岩石力学在采矿工程中的应用探讨

2013-08-15曹旭

河南科技 2013年18期

曹旭

（河南省永煤集团车集煤矿生产科，河南）

岩石力学是应用性很强的一门课，它的应用范围很广涉及到水利水电工程、采矿工程以及铁路工程等众多的领域。岩石力学的应用与采矿工程的进行结合十分紧密，可以说是贯穿了整个采矿工程。从一方面说，采矿工程中所要面对的是不同的地质类型的岩体，这些岩体经过大自然长期的演练，具有了不同的特征，需要用岩石力学对其进行分析。另一方面，在对岩石进行挖动的过程中，也要根据不同的岩石体制来制定不同的开挖方案。

1 岩体力学的时代背景

岩体力学不是一门系统的学科，它属于地质学与力学之间的一门边缘学科，但是它却可以帮助施工人员解决一些地质学和力学无法解决的实际问题。现如今我国对于岩石开采量逐年增大，所涉及的规模和复杂程度也不是同日而语，在智能化时代中处理这些规模巨大的岩石问题时必须要采用岩体力学的知识来加以帮助，我国的地质人员经过努力已经在这方面积累下了丰富的经验。虽然说与国际先进水平相比还是有一定差距，但也不可否认我国在这方面所作出的进步。不足啊之处主要是在于我国在综合实际应用过程中未能将已有的研究成果灵活成功应用到过程实践中去。

岩石力学是一门新兴学科，在1949 年新中国成立之处几乎没有什么研究成果，但是在新中国成立后，我国开始组织一些科技力量对其加以研究，经过不懈的努力，也慢慢的获得了一些成绩，例如金山镍矿的采矿工程以及成昆线的铁路工程。我国虽然在这方面起步较晚，但在实际工程中所做出的一系列成绩也让我国在国际中占有了一席之地。

2 岩石力学在采矿工程中的应用

2.1 对于深部开采所带来的灾害预测

要知道对于矿山的深部开采是一件具有一定危险系数的工作，可能会遇见矿震、岩石爆炸等危险。并且这类事故是常有发生的，目前已经有很多国家有过类似的经历，比如南非就曾经经历过震级达到M5.1 级的岩爆，这种岩石爆炸的破坏力以及杀伤力是十分巨大的，但是目前对于岩爆的预防以及防止工作却没有引起相应的重视。施工队伍对矿山的开采已经越来越深入，所面临的危险也自然越来越大，因此对于这方面必须加以重视。应用岩石力学的相关知识对工程地质进行调查、应力测量以及一些岩石力学实验，通过对能量的聚集和变化的研究去探讨岩爆的发生原理，从而对岩爆进行一定的防治工作。

2.2 矿山地应力场测量

地应力是存在于地质底层中的天然力量，它是引起在岩石开挖过程中地质发生变化的力量，对其进行研究是对于开采方案进行研究的首要前提。对于采矿工程来说，实现必须要了解掌握具体工程中的地应力状况，这样才能对矿山进行合理的总体布置并且选取适当的采矿方法。长期以来，我们所生存的地球已经经历了无数次的构造运动，逐步演变出地球地应力复杂性，要想安全的进行采矿工程，就必须对其进行实地应用力测量。

2.3 大型深凹露天矿边坡设计优化

现在我国已经有很多露天矿山开采转为了深凹开采，随着开采难度的越来越大，对于安全性以及稳定性的维护就越来越难，边坡滑移的破坏事故发生日益频繁，这些都要严重的威胁到了矿山开采工作的安全性。但是，减少边坡角滑坡事故与增加成本之间却出现了矛盾，对于这种情况，我们就需要经过精确的定量而不只是定性计算并充分考虑岩体条件和地应力的作用，在能够保证安全的前提条件下，尽量的节省成本，保证工程效益。

现如今岩石力学已经在采矿工程中的很多方面都得到了应用，但我国仍然在不断的进行理论研究，对于那些更复杂的工程将会提出更加合理的解决方案。岩石力学在采矿工程中的应用将会朝着多学科相互交叉和多种知识手段综合的趋势逐步发展，采取一定的措施对灾害的非线性动力过程进行预测和防治。