，满足了“随掘随支”的工艺要求，为采场顶板维护提供了工艺保障；s32：由采场全宽沿矿体倾斜方向从下往上回采(如图3所示)；该中深孔回采方式沿采场全宽由下中段往上中段全断面依次推进，施工难度较小且易于管理；s4：采场顶板维护，每个分条切顶完毕即可进行采场顶板维护，采场上盘围岩采用上述顶板支护方法完成预控顶工程，在回采期间采用5g控制装置对预控顶顶板进行压力、位移跟踪监测；s5：出矿，采场爆下的矿石，采用1m3柴油铲运机配2辆3t三轮出矿车，将矿石运至中段溜井，再由溜井人工放斗装入2列3t电机车牵引1列14-15个0.75m3矿车，将矿石运至露天矿石堆场。经现场标定采场综合出矿能力为35t/h，与电机车运输能力基本配套；s6：通风，新鲜风流由中段主平硐进入，经风门调节后被引入下中段，再经过采场切割天井进入采场，污风经采场中段顶板联络道、中段采准巷道排放到上中段回风巷道。本发明一实施方式还提供了一种上述分条切顶回采方法在开采金矿缓倾斜中厚矿体中的用途。该分条切顶回采方法能够提高矿石回收率，降低房柱采矿法的采矿损失率和矿石贫化率，提高企业的经济效益和社会效益。以下通过实施例来进一步阐明本发明。但是应该理解，实施例只是举例说明的目的，并不意欲限制本发明的范围和精神。实施例1：一种顶板支护方法，具体包括以下步骤：-通过钻孔设备在顶板上钻凿锚杆孔，锚杆孔径33mm，孔长＝锚杆长度-0.1m，并清理孔内壁使其满足要求；-将型号为z2350树脂锚固剂包置于锚杆孔内；-使用可旋转的装置将包括外锚杆杆体和尖头的螺纹锚杆置于锚杆孔内，迫使尖头刺穿树脂锚固剂包；树脂锚杆呈梅花形布置，锚杆直径为20mm，长度2.5m，间距1.6m；-按转速为300r/min旋转锚杆杆体以混合树脂锚固剂，直到树脂锚固剂凝固在锚杆孔的内壁和锚杆杆体的外表面；-安装钢带与托板，并悬挂钢筋网；钢带宽65mm，由2根平行钢筋每隔220mm用直径10mm钢筋焊接制成；钢筋网采用直径8mm的铁丝，编织网格为100mm×100mm，单张金属网大小为2600mm×1400mm；托盘采用8mm厚铁板制作，托盘为(长×宽×厚)100mm×100mm×8mm；-清洗岩面，喷射25mm厚的喷射混凝土，3h后喷水湿润混凝土表面，继续喷射12mm厚的喷射混凝土，所用喷射混凝土相对于水泥以相对质量份包括：100份42.5级硅酸盐水泥、180份细砂、36份矿渣、4份聚丙烯纤维、0.04份聚乙烯醇、0.04份硬脂酸、0.03份无碱速凝剂sa160，水灰比为0.45:1，其中，细砂粒径d50为24.5μm，d90为0.82mm；矿渣粒径d50为35.2μm，d90为0.24mm；水泥和矿渣的化学成分见表1；纤维的直径为80μm，长度为20mm；喷射混凝土在喷射过程中的均匀性采用图像采集模块、5g信号传输模块、云端服务器、远程网关和远程计算机建的远程实时监测系统进行监测，如图1所示，利用图像采集模块在喷射混凝土中喷射混合料过程中实时拍摄的图像，采集到的图像通过5g信号传输模块上传至云端服务器；云端服务器在接收到图像时进行解析并存储，在接收到远程计算机的访问请求信息时向远程计算机反馈发送与请求信息相吻合的图像；远程计算机采用matlab软件图像进行处理，然后采用计算模型对图像进行计算后得出评价标准值和评价结果；-在顶板支护过程中及完成时，采用液压立柱对预控顶板进行临时支护，安装时顶底分别放置木板或钢垫板，并保证受力均匀，防止支柱产生滑移。表1原料的化学成分(wt％)原料二氧化硅氧化铝氧化铁氧化钙氧化镁三氧化硫lossf-cao水泥22.824.532.6363.071.832.711.630.69矿渣37.2515.411.5333.7611.011.021.270.04实施例2：与实施例1的不同之处在于：一种顶板支护方法，所用喷射混凝土相对于水泥以相对质量份还包括：0.11份茜素磺酸钠。实施例3：与实施例2的不同之处在于：一种顶板支护方法，将树脂锚固剂包置于锚杆孔内的同时置入玻璃粉和芸苔素内酯，玻璃粉粒径d50为5.6μm，d90为31.4μm。玻璃粉的添加量为树脂锚固剂重量的1.2wt％，芸苔素内酯的添加量为树脂锚固剂重量的0.08wt％。实施例4：与实施例2的不同之处在于：一种顶板支护方法，采用msk2360树脂锚固剂。实施例5：与实施例4的不同之处在于：一种顶板支护方法，将树脂锚固剂包置于锚杆孔内的同时置入玻璃粉和芸苔素内酯，玻璃粉粒径d50为5.6μm，d90为31.4μm。玻璃粉的添加量为树脂锚固剂重量的1.2wt％，芸苔素内酯的添加量为树脂锚固剂重量的0.08wt％。实施例6：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，具体包括以下步骤：s1：矿块结构参数，矿块长沿矿体倾斜方向布置，中段留有厚3.5m的顶底柱，矿块宽沿矿体走向布置，矿块宽10m；其中，采场跨度12m，房间矿柱宽4m；s2：采准、切割，在矿块上布置沿脉巷道、采场联络道、切割天井、切割上山，其中，沿脉巷道用于进入采场凿岩、顶板支护作业的设备，行人，通风等通道，并通过联络道与采场相通；用于进入采场凿岩、顶板支护作业的设备，行人，通风等通道，并通过联络道与采场相通；利用矿块下中段沿脉巷道和采场联络道在采场内由底板向顶板掘进切割天井，并在天井内沿矿体顶板向上中段掘进切割上山与上中段顶板沿脉巷道相通；利用切割天井在切割上山内沿矿体走向方向拉切割槽，作为采矿作业补偿空间；s3：回采工艺，回采以切割槽为自由面，沿矿体倾向方向由采场一端向另一端推进，采矿由浅孔切顶和下向中深孔落矿构成；s31：根据采场切顶宽度、面积及顶板的稳定性，确定采用沿倾斜方向，以切割上山为自由面分条切顶的切顶方式(如图2所示)，切顶以分条为最小回采单元，由采场切割上山开始向另一端逐条推进，分条内沿矿体逆倾斜由上向下分段切顶(回采)，切下的矿石由铲运机运出；分条宽度为3m，高度为3m；每个采场划分成4个分条(含切割上山)，每个分条切顶(回采)完毕即可进行采场顶板维护。切顶与支护在不同的分条内进行，满足了“随掘随支”的工艺要求，为采场顶板维护提供了工艺保障；s32：由采场全宽沿矿体倾斜方向从下往上回采(如图3所示)；该中深孔回采方式沿采场全宽由下中段往上中段全断面依次推进，施工难度较小且易于管理；s4：采场顶板维护，每个分条切顶完毕即可进行采场顶板维护，采场上盘围岩采用实施例1顶板支护方法完成预控顶工程，在回采期间对预控顶顶板进行压力、位移跟踪监测，根据监测到的压力和位移判断是否存在安全问题，然后及时预报和采取安全措施；s5：出矿，采场爆下的矿石，采用1m3柴油铲运机配2辆3t三轮出矿车，将矿石运至中段溜井，再由溜井人工放斗装入2列3t电机车牵引1列14-15个0.75m3矿车，将矿石运至露天矿石堆场。经现场标定采场综合出矿能力为35t/h，与电机车运输能力基本配套；s6：通风，新鲜风流由中段主平硐进入，经风门调节后被引入下中段，再经过采场切割天井进入采场，污风经采场中段顶板联络道、中段采准巷道排放到上中段回风巷道。实施例7：与实施例6的不同之处在于：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，采场上盘围岩采用实施例2顶板支护方法完成预控顶工程。实施例8：与实施例6的不同之处在于：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，采场上盘围岩采用实施例3顶板支护方法完成预控顶工程。实施例9：与实施例6的不同之处在于：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，采场上盘围岩采用实施例4顶板支护方法完成预控顶工程。实施例10：与实施例6的不同之处在于：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，采场上盘围岩采用实施例5顶板支护方法完成预控顶工程。对比例1：与实施例1的不同之处在于：一种顶板支护方法，所用喷射混凝土用细砂粒径d50为45.6μm。对比例2：与实施例1的不同之处在于：一种顶板支护方法，所用喷射混凝土用细砂粒径d90为1.2mm。对比例3：与实施例1的不同之处在于：一种顶板支护方法，所用喷射混凝土用矿渣粒径d50为55.3μm。对比例4：与实施例1的不同之处在于：一种顶板支护方法，所用喷射混凝土用矿渣粒径d90为0.62mm。对比例5：与实施例3的不同之处在于：将树脂锚固剂包置于锚杆孔内的同时置入玻璃粉和芸苔素内酯，玻璃粉粒径d50为11.5μm，d90为60.8μm。玻璃粉的添加量为树脂锚固剂重量的1.2wt％，芸苔素内酯的添加量为树脂锚固剂重量的0.08wt％。对比例6：与实施例3的不同之处在于：将树脂锚固剂包置于锚杆孔内的同时置入玻璃粉，玻璃粉粒径d50为5.6μm，d90为31.4μm。玻璃粉的添加量为树脂锚固剂重量的1.2wt％。对比例7：与实施例3的不同之处在于：将树脂锚固剂包置于锚杆孔内的同时置入芸苔素内酯，芸苔素内酯的添加量为树脂锚固剂重量的0.08wt％。对比例8：与实施例6的不同之处在于：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，采场上盘围岩采用对比例1顶板支护方法完成预控顶工程。对比例9：与实施例6的不同之处在于：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，采场上盘围岩采用对比例2顶板支护方法完成预控顶工程。对比例10：与实施例6的不同之处在于：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，采场上盘围岩采用对比例3顶板支护方法完成预控顶工程。对比例11：与实施例6的不同之处在于：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，采场上盘围岩采用对比例4顶板支护方法完成预控顶工程。对比例12：与实施例6的不同之处在于：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，采场上盘围岩采用对比例5顶板支护方法完成预控顶工程。对比例13：与实施例6的不同之处在于：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，采场上盘围岩采用对比例6顶板支护方法完成预控顶工程。对比例14：与实施例6的不同之处在于：一种用于预控顶房柱法的分条切顶回采方法，采场上盘围岩采用对比例7顶板支护方法完成预控顶工程。试验例1：喷射混凝土的性能测定1.注浆浆液的粘度测定用六速旋转粘度计测量，结果如表2。实施例1-2注浆浆液的粘度值小于对比例1-3，说明实施例1用合适的细砂粒径和矿渣粒径能够提高喷射混凝土能够增加喷射混凝土浆料的流动性，利于施工。表2注浆浆液的基本性能测定结果组别实施例1实施例2对比例1对比例2对比例3对比例4粘度值(mpa·s)9.39.219.719.422.621.32.喷射速率测试喷射速率测试，是对使用喷射设备泵送喷射喷射混凝土速度进行测定。喷射速率将直接影响施工进度的快慢，对工程应用具有指导意义。测试中，预先准备一个的20l模具，记录喷满一模具所需要的时间t(min)，然后计算喷射速率(l/min)。实施例1-2、对比例1-4喷射混凝土的喷射速率如图4，可以看出，实施例1的喷射速率明显高于对比例1-4，这说明实施例1用细砂和矿渣能够提高喷射混凝土的喷射速率。而实施例2中茜素磺酸钠的加入对喷射混凝土的喷射速率无不良影响。3.泵送压力测试泵送压力测试是测定喷射混凝土在输送管中正常运输泵送时管内压力值，在记录压力表读数同时，监测当堵管现象发生时，管内压力的变化，以此评价喷射喷射混凝土泵送性能。喷射机在输送管靠近盛料端接有一个压力表盘，可以测量管内压力，在正常喷射喷射混凝土过程中，适时读取数据，并做好记录。实施例1-2、对比例1-4喷射混凝土的泵送压力如图4，可以看出，实施例1的泵送压力明显低于对比例1-4，这说明实施例1用细砂和矿渣能够提高喷射混凝土浆料的可泵送性。而实施例2中茜素磺酸钠的加入对喷射混凝土浆料的可泵送性无不良影响。4.回弹率测试回弹率是检验喷射效率的重要指标，回弹率高说明喷射效果不好，喷射混凝土本身的念性不好造成大量浪费；相反，回弹率低，说明喷射效果良好，喷射混凝土能够有效与被喷射结构面粘合。测试中，向垂直竖立的模具板上垂直喷射，一定时间后，刮下粘在模具板上的测量重量w1，搜集地面上没有粘合的测量重量w2，近似计算回弹率＝w2/(w1+w2)×100％。实施例1-2、对比例1-4喷射混凝土的回弹率如图5，可以看出，实施例1的回弹率稍微低于对比例1-4，实施例2的回弹率远远低于实施例1，这说明实施例2中茜素磺酸钠的加入可以降低喷射混凝土的回弹率。5.抗压强度测试喷射制作400mm×400mm×120mm尺寸试件，拆模养护后，在试验前切割成100mm×100mm×100mm标准立方块；在标准养护条件下(20±2)℃养护，试验分别在试件不同龄期测量其抗压强度，获得不同龄期喷射抗压强度数值，抗压强度试验采用万能试验机，加载速率采用荷载控制，速度为0.5mpa/s(即5kn/加载速率)，加载直至峰值荷载下降停止。实施例1-2、对比例1-4喷射混凝土的抗压强度如图6，可以看出，实施例1喷射混凝土的28d龄抗压强度为39.8mpa，实施例3喷射混凝土的28d龄抗压强度为44.2mpa，高于对比例1-4；且实施例1喷射混凝土的3d龄、14d龄抗压强度均高于对比例1-4，而实施例2喷射混凝土的3d龄、14d龄抗压强度均高于实施例1；以上结果表明：实施例1用合适的细砂粒径和矿渣粒径能够提高喷射混凝土3d、14d龄和28d龄的抗压强度；而实施例2中茜素磺酸钠的加入能够进一步提高喷射混凝土3d、14d龄和28d龄的抗压强度。6.抗渗性测试试件制作：试模尺寸为上口直径175mm下口直径185mm高150mm的圆台体试件。试验时将试模放置于工作面附近，以80°度左右置于墙角处，先进行试喷射，待工作正常后，由下而上分层将模具喷满混凝土。尽快将试件运回试验室，拆模后清理干净两端面的水泥浆膜，然后把试件用黄油涂抹压入抗渗试模内开始试验。试验过程：试验时，水压恒定为0.8mpa±0.05mpa，1d后停止试验，取出试件；将试件用压力机上纵向压裂成两半，用签字笔描出水痕，即为渗水深度，然后用刻度尺量测并记录数据；取8个比较清晰的测点值的平均值即为该试件的渗水高度；计算相对渗透系数(cm/s)，如下式所示：sk＝(mdm2)/(2th)，式中，sk-相对渗透系数(cm/h)；dm-平均渗水高度(cm)；h-水压力，以水柱高度表示(cm)；t-恒压经历时间(h)；m-混凝土的吸水率，一般为0.03。分别对3d、14d龄和28d龄喷射混凝土试件做了渗透系数的试验，试验结果如图7，相较于对比例1-4，实施例1喷射混凝土的抗渗性有了明显的提高；而相较于实施例1，实施例2混凝土的抗渗性无明显的变化。以上结果表明，实施例1合适的细砂粒径和矿渣粒径能提高3d、14d龄和28d龄喷射混凝土的抗渗性，而茜素磺酸钠对喷射混凝土的抗渗性几乎无影响。7.耐久性测试本试验例喷射混凝土耐久性试验环境为冻融。喷射混凝土冻融循环耐久性试验采用快冻法，试件尺寸为100mm×100mm×100mm立方体，用以测试试件抗压强度。试验每冻融循环25次为一周期，而后测试试件抗压强度。当试件冻融循环达到200次时停止试验。冻后试件相对强度示于图8，随着冻融循环次数增大，试件相对强度减小，相同冻融循环次数时，实施例2试件相对强度最大，其次是实施例1，然后是对比例1-4，以上结果表明，实施例1合适的细砂粒径和矿渣粒径能改善喷射混凝土的抗冻性，从而提高喷射混凝土的耐久性；而茜素磺酸钠的加入能够提高喷射混凝土的抗冻性，从而提高喷射混凝土的耐久性。8.喷射均匀性利用图像采集模块在喷射混凝土中喷射混合料过程中实时拍摄的图像，采集到的图像通过5g信号传输模块上传至云端服务器；云端服务器在接收到图像时进行解析并存储，在接收到远程计算机的访问请求信息时向远程计算机反馈发送与请求信息相吻合的图像；远程计算机采用matlab软件图像进行处理，并结合四边静矩理论，对图像应用数理统计原理对数据结果进行分析计算，得出相应的均匀性评价指标：变异系数cv值在区间(0-1.5％)之间的图像，则混凝土中颗粒分布较为均匀；若图像大于变异系数cv值的该区间，则混凝土中颗粒分布均匀性相对较差。对实施例1喷射过程中采集的100张试验数字图像进行分析计算，得出变异系数cv值分布曲线图如图10所示，可以看出，大部分图像的变异系数cv值在(0-1.5％)内波动，只有3张图像的变异系数cv值不在[0-1.5％]，说明实施例1喷射混凝土中颗粒分布较为均匀，喷射均匀性较好。试验例2：树脂锚固剂的性能测定1.树脂锚固剂的单轴抗压强度测试将搅拌均匀的树脂锚固剂和/或玻璃粉和/或芸苔素内酯或迅速倒入准备好的模具中，沿模具上端口平面将溢出的锚固剂抹平除去，保持锚固剂初凝阶段模具静止。等待8分钟后拧开模具螺母将锚固剂试块从中取出，依次编号后放入恒温恒湿箱内，设置保温温度为22℃，时间为4h。将树脂锚固剂试块从恒温箱中取出后，放置12h后对树脂锚固剂试块表面进行切割、打磨，使试件两个水平端面光滑平整、平行，符合单轴抗压试验的试件标准。将加工完成的树脂锚固剂试块，依次放在电液伺服万能试验机上进行单轴抗压试验。采用位移加载，设定速度为1mm/min。单个试块试验结束后，保存单轴抗压强度数据，每组三个试件，取每组全部试块的平均抗压强度作为最终组单轴抗压强度，若出现任一试件的数据偏差过大，即最大值或最小值与中间值差超过10％，则将该数据定为废弃数据，同时舍弃最大、最小两个值，仅保留每组数据的中间值作为最终组单轴抗压强度。树脂锚固剂试块的单轴抗压强度测试结果如图10，与实施例3相比，实施例1、对比例5-7树脂锚固剂试块的单轴抗压强度较低；与实施例4相比，实施例5树脂锚固剂试块的单轴抗压强度较高。由此可知，将树脂锚固剂包置于锚杆孔内的同时置入玻璃粉(粒径d50为3-10μm，d90为12-50μm)和芸苔素内酯，对树脂锚固剂试块单轴抗压强度的提高影响显著。2.树脂锚固剂的孔径数据将单轴抗压试验后的试块回收，选取每个试块较完好的部分切割下厚度为5mm左右的薄片，然后将薄片进行分割处理，制出大小约为10mm×10mm×5mm的正方形薄片试件，打磨其棱角，使每个试件形状相似、大小相近，选取一面打磨光滑，采用小型离子溅射仪在锚固剂试样的表面镀金作为导电膜，然后进行扫描电镜拍照。通过计算机图像分析技术对扫描电镜照片上的气泡空洞区和聚合物区域进行识别、区分、提取、和计算，得到试块的孔径数据。其中，树脂锚固剂试件表面一个位置上的气泡数量和气泡孔洞平均孔径如图11，与实施例3相比，实施例1、对比例5-7树脂锚固剂试件表面一个位置上的气泡数量较高，气泡孔洞平均孔径较大；与实施例4相比，实施例5树脂锚固剂试块表面一个位置上的气泡数量较少，气泡孔洞平均孔径较小。由此可知，将树脂锚固剂包置于锚杆孔内的同时置入玻璃粉(粒径d50为3-10μm，d90为12-50μm)和芸苔素内酯，不仅能够为减少凝固后树脂锚固剂内部气泡的形成，而且能降低凝固后树脂锚固剂内部气泡孔洞孔径。试件中总孔径分布图如图12，与实施例3相比，实施例1、对比例5-7树脂锚固剂试件表面一个位置上的气泡孔径分布均匀性稍差；与实施例4相比，实施例5树脂锚固剂试块表面一个位置上的气泡孔径分布更加均匀。由此可知，将树脂锚固剂包置于锚杆孔内的同时置入玻璃粉(粒径d50为3-10μm，d90为12-50μm)和芸苔素内酯，能够优化孔径分布。3.树脂锚杆的锚固力测定将直径为16mm的带纵筋的建筑螺纹钢筋截成12段长度为400mm的短锚杆；将内径为26mm壁厚为3mm的钢管截成12段长200mm的短钢管，利用打磨机对钢管内部进行除锈处理，以摒除浮锈对试验的不良影响，钢管一端通过电焊封底。计算每个拉拔试验试件所需锚固剂重量，按照130～140％的比例称取胶泥及固化剂。同时放入搅拌容器中搅拌30s，使胶泥与固化剂充分混合，做完一组试块后调节手电钻速度进行下一组试件制作。试验全程环境温度控制在20±1℃。采用手电钻将胶泥与固化剂搅拌均匀后立即从管口填入锚固剂，尽量在钢管中填满锚固剂，然后将锚杆插入钢管锚固剂中，长150mm，即锚杆外露250mm，保证锚杆垂直、居中插入，将钢管口锚固剂抹除，在初凝阶段保证试件垂直站立，不以任何方式触碰锚杆。待钢管内锚固剂凝固后再将其放入恒温恒湿箱中，进行下一组试件制备，2h后取出。用静态液压电液伺服试验机，采用位移加载，设定速度为5.1mm/min。当锚固试件残余载荷达到设定参数时自动停止试验，释放拉应力，取出锚杆，进行下一个试件拉拔试验。试件的锚固力测定结果如图13，实施例3树脂锚杆试件的锚固力高于实施例1、对比例5-7；实施例5树脂锚杆试件的锚固力高于实施例4。由此可知，将树脂锚固剂包置于锚杆孔内的同时置入玻璃粉(粒径d50为3-10μm，d90为12-50μm)和芸苔素内酯，能够有效增强树脂锚杆的锚固力。总之，玻璃粉(粒径d50为3-10μm，d90为12-50μm)和芸苔素内酯不仅能够为减少凝固后树脂锚固剂内部气泡的形成，而且能降低凝固后树脂锚固剂内部气泡孔洞孔径，优化孔径分布，从而改善孔周边应力场，进而提高树脂锚固剂的单轴抗压强度，有效增树脂锚杆的锚固力，提高树脂锚杆支护顶板的支护效果，提高回采作业的安全系数，提高矿井经济效益。试验例3：回采期间采对预控顶顶板进行压力、位移跟踪监测，其中预控顶的最大竖向应力和最大竖向位移如表3，其中未支护指对顶板进行支护处理，可以看出，实施例8和实施例10在回采过程中，预控顶的最大竖向应力和最大竖向位移最小。说明实施例8和实施例10的顶板支护效果最佳。表3预控顶顶板的压力、位移测定最大竖向应力(mpa)最大竖向位移(mm)未支护13.760实施例611.147实施例79.942实施例88.338实施例99.641实施例108.137对比例81251对比例911.952对比例1012.250对比例1112.351对比例129.240对比例139.742对比例149.843上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。当前第1页12