机械化台阶式房柱采矿法技术领域
本发明属于地下矿山开采领域，特别涉及缓倾薄至中厚矿体开采的一种机械化台
阶式房柱采矿法。
背景技术
对于缓倾斜薄至中厚矿体，目前国内外通常采用房柱法进行回采。当矿体倾角≤
10°时，凿岩台车、铲运机等无轨设备能够直接进入采场进行作业，回采作业效率高，采场生
产能力大；但当矿体倾角＞10°时，无轨设备受其爬坡能力限制不能进入采场作业，此时只
能采用气腿式凿岩机凿岩，电耙出矿，工人作业劳动强度大，且电耙有效耙距小、效率低，因
此采场生产作业机械化水平低、能力小。同时，采场采切工程量大，采切成本高，当矿体斜长
较大时人行通风上山施工困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能显著提高倾角大于10°的缓倾斜薄至中厚矿体采场
生产能力和效率、有效减少人行通风上山和采切工程量、降低采切成本的机械化台阶式房
柱采矿法。
本发明提供的这种机械化台阶式房柱采矿法，包括如下步骤：
（1）、采场沿矿体走向布置，中段高度20～30m，采场沿走向长100～120m，采场间沿倾向
留设间柱，上、下相邻的中段之间布置中段运输巷并留设顶柱和底柱；采场回采时，将矿体
沿走向划分为分条进行回采，分条之间留设点柱，点柱规格和间距根据矿岩稳固性确定；
（2）、采场采用脉内斜坡道采准，主要采切工程包括采场斜坡道、人行通风上山和切割
平巷，采场斜坡道布置在采场中央并连通上、下中段的中段运输巷，人行通风上山布置在采
场两侧并与上、下中段的中段运输巷贯通形成完整通风回路，切割平巷布置在中段最上一
个分条的下侧并自采场斜坡道向两侧人行通风上山掘进并与之贯通；
（3）、采场回采时分条间自上而下进行回采，工作面自采场斜坡道与分条交汇处开始并
沿走向向两侧推进，上分条回采工作面超前下分条回采工作面；首采分条以切割平巷为自
由面和补偿空间进行扩帮压顶；在其余分条下侧超前回采工作面处设置一个导硐，然后以
此导硐为自由面对相应的分条进行扩帮压顶；
（4）、采场回采采用无轨设备作业，无轨设备经中段运输巷、采场斜坡道进入采场工作
面作业；采场分条回采时，在各分条下侧底部留设三角台阶作为无轨设备的运行通道和作
业平台；
（5）、分条回采时，同步对其上部相邻分条底部的三角台阶进行回收。
为降低本发明在矿体斜长较大时的施工难度，当所述步骤（1）中的采场斜长大于
80～100m，将矿体沿倾向划分为上、下两个分段，分段间留设连续条柱；所述步骤（2）中的主
要采切工程还包括分段平巷和矿石溜井，分段平巷布置在上分段下侧并与人行通风上山贯
通，矿石溜井布置在分段平巷的两侧并与设置在该中段底部的中段运输巷或运输穿脉连
接，采场斜坡道布置在各分段中央并连通相应的中段运输巷与分段平巷，人行通风上山与
上、下中段的中段运输巷、分段平巷贯通并形成完整通风回路，切割平巷布置在各分段最上
一个分条的下侧。
为保证本发明上分段回采时人员进出安全，减少人行通风上山掘进难度和工程
量，所述步骤（2）中的主要采切工程还包括临时条柱和人行通风联络道，临时条柱留设在下
分段人行通风上山一侧用于保护人行通风上山，人行通风联络道设在临时条柱中并与采场
贯通。
所述步骤（3）中的采场回采顺序为先回采上分段再回采下分段，或为上、下分段同
时回采。
在所述步骤（5）中，当上分段各分条内的矿体回采完毕后，采用浅孔后退的方式回
采下分段内留设的临时条柱。
所述步骤（1）中的间柱宽4～6m，顶柱宽4～6m，底柱宽4～6m，点柱规格3m×3m～4m
×4m，点柱沿矿体走向间距8～10m，点柱沿倾向间距6～8m，分条宽度6～8m。
所述步骤（3）中的上分条回采工作面超前下分条回采工作面4～6m，导硐布置在分
条下侧边界且超前回采工作面4m以上。
所述步骤（4）中无轨设备包括用于凿岩的凿岩台车和用于出矿的铲运机。
该采矿法还包括步骤（6），当矿体厚度大于3m时，在各分条底部进行拉底，以该拉
底空间为自由面进行压顶，压顶层最上一排炮孔加密布置，采用光面爆破控制顶板边界。
所述连续条柱宽4～6m。
与现有采矿方法和技术相比，本发明具有以下优势：
1、导硐爆破对其断面和成型质量没有特别要求，因此能有效减少采切工程，降低采切
成本。
2、当矿体倾角大于10°时，无轨设备能够通过留设的三角台阶顺利进入采场工作
面进行回采作业，采矿机械化水平得到显著提升，工人劳动强度降低，采矿效率和采场生产
能力显著增加。
本发明能显著提高倾角大于10°的缓倾斜薄至中厚矿体采场生产能力和效率，有
效减少人行通风上山和采切工程量，施工难度小，采切成本低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一。
图2为图1A-A放大处的结构示意图。
图3为本发明的结构示意图二。
图4为图3B-B处放大的结构示意图。
具体实施方式
从图1至图4可以看出，本发明这种机械化台阶式房柱采矿法，包括如下步骤：
（1）、采场布置：采场沿矿体走向布置，中段高度20～30m，采场沿走向长100～120m，采
场间沿倾向留设间柱1，上、下相邻的中段之间布置中段运输巷3并留设顶柱4和底柱2；采场
回采时，将矿体沿走向划分为分条5进行回采，分条5之间留设点柱6，点柱6规格和间距根据
矿岩稳固性确定；
（2）、采准切割工程：采场采用脉内斜坡道采准，主要采切工程包括采场斜坡道7、人行
通风上山8和切割平巷9，采场斜坡道7布置在采场中央并连通上、下中段的中段运输巷3，人
行通风上山8布置在采场两侧并与上、下中段的中段运输巷3贯通形成完整通风回路，切割
平巷9布置在中段最上一个分条5的下侧并自采场斜坡道7向两侧人行通风上山8掘进并与
之贯通；
（3）、采场回采时分条5之间自上而下进行回采，工作面自采场斜坡道7与分条5交汇处
开始并沿走向向两侧推进，上分条回采工作面超前下分条回采工作面；首采分条以切割平
巷9为自由面和补偿空间进行扩帮压顶；在其余分条下侧超前回采工作面处设置一个导硐
10，然后以此导硐10为自由面对相应的分条进行扩帮压顶；
（4）、采场回采采用无轨设备作业，无轨设备经中段运输巷3、采场斜坡道7进入采场工
作面作业；采场分条回采时，在各分条下侧底部留设三角台阶11作为无轨设备的运行通道
和作业平台；
（5）、分条5回采时，同步对其上部相邻分条底部的三角台阶11进行回收。
从图3和图4可以看出，在本发明中，当步骤（1）中的采场斜长大于80～100m，将矿
体沿倾向划分为上、下两个分段，分段间留设连续条柱12；步骤（2）中的主要采切工程还包
括分段平巷13和矿石溜井14，分段平巷13布置在上分段下侧并与人行通风上山8贯通，矿石
溜井14布置在分段平巷13的两侧并与设置在该中段底部的中段运输巷或运输穿脉连接，采
场斜坡道7布置在各分段中央并连通相应的中段运输巷3与分段平巷13，人行通风上山8与
上、下中段的中段运输巷3、分段平巷13贯通并形成完整通风回路，切割平巷9布置在各分段
最上一个分条的下侧。
从图3和图4可以看出，在本发明的步骤（2）中，主要采切工程还包括临时条柱15和
人行通风联络道16，临时条柱15留设在下分段人行通风上山8一侧用于保护人行通风上山，
人行通风联络道16设在临时条柱15中并与采场贯通；步骤（3）中的采场回采顺序为先回采
上分段再回采下分段，或为上、下分段同时回采；在步骤（5）中，当上分段各分条内的矿体回
采完毕后，采用浅孔后退的方式回采下分段内留设的临时条柱15。
在本发明中，当矿体厚度大于3m时，在各分条底部进行拉底，以该拉底空间为自由
面进行压顶，压顶层最上一排炮孔加密布置，采用光面爆破控制顶板边界。
实施例一
从图1和图2可以看出，本发明这种机械化台阶式房柱采矿法，包括如下步骤：
（1）、采场布置：采场沿矿体走向布置，中段高度20～30m，采场沿走向长100～120m，采
场斜长不大于80～100m，采场间沿倾向留设4～6m宽的间柱1，上、下相邻的中段之间布置中
段运输巷3并留设顶柱4和底柱2，底柱宽4～6m，顶柱宽4～6m；采场回采时，将矿体沿走向划
分为分条5进行回采，分条宽度6～8m，分条5之间留设点柱6，点柱规格3m×3m～4m×4m，点
柱沿矿体走向间距8～10m，点柱沿倾向间距6～8m；
（2）、采准切割工程：采场采用脉内斜坡道采准，主要采切工程包括采场斜坡道7、人行
通风上山8和切割平巷9，采场斜坡道7布置在采场中央并连通上、下中段的中段运输巷3，人
行通风上山8布置在采场两侧并与上、下中段的中段运输巷3贯通形成完整通风回路，切割
平巷9布置在中段最上一个分条5的下侧并自采场斜坡道7向两侧人行通风上山8掘进并与
之贯通；
（3）、采场回采时分条5之间自上而下进行回采，工作面自采场斜坡道7与分条5交汇处
开始并沿走向向两侧推进，上分条回采工作面超前下分条回采工作面4～6m；首采分条以切
割平巷9为自由面和补偿空间进行扩帮压顶；在其余分条下侧超前回采工作面处设置一个
导硐10，该导硐10布置在分条下侧边界且超前回采工作面4m以上，然后以此导硐10为自由
面对相应的分条进行扩帮压顶；
（4）、采场回采采用凿岩台车凿岩，孔径为40mm，孔深4.0m，炮孔排距0.6～0.7m，孔距
0.9～1.0m，炮孔装药系数为0.7～0.75；出矿采用1.5m3或2m3铲运机出矿，凿岩台车和铲运
机经中段运输巷3、采场斜坡道7进入采场工作面作业，铲出矿石搬运至中段运输巷处装车
或倒入矿石溜井中；采场分条回采时，在各分条下侧底部留设三角台阶11作为凿岩台车和
铲运机的运行通道和作业平台；
（5）、分条5回采时，同步对其上部相邻分条底部的三角台阶11进行回收。
（6）、当矿体厚度大于3m时，单个分条回采时，首先在分条底部进行拉底，拉底高度
2～3m，然后以该拉底空间为自由面进行压顶，压顶层最上一排炮孔加密布置，孔距0.7～
0.9m，炮孔装药系数调整至0.5～0.6，采用光面爆破控制顶板边界。
实施例二
从图3和图4可以看出，本发明这种机械化台阶式房柱采矿法，包括如下步骤：
（1）、采场布置：采场沿矿体走向布置，中段高度20～30m，采场沿走向长100～120m，采
场斜长大于80～100m，采场间沿倾向留设4～6m宽的间柱1，上、下相邻的中段之间布置中段
运输巷3并留设顶柱4和底柱2，底柱宽4～6m，顶柱宽4～6m，矿体沿倾向划分为上、下两个分
段，分段间留设宽4～6m的连续条柱12；采场回采时，将矿体沿走向划分为分条5进行回采，
分条宽度6～8m，分条5之间留设点柱6，点柱规格3m×3m～4m×4m，点柱沿矿体走向间距8～
10m，点柱沿倾向间距6～8m；
（2）、采准切割工程：采场采用脉内斜坡道采准，主要采切工程包括采场斜坡道7、人行
通风上山8、切割平巷9、分段平巷13、矿石溜井14、临时条柱15和人行通风联络道16，分段平
巷13布置在上分段下侧，采场斜坡道7布置在各分段中央并连通相应的中段运输巷3与分段
平巷13，人行通风上山8布置在采场两侧并与上、下中段的中段运输巷3、分段平巷3贯通并
形成完整通风回路，切割平巷9布置在各分段最上一个分条5的下侧并自采场斜坡道7向两
侧人行通风上山8掘进并与之贯通，矿石溜井14布置在分段平巷13的两侧并与设置在该中
段底部的中段运输巷或运输穿脉连接，临时条柱15宽3m并留设在下分段人行通风上山8一
侧用于保护人行通风上山，人行通风联络道16间隔6～8m的设在临时条柱15中并与采场贯
通；
（3）、采场回采时分条5之间自上而下进行回采，工作面自采场斜坡道7与分条5交汇处
开始并沿走向向两侧推进，上分条回采工作面超前下分条回采工作面4～6m；首采分条以切
割平巷9为自由面和补偿空间进行扩帮压顶；其余分条采用超前切割方式进行回采，即首先
在分条下侧超前回采工作面处设置一个导硐10，该导硐10布置在分条下侧边界且超前回采
工作面4m以上，然后以此导硐10为自由面对相应的分条进行扩帮压顶；采场回采顺序为先
回采上分段再回采下分段，或为上、下分段同时回采；
（4）、采场回采采用凿岩台车凿岩，孔径为40mm，孔深4.0m，炮孔排距0.6～0.7m，孔距
0.9～1.0m，炮孔装药系数为0.7～0.75；出矿采用1.5m3或2m3铲运机出矿，凿岩台车和铲运
机经中段运输巷3、采场斜坡道7进入采场工作面作业，铲出矿石搬运至中段运输巷处装车
或倒入矿石溜井中；采场分条回采时，在各分条下侧底部留设三角台阶11作为凿岩台车和
铲运机的运行通道和作业平台；
（5）、分条5回采时，同步对其上部相邻分条底部的三角台阶11进行回收，当上分段各分
条内的矿体回采完毕后，采用浅孔后退的方式回采下分段内留设的临时条柱15；
（6）、当矿体厚度大于3m时，单个分条回采时，首先在分条底部进行拉底，拉底高度2～
3m，然后以该拉底空间为自由面进行压顶，压顶层最上一排炮孔加密布置，孔距0.7～0.9m，
炮孔装药系数调整至0.5～0.6，采用光面爆破控制顶板边界。