采礦工程與力學(xué)關(guān)系

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一、采礦工程與力學(xué)問題的關(guān)系

1.1采礦工程中具許多重要的力學(xué)問題。采礦工程中往往具有許多具有現(xiàn)實(shí)性，且十分重要的力學(xué)問題，具體總結(jié)如下：（1）鉆井問題，鉆井的選型，前期的檢查，維修，保養(yǎng)，在進(jìn)行開采是鉆井出現(xiàn)的油井鉆鑿軌跡制導(dǎo)；（2）特殊事故的發(fā)生，例如當(dāng)采油出現(xiàn)意外，瓦斯?jié)B漏，地?zé)岙惓５葘?yīng)的解決方案，以及測量地應(yīng)力時(shí)，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(shí)預(yù)警，考查礦石自然脫落和受外力作用下強(qiáng)制崩塌滾動的規(guī)律，預(yù)防意外事故發(fā)生。（4）對采礦區(qū)外圍路段也要進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測，加強(qiáng)軟巖巷道的維護(hù)工作，時(shí)常對露天陡坡進(jìn)行監(jiān)測，確保其平衡性和穩(wěn)定性。（5）關(guān)于采礦中出現(xiàn)的一些爆炸問題，努力做好巖爆機(jī)制的預(yù)防，關(guān)注硬巖的非爆炸破碎方法，研究礦巖的粉碎力學(xué)和巖石的爆破力學(xué)問題。（6）進(jìn)行采礦工程的開采工作時(shí)，地表沉陷問題，和沉陷帶來的構(gòu)筑物的問題。

1.2采礦工程中力學(xué)問題的相對解決方案。在采礦工程中具許多重要的力學(xué)問題，對于這些棘手的問題，有關(guān)工作人員經(jīng)過努力研究提出相關(guān)的解決方案。在采礦工程進(jìn)行開采工作前，要預(yù)先做好充分的準(zhǔn)備工作，完善的調(diào)查研究工作，和精準(zhǔn)的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算工作，以實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)備工作為依據(jù)，繪制圖紙，在按照精準(zhǔn)的圖紙進(jìn)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(yīng)用勘察過程中獲得的眾多力學(xué)數(shù)據(jù)和微小的地質(zhì)細(xì)節(jié)。在開采過程中，注意積極進(jìn)行信息反饋工作，及時(shí)將變化的數(shù)據(jù)提交，以便迅速調(diào)整或者修改開采參數(shù)。一般，采礦工程破碎和穩(wěn)定的時(shí)間順序和空間布局，嚴(yán)重影響采礦工程的效果。采礦工程是一個(gè)短期項(xiàng)目，一旦采礦工程完結(jié)，采礦工程就不再具有任何價(jià)值。力學(xué)的理論知識在開采工程中發(fā)揮其重要性，可以用于進(jìn)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(dǎo)作用。平常位移和應(yīng)力相比較，準(zhǔn)確數(shù)據(jù)、聲發(fā)射等都更容易實(shí)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(diǎn)。采礦工程是一個(gè)遠(yuǎn)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(jìn)行工程施工時(shí)，由于巖體的線性結(jié)構(gòu)，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(jié)果。采礦工程昂貴的代價(jià)，較長的計(jì)算時(shí)間都會對采礦工程的整體效果產(chǎn)生影響。可靠性的力學(xué)分析是采礦工程之后重點(diǎn)研究的項(xiàng)目。

1.3崩落采礦和巖石力學(xué)問題的關(guān)系。巖石力學(xué)研究地殼巖石在多種環(huán)境下的運(yùn)動、變形和破壞規(guī)律，它是力學(xué)的一個(gè)分支。巖石力學(xué)的主要研究內(nèi)容為：（1）巖石的壓力和強(qiáng)度；（2）巖石的斷裂力學(xué)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(xué)模型。巖石工程的研究十分復(fù)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(xué)性質(zhì)；了解巖性，原巖應(yīng)力，巖體結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙，地下水，構(gòu)造破壞帶等地質(zhì)因素，工程結(jié)構(gòu)，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(guān)聯(lián)性，掌握用精確數(shù)字描述這些復(fù)雜因素關(guān)聯(lián)性的發(fā)法。巖石力學(xué)對崩落采礦具有關(guān)鍵的指導(dǎo)性作用。主要的應(yīng)用范圍有：應(yīng)用巖體自身特征，結(jié)合地應(yīng)力，對工程進(jìn)行控制，達(dá)到實(shí)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(shí)，預(yù)先調(diào)查巖體特征，之后測量巖石的力學(xué)特點(diǎn)，充分掌握巖體的斷層的傾斜角、方向、大小，斷層面的特點(diǎn)，斷層泥的主要組成和特征，節(jié)理面的性質(zhì)，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(qiáng)度、以及地應(yīng)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(xué)，從而最終才能夠?qū)⒈容^適合的崩落采礦方案制定出來。

二、總結(jié)

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(guān)，科學(xué)的運(yùn)用理論知識，先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，勤奮的工作人員和完善的工程設(shè)計(jì)規(guī)劃，都是我們成功的基礎(chǔ)。力學(xué)是采礦工程的的理論依據(jù)，運(yùn)用力學(xué)知識完善采礦工程是現(xiàn)如今采礦業(yè)的一大要?jiǎng)?wù)。但是力學(xué)在促進(jìn)采礦業(yè)發(fā)展的同時(shí)，依舊存在許多不足之處。采礦工作人員應(yīng)該緊密結(jié)合采礦工程實(shí)踐與采礦工程力學(xué)關(guān)系理論研究，通過科學(xué)，知識，智慧，推動采礦業(yè)的發(fā)展，完善我國的采礦技術(shù)，提高我國的采礦率。力學(xué)對采礦工程有很重要的經(jīng)濟(jì)意義，將力學(xué)運(yùn)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(tuán)公司安泰煤礦