平极射图上,可非常直观地找出顶板及边墙的裂隙块体和松动危险体。分析表明,矿岩整体上稳固性较好,但顶板层面发育,存在一定危险,如在B矿块进路边壁统计的节理结构面主要有三组,产状分别为335°<30°、110°<85°、70°<88°,根据赤平极射投影图分析,层厚在2~3 m左右的层间节理组,与陡倾斜的其它节理交叉,构成顶板边墙和矿柱自由面上可动块体,将造成顶板脱层和边壁片落,在B矿块进路上方有两处较为严重的层状冒落体。
(2) 采场顶板稳定性分级。声发射参数可综合反映出岩体破坏过程,应用声波和声发射技术可进行采场顶板安全等级的初步划分。具体评判标准参见附表。按此标准,A、B、C矿块回采初期顶板稳定性多为2~3级,回采中随应力的变化B矿块出现过1级顶板的危险情况,回采后期顶板稳定性多为1~2级。
附表 依据声发射参数评定的顶板稳定性分级
3 监测结果及分析
(1) 光应力计监测。1999年4月份E4采场开采后,光应力计R2的应力条纹由原来的1级增加到2+1/3级,说明应力增加很快。5月份E4采场爆破引起405水平坑道破坏,6月份部分点应力降低,说明局部应力集中并有逐渐向外转移的趋势,405水平30#线北端有小冒落。7月份A矿块的R16、R19、R20、R23等光应力计的应力条纹明显增加,说明矿柱应力随着空区的扩大而增加。C矿块出现冒顶,E4附近矿柱破坏。8月份个别矿柱压裂。9月份个别点压力增大。1999年底,出现部分压力降低现象,压力拱往外扩大。

附图 东盘区监测网图
(2) 声发射监测。1999年6月,382 m水平B矿块出现岩体声发射现象,A矿块没有明显的声发射现象。7月初,B矿块监测到大量声发射信号,据此判断该处很危险,提出建议暂停爆破作业,处理松石,并同时减缓C矿块的采矿速度,待B矿块出矿作业完成后进行后退式回采。7月3日监测到B矿块11#测点附近声发射信号很明显,并出现连音,顶板发响,根据声发射数据分析提出冒顶预报,随后几天果然发生了片帮和冒顶。7月底监测到较强的声发射信号,矿柱及边墙压裂,同时E5~E6等地段出现声发射现象,因此建议暂停E6采场爆破作业,待E5~E6采场打完钻后再恢复作业,B矿块的出矿工作待稳定后再继续进行。11月,B矿块与A矿块部分连通,个别矿柱应力集中,监测到部分低频岩音,说明有可能出现大型结构块体松动,因而提出注意出矿安全监护建议。至12月,因爆破崩矿,B矿块上方已出现大的结构块体冒落,此时声发射现象不明显。东盘区声波监测结果表明,对大范围的地压显现,岩石声发射表现强烈,大面积岩体发响,且持续很长时间,出现主频发散的现象。采场冒顶和边帮破坏,声发射特征表现为一定范围内强度较大,开始以高频为主,冒落前出现低频信号。矿柱受压时声发射现象较明显,其能量相对较小,频率高。现场监测资料说明,声发射事件率的变化及能量累计是冒顶预测的重要指标,结合声发射频谱变化等情况分析,应用灰色理论和神经网络等方法预测采场稳定性,可在冒顶来临前几天内提出预报。
(3) 巷道断面收敛和水准监测。在405 m水平30#线主要运输道进行了水准监测。水准仪和巷道断面收敛计监测结果表明,测点最大相对下沉量10 mm,上部坑道收敛计观测数据比较稳定,说明该处没有剧烈地压活动的趋势。
4 空区处理措施
A、B、C矿块开采后,32#线以东顶板爆露面积达1000 m2左右,30#