巖石力學(xué)在采礦工程中的應(yīng)用探討

曹 旭

（河南省永煤集團(tuán) 車(chē)集煤礦生產(chǎn)科，河南）

巖石力學(xué)是應(yīng)用性很強(qiáng)的一門(mén)課， 它的應(yīng)用范圍很廣涉及到水利水電工程、采礦工程以及鐵路工程等眾多的領(lǐng)域。 巖石力學(xué)的應(yīng)用與采礦工程的進(jìn)行結(jié)合十分緊密，可以說(shuō)是貫穿了整個(gè)采礦工程。 從一方面說(shuō)，采礦工程中所要面對(duì)的是不同的地質(zhì)類(lèi)型的巖體，這些巖體經(jīng)過(guò)大自然長(zhǎng)期的演練，具有了不同的特征，需要用巖石力學(xué)對(duì)其進(jìn)行分析。 另一方面，在對(duì)巖石進(jìn)行挖動(dòng)的過(guò)程中，也要根據(jù)不同的巖石體制來(lái)制定不同的開(kāi)挖方案。

1 巖體力學(xué)的時(shí)代背景

巖體力學(xué)不是一門(mén)系統(tǒng)的學(xué)科， 它屬于地質(zhì)學(xué)與力學(xué)之間的一門(mén)邊緣學(xué)科，但是它卻可以幫助施工人員解決一些地質(zhì)學(xué)和力學(xué)無(wú)法解決的實(shí)際問(wèn)題。 現(xiàn)如今我國(guó)對(duì)于巖石開(kāi)采量逐年增大，所涉及的規(guī)模和復(fù)雜程度也不是同日而語(yǔ)，在智能化時(shí)代中處理這些規(guī)模巨大的巖石問(wèn)題時(shí)必須要采用巖體力學(xué)的知識(shí)來(lái)加以幫助，我國(guó)的地質(zhì)人員經(jīng)過(guò)努力已經(jīng)在這方面積累下了豐富的經(jīng)驗(yàn)。 雖然說(shuō)與國(guó)際先進(jìn)水平相比還是有一定差距，但也不可否認(rèn)我國(guó)在這方面所作出的進(jìn)步。 不足啊之處主要是在于我國(guó)在綜合實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中未能將已有的研究成果靈活成功應(yīng)用到過(guò)程實(shí)踐中去。

巖石力學(xué)是一門(mén)新興學(xué)科，在1949 年新中國(guó)成立之處幾乎沒(méi)有什么研究成果，但是在新中國(guó)成立后，我國(guó)開(kāi)始組織一些科技力量對(duì)其加以研究，經(jīng)過(guò)不懈的努力，也慢慢的獲得了一些成績(jī)， 例如金山鎳礦的采礦工程以及成昆線的鐵路工程。我國(guó)雖然在這方面起步較晚，但在實(shí)際工程中所做出的一系列成績(jī)也讓我國(guó)在國(guó)際中占有了一席之地。

2 巖石力學(xué)在采礦工程中的應(yīng)用

2.1 對(duì)于深部開(kāi)采所帶來(lái)的災(zāi)害預(yù)測(cè)

要知道對(duì)于礦山的深部開(kāi)采是一件具有一定危險(xiǎn)系數(shù)的工作，可能會(huì)遇見(jiàn)礦震、巖石爆炸等危險(xiǎn)。 并且這類(lèi)事故是常有發(fā)生的，目前已經(jīng)有很多國(guó)家有過(guò)類(lèi)似的經(jīng)歷，比如南非就曾經(jīng)經(jīng)歷過(guò)震級(jí)達(dá)到M5.1 級(jí)的巖爆， 這種巖石爆炸的破壞力以及殺傷力是十分巨大的，但是目前對(duì)于巖爆的預(yù)防以及防止工作卻沒(méi)有引起相應(yīng)的重視。 施工隊(duì)伍對(duì)礦山的開(kāi)采已經(jīng)越來(lái)越深入，所面臨的危險(xiǎn)也自然越來(lái)越大，因此對(duì)于這方面必須加以重視。 應(yīng)用巖石力學(xué)的相關(guān)知識(shí)對(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查、應(yīng)力測(cè)量以及一些巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)能量的聚集和變化的研究去探討巖爆的發(fā)生原理，從而對(duì)巖爆進(jìn)行一定的防治工作。

2.2 礦山地應(yīng)力場(chǎng)測(cè)量

地應(yīng)力是存在于地質(zhì)底層中的天然力量， 它是引起在巖石開(kāi)挖過(guò)程中地質(zhì)發(fā)生變化的力量，對(duì)其進(jìn)行研究是對(duì)于開(kāi)采方案進(jìn)行研究的首要前提。 對(duì)于采礦工程來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)必須要了解掌握具體工程中的地應(yīng)力狀況，這樣才能對(duì)礦山進(jìn)行合理的總體布置并且選取適當(dāng)?shù)牟傻V方法。 長(zhǎng)期以來(lái)，我們所生存的地球已經(jīng)經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，逐步演變出地球地應(yīng)力復(fù)雜性，要想安全的進(jìn)行采礦工程，就必須對(duì)其進(jìn)行實(shí)地應(yīng)用力測(cè)量。

2.3 大型深凹露天礦邊坡設(shè)計(jì)優(yōu)化

現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)有很多露天礦山開(kāi)采轉(zhuǎn)為了深凹開(kāi)采，隨著開(kāi)采難度的越來(lái)越大，對(duì)于安全性以及穩(wěn)定性的維護(hù)就越來(lái)越難，邊坡滑移的破壞事故發(fā)生日益頻繁，這些都要嚴(yán)重的威脅到了礦山開(kāi)采工作的安全性。 但是，減少邊坡角滑坡事故與增加成本之間卻出現(xiàn)了矛盾，對(duì)于這種情況，我們就需要經(jīng)過(guò)精確的定量而不只是定性計(jì)算并充分考慮巖體條件和地應(yīng)力的作用，在能夠保證安全的前提條件下，盡量的節(jié)省成本，保證工程效益。

現(xiàn)如今巖石力學(xué)已經(jīng)在采礦工程中的很多方面都得到了應(yīng)用，但我國(guó)仍然在不斷的進(jìn)行理論研究，對(duì)于那些更復(fù)雜的工程將會(huì)提出更加合理的解決方案。 巖石力學(xué)在采礦工程中的應(yīng)用將會(huì)朝著多學(xué)科相互交叉和多種知識(shí)手段綜合的趨勢(shì)逐步發(fā)展，采取一定的措施對(duì)災(zāi)害的非線性動(dòng)力過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)和防治。

3 結(jié)語(yǔ)

相信隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展， 我國(guó)正在全力發(fā)展中國(guó)特色的工業(yè)化道路。 年輕的巖石力學(xué)研究者也在不斷努力，克服在采礦工中出現(xiàn)的地應(yīng)力以及邊坡滑移等因素造成的影響，迎來(lái)我國(guó)巖石力學(xué)研究的新時(shí)代，更好的造福于我國(guó)的采礦事業(yè)，為國(guó)家工業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

[1]曹樹(shù)剛;白燕杰;李勇;郭平;劉延保;具突出危險(xiǎn)原煤瓦斯?jié)B流特性試驗(yàn)[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào);2011 年07 期

[2]李佃平;郭曉強(qiáng);竇林名;韓榮軍;劉衍高;劉輝;防沖煤柱合理寬度的確定方法研究及應(yīng)用[J];金屬礦山;2011 年08 期

[3]陳金平;盛建龍;粉礦巖體巷道錨噴網(wǎng)支護(hù)措施數(shù)值模擬研究[J];金屬礦山;2011 年07 期

[4]華心祝;劉淑;劉增輝;查文華;李迎富;孤島工作面沿空掘巷礦壓特征研究及工程應(yīng)用[J]; 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2011 年08 期

[5]楊宇江;李元輝;尹國(guó)光;韓洪江;露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采境界礦柱安全厚度穩(wěn)定性分析[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011 年07 期

[6]李鐵;梅婷婷;李國(guó)旗;徐守仁;楊建留;董豪;“三軟”煤層沖擊地壓誘導(dǎo)煤與瓦斯突出力學(xué)機(jī)制研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2011 年06 期

[7]劉金龍;陳陸望;王吉利;;考慮溫度應(yīng)力影響的立井井壁強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2011 年08 期

[8]許江;張丹丹;彭守建;劉東;王雷;溫度對(duì)含瓦斯煤力學(xué)性質(zhì)影響的試驗(yàn)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2011 年S1 期