张电吉,周春梅,梅婷婷,梅启双

(武汉工程大学环境与城市建设学院,湖北 武汉 430074)

0 引 言

磷块岩矿床是我国磷矿主体,磷块岩按矿物成分主要可分为两大类,即硅质磷块岩与白云质含生物碎屑磷块岩.研究表明[1-2],我国磷矿大部分属于硅钙质类型,陡山沱组磷块岩中占77%,梅树村组磷块岩中占83%,其中宜昌磷矿、胡集磷矿、滇池原生矿、瓮福磷矿多为含硅相对较高的硅钙质磷矿石,P2O5品位一般在15%～25%.磷块岩矿石中主要磷酸盐矿物为胶磷矿,主要脉石矿物为白云石、石英.

在磷块岩矿的地下开采中,采场顶板、巷道顶板及边帮、矿柱等部位常出现开裂破坏,给地下矿开采带来很多安全隐患.深部高应力巷道工程开挖以后,会在巷道浅部首先出现了一些初始裂缝,且这些初始裂缝处于压剪状态,或拉剪状态,并随着应力场的重新分布过程进一步扩展和贯通.结构围岩裂纹的不稳定扩展常导致灾难性事故,如地下采场及巷道的岩爆,开采中的冲击矿压等等,它们的发生与地下结构围岩壁附近的裂纹、应力集中、自由表面影响密切相关,而裂纹的成核以及贯通后扩展方式是引起磷块岩变形破坏的关键.研究磷块岩开裂破坏机理,可为磷块岩地下开采中的灾害防治提出更科学的理论支撑,以指导磷块岩开采的设计与现场施工.

1 磷块岩的物理力学性质

按磷的工业品位将岩石中P2O5含量>18%的称为磷块岩;<8%的称含磷岩;8%～18%者称为磷质岩.根据磷块岩的成因将沉积成因的磷质岩称为磷块岩,而把岩浆成因或变质成因的结晶磷质岩称为磷灰岩.

硅钙质磷块岩矿石的主要有用组分是胶磷矿……