岑蘭愛 吝曼卿 豐光亮 瞿定軍 王國(guó)均 劉 建

(1.武漢工程大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院，武漢430073；2.武漢工程大學(xué) 磷資源開發(fā)利用教育部工程研究中心，武漢430205；3.中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430000；4.湖北宜化集團(tuán)礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖北 宜昌443000；5.湖北杉樹埡礦業(yè)有限公司，湖北 宜昌443100)

礦山開采深度越深，地質(zhì)環(huán)境越復(fù)雜、地應(yīng)力越高，工程災(zāi)害也越多，對(duì)深部資源的安全高效開采存在較大威脅[1]。深部磷礦山在開采過程中，受各種不利條件及施工環(huán)境的影響，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)。其中，冒頂是作為其中最為常見的災(zāi)害之一，經(jīng)常造成工期延誤、機(jī)械設(shè)備損壞、工程費(fèi)用增加、對(duì)施工人員的生命安全構(gòu)成威脅[2]。冒頂是由于巖體本身的穩(wěn)定性較差，再加上開拓采礦，切割巖礦，巷道周圍產(chǎn)生應(yīng)力重新分配，導(dǎo)致巖體發(fā)生某種變形破壞。在這種情況下，頂板巖體的完整性已經(jīng)遭到破壞，若不采取有效措施，極易形成頂板巖體冒落現(xiàn)象。

根據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局統(tǒng)計(jì)資料，全國(guó)非煤礦山在2017年共發(fā)生冒頂塌方事故125起、死亡140人，事故起數(shù)、死亡人數(shù)均居第一位[3]。龍巖連城礦山發(fā)生一起巷道頂板墜落事故，塌落巨石長(zhǎng)×寬×高約為4.5 m×2.5 m×2 m，質(zhì)量約5 t[4]。某礦在巖體節(jié)理裂隙非常發(fā)育、巖體松散破碎部位發(fā)生一起冒頂災(zāi)害，冒頂規(guī)模長(zhǎng)×寬×高為5.7 m×4.3 m×3.0 m，冒落體積約85 m3，冒頂區(qū)的錨桿全部掉落[5]。京珠高速靠椅山隧道發(fā)生坍塌量達(dá) 20 000 m3，長(zhǎng)達(dá)188 m的冒頂型塌方，致使隧道被迫停工[6]。預(yù)防和治理冒頂是地下工程首要工作，而解決這一問題的關(guān)鍵之一在于深入理解冒頂災(zāi)害的影響因素。只有明確了冒頂?shù)挠绊懸蛩?，才能做出可靠的冒頂預(yù)測(cè)和提出有效的防控措施。

向天兵等[7]從控制因素、發(fā)生條件、破壞機(jī)制等3個(gè)方面總結(jié)出18種典型的圍巖破壞形式，提出每種破壞形式的針對(duì)性調(diào)控措施。吳文平等[8]依據(jù)地質(zhì)條件、支護(hù)設(shè)計(jì)與施工全過程等將深埋硬巖隧洞的破壞現(xiàn)象進(jìn)行分類，并根據(jù)具體的圍巖破壞現(xiàn)象，提出相應(yīng)的控制措施。王普等[9]依據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、數(shù)值模擬與理論分析等方法，認(rèn)為膨脹型軟巖巷道易變形破壞乃至冒頂，其主要問題是機(jī)理認(rèn)識(shí)不清以及支護(hù)方案不合理。蔡峰等[10]認(rèn)為構(gòu)造發(fā)育、地應(yīng)力高和支護(hù)形式不當(dāng)是巷道由離層發(fā)育轉(zhuǎn)化為巖板破斷漸進(jìn)式層狀頂冒落的主要原因，并針對(duì)其破壞機(jī)理及主控因素提出了穩(wěn)定控制對(duì)策。CHEN等[11-13]通過對(duì)收集和整理的隧道、非煤礦山冒落資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出影響冒落的因素有：地質(zhì)條件、埋深、開挖方式以及擾動(dòng)情況、頂板管理等，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。這些研究對(duì)于認(rèn)知深部磷礦冒頂災(zāi)害的影響因素及預(yù)防控制措施具有重要意義。由于不同深部磷礦巖體地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力水平、施工因素等存在差異，不同深部磷礦冒頂現(xiàn)象及致災(zāi)影響因素也將有所區(qū)別。因此，有必要基于更廣泛的具體工程實(shí)例，進(jìn)一步探究深部磷礦地下開采過程中冒頂現(xiàn)象致災(zāi)影響因素并提出適應(yīng)性預(yù)防措施，全面支撐深部磷礦地下安全開挖。

為此，本文以湖北某深部磷礦區(qū)東部礦段礦體為工程背景，開展了地質(zhì)采礦條件、冒頂現(xiàn)象、開采設(shè)計(jì)等一系列資料收集與調(diào)查分析，對(duì)礦山開采過程中造成冒頂?shù)挠绊懸蛩剡M(jìn)行探究，并提出適應(yīng)性的防治措施。研究成果可為該磷礦山及類似條件的磷礦山地下開采工程的順利建設(shè)和安全生產(chǎn)提供借鑒，實(shí)現(xiàn)磷礦地下資源的安全高效開采。

1 工程概況及工程地質(zhì)條件

1.1 工程概況

以湖北某磷礦山為工程背景，該礦山屬宜昌市夷陵區(qū)樟村坪鎮(zhèn)所轄，是最早進(jìn)行宜昌中磷層開采的大型礦山，礦區(qū)面積約7.878平方公里，地質(zhì)存儲(chǔ)量為1.31億t。該項(xiàng)目成立于2006年，并于2010年投產(chǎn)，具備年產(chǎn)150萬t磷原礦的生產(chǎn)能力[14-15]。但項(xiàng)目投產(chǎn)后，隨著對(duì)礦體的開挖擾動(dòng)以及礦體自身的影響，各種災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，其中冒頂最為常見。根據(jù)近幾年該磷礦山冒頂?shù)陌l(fā)生情況，發(fā)現(xiàn)均未發(fā)生人員重傷及傷亡事故。但該破壞的發(fā)生始終會(huì)對(duì)施工人員的生命安全構(gòu)成威脅，因此，探究該磷礦山地下開采過程中冒頂現(xiàn)象致災(zāi)影響因素并提出適應(yīng)性的預(yù)防控制措施對(duì)礦山安全生產(chǎn)有重大意義。

1.2 工程地質(zhì)條件

1.3 工程巖體特性

根據(jù)本礦區(qū)巖(礦)石樣力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果，該礦段主礦區(qū)礦層頂、底板圍巖極限抗壓強(qiáng)度84.2～182.7 MPa，巖石抗剪強(qiáng)度(C值)4.8～32.35 MPa，彈性模量(6.5～8.25)×104MPa，軟化系數(shù)0.52～0.78。故本礦區(qū)地層以堅(jiān)硬巖石類為主。但巖石的完整性較差，斷層裂隙構(gòu)造發(fā)育，屬于不穩(wěn)固礦體。

2 冒頂特征分析

該磷礦山頂板為薄至中厚層狀白云巖，泥質(zhì)含量較重，礦層內(nèi)斷層裂隙構(gòu)造較發(fā)育，巖體結(jié)構(gòu)完整性較差，屬于不穩(wěn)固礦體。再加上開拓采礦，在井巷周圍產(chǎn)生了應(yīng)力的重新分配，導(dǎo)致巖體發(fā)生某種變形破壞，在此種情況下，若不采取有效措施，難以避免會(huì)出現(xiàn)頂板垮落、冒落等現(xiàn)象。

該礦山中部202-1開采區(qū)的富礦層沿?cái)鄬印⒘严逗凸?jié)理面發(fā)生四周垮落現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)礦柱從中間開裂的問題，如圖1(a)，致使礦柱很有可能完全喪失支撐能力。同時(shí)頂板巖爆、掉渣頻繁，部分區(qū)域已出現(xiàn)頂板冒落現(xiàn)象，如圖1(b)，波及采場(chǎng)內(nèi)鄰近作業(yè)面，對(duì)正常的安全采礦已經(jīng)產(chǎn)生了威脅。與此同時(shí)由于頂板來壓導(dǎo)致應(yīng)力集中，使得部分塊段還未回采結(jié)束便已出現(xiàn)礦柱劈裂、頂板來壓導(dǎo)致無法回采，礦產(chǎn)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)礦柱開裂和頂板冒落圖Fig.1 Site mine pillar cracking and roof fall diagram

根據(jù)該磷礦山“八月安全環(huán)保檢查通報(bào)”的統(tǒng)計(jì)資料發(fā)現(xiàn)，多處開采區(qū)在頂板管理方面存在不足，如3033Q1采場(chǎng)頂板管控較差，多處破頂現(xiàn)象較為嚴(yán)重，見圖2(a)；2052Q11采場(chǎng)頂板礦石未拿完，沒有及時(shí)處理安全隱患，導(dǎo)致圍巖發(fā)生大面積塌落現(xiàn)象，見圖2(b)；304Q7工作面網(wǎng)片加機(jī)械頂臨時(shí)支護(hù)不規(guī)范，甚至出現(xiàn)裸頂作業(yè)的現(xiàn)象。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)頂板破壞圖Fig.2 Site top plate damage diagram

該磷礦區(qū)303Q1開采區(qū)自開工以來由于地質(zhì)條件、施工措施和頂板管理等原因已發(fā)生大小規(guī)模不等的冒頂數(shù)十次，多處拱頂、拱肩發(fā)生破壞，對(duì)施工安全造成影響。冒頂主要集中在東西向巷道(圖3)，數(shù)字代表破壞點(diǎn)。表1中僅列出了303Q1部分典型冒頂情況。

圖3 303Q1破壞區(qū)分布位置圖Fig.3 Location map of 303Q1 damage area

表1 該磷礦開采區(qū)部分典型冒頂破壞形式及發(fā)生位置Table 1 Some typical forms of roof damage and locations in the mining area of this phosphate mine

3 冒頂影響因素分析

在采礦生產(chǎn)過程中，冒頂是最為常見的災(zāi)害之一。冒頂是由于開拓采礦，在巷道周圍產(chǎn)生了應(yīng)力重新分配，導(dǎo)致巖體發(fā)生的某種變形破壞，在這種情況下，頂板圍巖的完整性遭到破壞，若不采取有效措施，就可能產(chǎn)生頂板巖礦的冒落現(xiàn)象。

通過對(duì)工程概況、工程地質(zhì)條件、施工過程以及現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)資料深入調(diào)查和分析，認(rèn)為該磷礦冒頂頻發(fā)的主要原因有以下幾個(gè)方面：

1)地質(zhì)方面。導(dǎo)致冒頂最重要的因素通常被認(rèn)為是不良的地質(zhì)因素[17-18]。如深埋約為2 400 m的錦屏地下實(shí)驗(yàn)室二期工程[19]、白鶴灘水電站大型地下硐室群右岸主變室施工期 C4[20]和白鶴灘水電站左岸廠房硐群尾水連接管[21]正是因?yàn)榈刭|(zhì)方面的原因從而誘發(fā)多處冒頂破壞，這也很好地證實(shí)了以上觀點(diǎn)。深部磷礦作為地下工程，不可預(yù)見的地質(zhì)現(xiàn)象及復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造對(duì)其在開采過程中會(huì)造成很大的影響。

通過現(xiàn)場(chǎng)踏勘以及對(duì)該磷礦冒頂發(fā)生后的情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)破壞的大部分區(qū)域斷裂構(gòu)造破碎帶、節(jié)理裂隙、斷層都比較發(fā)育。例如圖4所示，該洞段巖體主要為白色或灰白色泥粉晶、粉晶云巖夾云質(zhì)泥巖和致密條帶狀磷塊巖，裂隙較發(fā)育，云質(zhì)泥巖以夾層產(chǎn)出，易風(fēng)化，強(qiáng)度降低后易形成相對(duì)軟弱結(jié)構(gòu)面。再加上開挖擾動(dòng)的影響，使得礦層易形成不穩(wěn)定的危巖體，當(dāng)?shù)貙討?yīng)力超過巖體原來的強(qiáng)度時(shí)，巷道就可能因巖體的變形加速而導(dǎo)致脫頂、片幫的發(fā)生?？梢姡瑪嗔褬?gòu)造破碎帶、斷層、節(jié)理裂隙、巖性等地質(zhì)因素是冒頂災(zāi)害發(fā)生的內(nèi)在條件。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)圍巖裂隙發(fā)育圖Fig.4 Site surrounding rock fracture development map

2)施工方面。如果采礦方法不合理、不遵守回采順序或未能采取有效的支護(hù)措施，極易造成冒頂?shù)陌l(fā)生。該工程在施工時(shí)采用普通房柱采礦方法和單一通道混合運(yùn)輸分層開采法。普通房柱采礦法是礦山前期采空區(qū)按設(shè)計(jì)留設(shè)礦柱后，采取控制放頂、自然崩落充填采空區(qū)，但是隨著采礦作業(yè)不斷進(jìn)行，采空區(qū)范圍增大，頂板暴露面積增加，礦柱難以支撐頂板壓力而發(fā)生頂板垮塌現(xiàn)象，而且采用直接崩落圍巖法充填采空區(qū)，容易導(dǎo)致地表塌陷。單一通道混合運(yùn)輸分層開采法即是由于上下層在回采礦石時(shí)都需要經(jīng)過同一切割運(yùn)輸?shù)肋\(yùn)出，導(dǎo)致上下層回采不能同時(shí)進(jìn)行，回采周期過長(zhǎng)，致使切頂回采形成的空區(qū)暴露時(shí)間過長(zhǎng)，在進(jìn)行降低回采時(shí)發(fā)生冒頂現(xiàn)象。

開挖后的圍巖應(yīng)力將重新分配，尤其是對(duì)存在不良情況的圍巖，應(yīng)及時(shí)采取有效的支護(hù)措施。該工程在施工過程中采取錨桿掛網(wǎng)支護(hù)、錨桿噴漿支護(hù)、噴漿支護(hù)等方式，雖然在一定程度上能控制圍巖的變形破壞，但對(duì)于存在不良地質(zhì)情況的圍巖而言，控制效果卻不是很理想。如使用錨桿掛網(wǎng)支護(hù)不能很好地控制頂板浮石，浮石風(fēng)化后和網(wǎng)片、錨桿整體脫落，如圖5所示；單純錨桿掛網(wǎng)支護(hù)、錨桿噴漿支護(hù)、噴漿支護(hù)在巷道圍巖中不能形成一個(gè)完整的周邊圍巖承載圈，承載能力不足，整體支護(hù)質(zhì)量較差，支護(hù)后仍可能有頂板冒落現(xiàn)象。因此，施工因素對(duì)于礦山的安全開采具有重要影響。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)錨桿網(wǎng)片脫落圖Fig.5 Field anchor mesh shedding diagram

3)頂板管理方面。目前該磷礦山在對(duì)礦體進(jìn)行開采的過程中，在頂板管理方面存在一些不足。礦體在形成空區(qū)后，對(duì)頂板浮石的檢查、“敲幫問頂”不到位，留下了安全隱患。此外，未對(duì)暴露面積過大的采空區(qū)采取及時(shí)有效的防護(hù)措施，導(dǎo)致空區(qū)局部或大面積來壓，引起礦柱出現(xiàn)較為嚴(yán)重開裂變形和垮塌，從而引發(fā)頂板的局部或大面積的垮塌現(xiàn)象。同時(shí)該礦山在開采礦體時(shí)，對(duì)頂板的地壓管理工作困難，目前所采取的木滑尺等傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段受外在因素影響大，存在人為誤差，且監(jiān)測(cè)點(diǎn)有限，可信度較低，這就使得頂板垮落時(shí)有發(fā)生。此外，該礦山有時(shí)在對(duì)工作面頂板采用臨時(shí)支護(hù)時(shí)未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范進(jìn)行，造成支護(hù)抗力未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，最終在開挖的擾動(dòng)下發(fā)生冒落現(xiàn)象。

根據(jù)上述冒頂影響因素分析，認(rèn)為該磷礦山冒頂現(xiàn)象的發(fā)生主要是復(fù)雜的地質(zhì)、施工以及管理等多方面的主觀與客觀因素綜合作用的結(jié)果，其與現(xiàn)有研究的冒頂影響因素分析結(jié)果類似。冒頂災(zāi)害的主要影響因素見表2。

表2 冒頂現(xiàn)象的主要影響因素Table 2 Main influencing factors of roofing phenomenon

4 冒頂現(xiàn)象預(yù)防控制措施

在前述冒頂特征及致災(zāi)原因研究基礎(chǔ)上，提出了工作面開采全過程的冒頂現(xiàn)象適應(yīng)性防治措施，具體為：選擇合理的采礦方法和回采順序；選擇合理的支護(hù)方式；加強(qiáng)對(duì)頂板浮石的檢查與處理；采用合理的地壓監(jiān)測(cè)手段；加強(qiáng)頂板管理。

4.1 選用合理的采礦方法和回采順序

經(jīng)驗(yàn)證明，采礦方法、回采順序不合理容易造成冒頂現(xiàn)象的發(fā)生。根據(jù)該磷礦山的開采實(shí)踐，由于采用不適合的采礦方法和回采順序，使得頂板暴露時(shí)間過長(zhǎng)，因此頻繁發(fā)生冒頂現(xiàn)象。

針對(duì)上述采礦方法、回采順序存在的缺陷，該磷礦山在開采礦體時(shí)建議加快工作進(jìn)度，減少頂板暴露時(shí)間，同時(shí)對(duì)采空區(qū)采用充填法。為此，建議該磷礦山在礦房?jī)?nèi)分別布置切頂、降底兩條運(yùn)輸通道，這樣可以保證上下部回采時(shí)可以同步進(jìn)行，保證施工的連續(xù)性。同時(shí)為減少頂板暴露時(shí)間，可以縮小上下部回采線之間的距離，確保降底回采時(shí)的安全，基本原理圖見圖6所示。至于充填法，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，宜采用干料充填和濕式+膠結(jié)充填方式，該充填方式是通過充填體與圍巖共同作用，以改變圍巖的應(yīng)力分布狀態(tài)，從而達(dá)到有效控制地壓的目的，其對(duì)防止空區(qū)大面積冒落，產(chǎn)生沖擊波造成地質(zhì)災(zāi)害有很好的防治效果。

圖6 分層采礦方法基本原理圖Fig.6 Basic principle diagram of stratified mining method

4.2 選擇合理的支護(hù)方式

支護(hù)的根本目的是保護(hù)、改善和提高巖體的強(qiáng)度，合理有效的支護(hù)是保證礦山安全開采的前提[22]。為防止在開拓采礦時(shí)頂板發(fā)生冒落現(xiàn)象，應(yīng)加強(qiáng)采掘工作面的頂板管理，對(duì)所有巷道進(jìn)行定期的檢查，選擇合理的支護(hù)方式，且支護(hù)要及時(shí)，禁止在空頂下作業(yè)。其對(duì)于防止礦山的冒頂現(xiàn)象具有重要意義。

為此，在對(duì)巷道的支護(hù)工作方面，建議該磷礦山在開采較為穩(wěn)定完整的圍巖時(shí)可采用單純的錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)等，但開采存在不良地質(zhì)情況的礦體時(shí)，宜采用錨桿掛網(wǎng)噴漿聯(lián)合支護(hù)，通過噴漿，使得錨桿、網(wǎng)片和頂板在巷道圍巖中形成一個(gè)完整的噴錨網(wǎng)支護(hù)圈，增大巖石內(nèi)聚力，以提高支護(hù)強(qiáng)度。其對(duì)加固圍巖，防止頂板冒落起到重要作用。此外，對(duì)圍巖力學(xué)、強(qiáng)度條件較差的礦山，也是十分必要的。

4.3 加強(qiáng)對(duì)頂板浮石的檢查與處理

浮石是采掘工作面爆破后最為常見的。因此對(duì)浮石的檢查處理是一項(xiàng)重要且經(jīng)常性的工作，它是防止浮石掉落造成事故的重要措施。對(duì)于該磷礦體開采中的浮石，建議首先要確保采場(chǎng)頂幫穩(wěn)定性，撬浮石，進(jìn)行撬毛作業(yè)的人員建議是固定專人或需經(jīng)專門的安全技術(shù)培訓(xùn)的人員；其次是回采作業(yè)前，必須認(rèn)真進(jìn)行“敲幫問頂”工作，確保安全后再進(jìn)行作業(yè)；此外建議大力推廣撬毛臺(tái)車代替人工撬毛作業(yè)，避免人員傷亡情況的發(fā)生；最后若發(fā)現(xiàn)冒頂預(yù)兆，應(yīng)立即停止作業(yè)采取應(yīng)對(duì)措施，情況嚴(yán)重的，應(yīng)立即通知井下工作人員撤離現(xiàn)場(chǎng)，并及時(shí)上報(bào)。

4.4 采用合理的地壓監(jiān)測(cè)手段

應(yīng)重視礦山的地壓管理工作。深部礦山地壓主要以變形地壓和沖擊地壓(巖爆)為主，其防控是深部采礦巖層控制的核心問題[22]，若不對(duì)采空區(qū)采用適宜的監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行地壓監(jiān)測(cè)，則礦體很容易受到不同程度地壓危害的威脅，這對(duì)于礦山的安全生產(chǎn)不利。

為此，對(duì)于該磷礦山的地壓情況，建議建設(shè)科學(xué)的微震監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及準(zhǔn)確預(yù)警。微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖如圖7所示，其基本原理是：數(shù)據(jù)采集器連接微震傳感器，負(fù)責(zé)連續(xù)采集來自各傳感器的微震信號(hào)并進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，由電線傳輸?shù)骄峦ㄐ趴刂浦行?，然后由光纜傳輸?shù)降乇肀O(jiān)測(cè)控制中心，在地表監(jiān)測(cè)控制中心進(jìn)行處理和分析，同時(shí)由地表監(jiān)測(cè)控制中心監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并發(fā)出控制指令控制和管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行。一般情況下，某區(qū)域在地壓顯現(xiàn)之前會(huì)有一系列破裂信息，微震監(jiān)測(cè)技術(shù)利用在空間上不同方位布設(shè)的微震傳感器，可實(shí)時(shí)感知這些破裂信息，通過對(duì)破裂信息進(jìn)行分析，可提前預(yù)警頂板地壓破壞的位置和強(qiáng)度。其可為地下礦山的穩(wěn)定性分析及工程地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)警提供依據(jù)。

圖7 微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖Fig.7 Schematic diagram of microseismic monitoring system

4.5 加強(qiáng)頂板管理

加強(qiáng)礦山頂板管理，可更好地預(yù)防冒頂現(xiàn)象的發(fā)生。目前，諸多安全事故均是由于人員安全意識(shí)淡薄和缺乏完善的制度所引起的。為此，建議該磷礦山應(yīng)加強(qiáng)人員安全技術(shù)知識(shí)和安全教育的培訓(xùn)工作，提高管理人員的技術(shù)水平和安全意識(shí)；同時(shí)總結(jié)先前頂板管理的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，結(jié)合礦山現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制訂出一套完整的巷道施工頂板管理標(biāo)準(zhǔn)，并落實(shí)到位，為科學(xué)有效地管理頂板提供參考。

4.6 效果

上述措施已應(yīng)用到湖北某深部磷礦山的諸多采場(chǎng)中，并取得了較好的冒頂現(xiàn)象防治效果。部分采區(qū)應(yīng)用效果如表3所示。由表3可知，在采取上述措施之后，工作面冒頂、片幫現(xiàn)象減少，采空區(qū)地壓風(fēng)險(xiǎn)降低，工作面圍巖穩(wěn)定性得到提高，可及時(shí)掌握礦山地壓活動(dòng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)工作面的安全高效開采。

表3 部分采區(qū)應(yīng)用效果展示Table 3 Part of the mining area application effect demonstration

5 結(jié)論

1)通過搜集整理湖北某磷礦冒頂資料發(fā)現(xiàn)，巖體在開挖擾動(dòng)下造成冒頂災(zāi)害多集中在斷裂構(gòu)造破碎帶、斷層、節(jié)理裂隙、東西巷道拱頂拱肩、頂板管控較差、采礦方法和回采順序不合理、地應(yīng)力高、浮石未及時(shí)檢查清理、支護(hù)不當(dāng)?shù)乳_采區(qū)處。

2)分析揭示了造成該磷礦山冒頂災(zāi)害的影響因素，主要包括地質(zhì)因素、施工因素和頂板管理因素。

3)在冒頂特征及致災(zāi)原因研究基礎(chǔ)上，提出了工作面開采全過程的冒頂現(xiàn)象適應(yīng)性防治措施，實(shí)現(xiàn)磷礦地下資源的安全高效開采。諸多措施已應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，并取得了較好的控制效果。具體包括干料充填和濕式+膠結(jié)充填法及上下部回采時(shí)可同步進(jìn)行的分層采礦方法和回采順序、錨桿掛網(wǎng)噴漿聯(lián)合支護(hù)方式、固定專人或經(jīng)專門安全技術(shù)培訓(xùn)的人員檢查處理浮石、大力推廣撬毛臺(tái)車代替人工撬毛作業(yè)、微震監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)對(duì)地壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警、加強(qiáng)人員安全技術(shù)知識(shí)及安全教育培訓(xùn)工作、建議制定一套完整的巷道施工頂板管理標(biāo)準(zhǔn)。