采礦工程與力學關系

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一、采礦工程與力學問題的關系

1.1采礦工程中具許多重要的力學問題。采礦工程中往往具有許多具有現(xiàn)實性，且十分重要的力學問題，具體總結如下：（1）鉆井問題，鉆井的選型，前期的檢查，維修，保養(yǎng)，在進行開采是鉆井出現(xiàn)的油井鉆鑿軌跡制導；（2）特殊事故的發(fā)生，例如當采油出現(xiàn)意外，瓦斯?jié)B漏，地熱異常等對應的解決方案，以及測量地應力時，必須做的地層致裂和滲流工作。（3）礦場環(huán)境監(jiān)測和掌控，監(jiān)控采場地壓，出現(xiàn)異常及時預警，考查礦石自然脫落和受外力作用下強制崩塌滾動的規(guī)律，預防意外事故發(fā)生。（4）對采礦區(qū)外圍路段也要進行嚴密監(jiān)測，加強軟巖巷道的維護工作，時常對露天陡坡進行監(jiān)測，確保其平衡性和穩(wěn)定性。（5）關于采礦中出現(xiàn)的一些爆炸問題，努力做好巖爆機制的預防，關注硬巖的非爆炸破碎方法，研究礦巖的粉碎力學和巖石的爆破力學問題。（6）進行采礦工程的開采工作時，地表沉陷問題，和沉陷帶來的構筑物的問題。

1.2采礦工程中力學問題的相對解決方案。在采礦工程中具許多重要的力學問題，對于這些棘手的問題，有關工作人員經(jīng)過努力研究提出相關的解決方案。在采礦工程進行開采工作前，要預先做好充分的準備工作，完善的調查研究工作，和精準的相關數(shù)據(jù)計算工作，以實現(xiàn)的準備工作為依據(jù)，繪制圖紙，在按照精準的圖紙進行開采工作，確保前期的所有工作妥善完成。在工作初期，勘察工作尤為重要，合理應用勘察過程中獲得的眾多力學數(shù)據(jù)和微小的地質細節(jié)。在開采過程中，注意積極進行信息反饋工作，及時將變化的數(shù)據(jù)提交，以便迅速調整或者修改開采參數(shù)。一般，采礦工程破碎和穩(wěn)定的時間順序和空間布局，嚴重影響采礦工程的效果。采礦工程是一個短期項目，一旦采礦工程完結，采礦工程就不再具有任何價值。力學的理論知識在開采工程中發(fā)揮其重要性，可以用于進行工程信息的收集和獲取工作，并對開采工作的具體步驟具有指導作用。平常位移和應力相比較，準確數(shù)據(jù)、聲發(fā)射等都更容易實現(xiàn)，如何使其在采礦工程的開采工作發(fā)揮作用，是以后的研究要點。采礦工程是一個遠離平衡的不可逆過程，很多影響因素和未知條件對其產(chǎn)生干擾作用。在進行工程施工時，由于巖體的線性結構，很容易出現(xiàn)渾沌現(xiàn)象。所以采礦只需保持80%以上的可靠性，沒必要追求最精確的結果。采礦工程昂貴的代價，較長的計算時間都會對采礦工程的整體效果產(chǎn)生影響?？煽啃缘牧W分析是采礦工程之后重點研究的項目。

1.3崩落采礦和巖石力學問題的關系。巖石力學研究地殼巖石在多種環(huán)境下的運動、變形和破壞規(guī)律，它是力學的一個分支。巖石力學的主要研究內(nèi)容為：（1）巖石的壓力和強度；（2）巖石的斷裂力學和抗力系數(shù)；（3）巖石的穩(wěn)定性分析；（4）有限元法和數(shù)學模型。巖石工程的研究十分復雜，困難重重，所以研究工作著重從以下幾方面入手：了解巖石的力學性質；了解巖性，原巖應力，巖體結構，節(jié)理裂隙，地下水，構造破壞帶等地質因素，工程結構，尺寸，埋深，類型等工程因素和開挖方式，爆破方式，回采地壓，回采順序等生產(chǎn)因素。注重以上因素的關聯(lián)性，掌握用精確數(shù)字描述這些復雜因素關聯(lián)性的發(fā)法。巖石力學對崩落采礦具有關鍵的指導性作用。主要的應用范圍有：應用巖體自身特征，結合地應力，對工程進行控制，達到實現(xiàn)崩落采礦的目的。在采礦工程中使用崩落采礦法的決策時，預先調查巖體特征，之后測量巖石的力學特點，充分掌握巖體的斷層的傾斜角、方向、大小，斷層面的特點，斷層泥的主要組成和特征，節(jié)理面的性質，節(jié)理密度，節(jié)理的組數(shù)、傾斜角、方向，節(jié)理的持續(xù)性，巖石的抗壓、泊松比、抗拉、彈性模量、抗剪強度、以及地應力的涵蓋范圍等參數(shù)。深入研究該巖體的可崩性，在崩落采礦的過程中使用巖石力學，從而最終才能夠將比較適合的崩落采礦方案制定出來。

二、總結

總之，我國采礦工程早已不同往日，取得的卓越成就和工作人員的努力息息相關，科學的運用理論知識，先進的機械設備，勤奮的工作人員和完善的工程設計規(guī)劃，都是我們成功的基礎。力學是采礦工程的的理論依據(jù)，運用力學知識完善采礦工程是現(xiàn)如今采礦業(yè)的一大要務。但是力學在促進采礦業(yè)發(fā)展的同時，依舊存在許多不足之處。采礦工作人員應該緊密結合采礦工程實踐與采礦工程力學關系理論研究，通過科學，知識，智慧，推動采礦業(yè)的發(fā)展，完善我國的采礦技術，提高我國的采礦率。力學對采礦工程有很重要的經(jīng)濟意義，將力學運用到采礦工程中可以有效地減少工程量和降低采礦成本。

作者：趙雙德 單位：雙鴨山礦業(yè)集團公司安泰煤礦