采礦工程與力學問題分析

1、采礦工程與力學問題分析之間的關系隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對能源的需求日益凸顯，其中，采礦工程更是重中 之重，采礦工程與力學有著密切的聯(lián)系，從力學的角度來探討采礦工程，重點解 決采礦工程的力學問題是未來采礦工程的必然選擇。采礦工程中會涉及到眾多力 學問題，解決這些問題能夠提高工程效率。隨著采礦工程形勢的日益復雜，加強 采礦工程與力學問題之間關系的研究顯得非常重要。本文將重點探討采礦工程與 力學問題之間的關系。標簽：采礦工程;力學問題;關系;探討刖言：力學是一門重要的應用型學科。在我們?nèi)粘Ｉ钪械脑S多地方都會用到力學 知識。最為典型的就是在采礦工程中的應用。在采礦過程中會遇到許多力學問題， 這些問題直

2、接影響著采礦工程進度以及整個礦區(qū)的安全生產(chǎn)情況。工程人員必須 要解決這些力學問題。采礦工程是一項非常復雜的系統(tǒng)性工程，在施工過程中經(jīng)常會遇到一系列難 題，其中最為典型的就是力學問題。力學問題難度很大，只有專業(yè)的力學人員才 能解決。為了有效解決這個問題，筆者認為必須要加強對這采礦工程與力學問題 之間關系的研究。力學有多種分類，我們對力學與采礦工程之間關系的探討可以 從多個角度來進行考察，本文將從采礦工程力學和巖石力學這兩個角度來探討采 礦工程同力學問題分析之間的關系。1、采礦工程力學概述采礦工程力學的實質(zhì)是在打破舊平衡的基礎上，尋求新的平衡。采礦工程力 學是近代以來發(fā)展起來的一門應用性和實踐性非

3、常強的學科。采礦工程力學的應 用范圍非常廣，其中在地質(zhì)，水電，地下工程，巖石工程等領域應用范圍非常大。 力學對采礦工程的影響主要體現(xiàn)在兩方面：一是力學本身是采礦工程的理論基 礎，二是力學的發(fā)展又進一步促進了采礦工程技術的進步。力學的主要目的是要 尋求新的平衡，而采礦工程的最終目標是要通過打破億萬年的穩(wěn)定的地層，來獲 得資源。采礦工程往往需要把大巖石碾碎成小巖塊，而后再把小巖快進行粉碎。 力學的主要目的是要保證在采礦過程中有一個平衡的空間。與其他類型的力學學科相比，采礦工程力學有其自身特點。與傳統(tǒng)的固體力 學相比，采礦工程中用到的力學具有以下幾個特征：首先是采礦工程力學是通過 打破穩(wěn)定的地層來尋

4、找新的平衡，而傳統(tǒng)的固體力學是通過使用材料，來設計一 個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu);其次是在采礦工程力學中巖石不是單純的材料。巖石是天然的地 質(zhì)體，其本身具有復雜的結(jié)構(gòu)和條件，我們在采礦過程中不能單純地把巖石看作 材料。最后是在采礦工程中不能忽視地應力的影響。巖石本身具有地應力。地應 力是造成巖石工程變形的主要原因。因而加強地應力的研究就顯得非常重要。采 礦工程力學與其他力學不同的一個顯著區(qū)別就是地應力。經(jīng)過人們多年的實踐研 究，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)巖石本身的地雁力具有不確定性。地應力的不確定性增加了采礦工 程的風險，我們要想控制這種風險就必須要加強對巖石地應力不確定性的研究。2、采礦工程與力學問題之間的關系在明確了采礦

5、工程力學的基本概念之后，筆者就來詳細探討采礦工程與力學 問題之間的關系。針對兩者關系的探討，我們首先必須要了解采礦工程常見的力 學問題，而后才能談得上探討理解兩者的關系。2.1、采礦工程中常見的力學問題筆者經(jīng)過對采礦工程進行深入調(diào)查并結(jié)合多年的實踐經(jīng)驗，認為當前我國采 礦工程中常見且非常重要的問題有以下幾個：一是對采場地壓進行科學預測和控 制;二是對礦石自然或者受力崩落規(guī)律的掌握;三是對采礦工程中造成的地表沉陷 問題的研究以及如何控制它所造成影響的探究；四是相關爆破問題以及非爆破破 碎方式的掌握;巖石破碎既可以運用爆破方式也可以采用非爆破的形式。在礦區(qū) 開采過程中必須要結(jié)合礦區(qū)自身的特點來進行

6、選擇;五是對軟巖巷道的維護。2.2、采礦過程中力學問題的解決方案針對礦區(qū)采礦過程中遇到的問題，筆者認為主要是要從三個角度來解決。一是在采礦過程中要高度重視反饋信息的作用。在礦區(qū)開采過程中及時分析 各種反饋信息，通過分析這些信息來不斷調(diào)整和修改開采方法。這是有效預防和 解決問題的重要手段。采礦工程本身具有一定的短期性。采礦過程中的碾碎與穩(wěn) 定等工序在時間和空間上的布局會對采礦效果造成嚴重影響，這是需要我們在采 礦過程中必須要高度重視的問題。二是科學準確的測量。在開采過程中科學準確的測量是提高開采效率的重要 手段，在開采礦區(qū)過程中對各種數(shù)據(jù)的精確測量有利于工程人員進一步掌握地質(zhì) 工程狀況，有助于主

7、動解決問題。開采過程中主要是對平常位移和數(shù)據(jù)來進行準 確測量的，與其他數(shù)據(jù)相比，平常位移和數(shù)據(jù)更容易測量。加強對于平常位移和 數(shù)據(jù)的研究是提升采礦水平的重要手段，同時還可以借助聲音發(fā)射等手段來進行 調(diào)整。三是對采礦工程進行科學的可靠性分析。在實際的礦區(qū)開采過程中會受到多 種因素的影響，不確定性很大。因而加強對采礦工程的可靠性分析就顯得尤為重 要。礦區(qū)巖體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是非線性的，這種非線性會嚴重影響到可靠性分析。在 實際開采過程中對礦區(qū)可靠性的要求并不是要達到百分之百。只要可靠性達到百 分之八十就可以進行施工。因而對礦區(qū)工程的可靠性測量必須要科學準確。這樣 可以降低采礦工程的代價，同時還可以節(jié)省計

8、算時間。對采礦工程的可靠性分析 是一個重要內(nèi)容，值得我們在未來下大力氣研究。上文提到了采礦工程力學同采礦工程的關系，接下來筆者就來探討以下巖石 力學同采礦工程之間的關系。巖石力學同采礦工程力學之間的關系集中表現(xiàn)在崩 落采礦與巖石力學的關系。首先來看巖石力學的概念，巖石力學是一門研究地殼 巖石運用，破壞，變形規(guī)律的學科。巖石力學是力學的一個重要分支。巖石力學 具體的研究方向包括以下幾個方面：一是巖石的壓力;二是巖石的斷裂;三是巖石 的穩(wěn)定性分析;四是巖石的抗力系數(shù);五是巖石的強度;六是巖石的數(shù)學模型。巖石 力學的重點是有兩個：一是對巖性，地下水，構(gòu)成破壞帶，地下水等地質(zhì)因素和 巖石開采方式的研究

9、;二是對巖石的力學性質(zhì)的研究。加強這兩方面的研究對于 提升采礦工程的效率具有重要意義。但由于巖石本身具有不確定性且各種要素之 間的關系很難用數(shù)學模型表達出來，這就給巖石力學的研究帶來很大難度。上文提到巖石力學與崩落采礦的關系非常密切，接下來，筆者就來詳細論述 巖石力學在崩落采礦中的作用。筆者認為巖石力學在崩落采礦中起著非常關鍵的 指導作用。在崩落采礦過程中首先要對巖體本身的屬性有深入了解。只有在了解 了巖體本身的屬性之后，才能真正高效安全地實現(xiàn)崩落開采。針對巖體特征的了 解，我們主要是從巖體的力學特點，斷層大小，方向，傾斜角，段層面本身的特 點和組成應力;巖石的抗剪強度，抗拉抗壓系數(shù)，地應力等角度來進行考察。巖 體特征考察的主要目的是要考察巖體的可崩性;在確定了巖石可崩性之后接下來 就是制定崩落采礦方案，針對崩落采礦方案的制定必須要嚴格按照相關規(guī)定結(jié)合 巖體本身的特性來進行設計。3、結(jié)語隨著我國煤炭資源形勢日益緊張，我國采礦工程技術獲得了迅猛發(fā)展。采礦 工程技術與力學之間有著很緊密的聯(lián)系。力學是采礦工程的理論基礎，在采礦工 程形勢日益復雜的今天，加強采礦工程同力學問題分析之間關系的探討具有非常 重要的意義。本文從采礦工程力學與巖石力學，這兩個角度探討了兩者之間的關 系。由于巖體本身具有不確定性，因而筆者認為加強對巖體力學特性的了解，尤 為重要。參考文獻