戴露

摘 ?要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，煤炭、石油等礦產(chǎn)資源的需求量也越來越大，為提高礦產(chǎn)資源的開采效率以及保障開采操作現(xiàn)場(chǎng)的安全，在礦產(chǎn)資源開采工作中對(duì)開采技術(shù)的研究和開采設(shè)備的更新就提出了更高的要求。一般來說，礦產(chǎn)資源開采工作中所涉及的力學(xué)問題是開采過程中所需要著重注意的，因?yàn)閺牧W(xué)的角度來對(duì)采礦工程進(jìn)行全面研究具有十分重要的意義，是能夠促進(jìn)保障采礦作業(yè)環(huán)境安全、采礦效率提高的重要因素。文章首先對(duì)采礦工程中所涉及到的力學(xué)問題進(jìn)行了簡要闡述，并在此基礎(chǔ)之上對(duì)采礦工程與力學(xué)問題之間的關(guān)系進(jìn)行探討，同時(shí)提出利用采礦工程與力學(xué)之間的關(guān)系來更好的解決采礦作業(yè)中一些特殊力學(xué)問題的解決方案以 期為我國的采礦工程更好發(fā)展建言獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞：采礦工程;力學(xué)問題;聯(lián)系

中圖分類號(hào)：TD801;TD313 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）02-0170-02

1 ?采礦工程中的力學(xué)研究背景

我國是能源消耗大國，同時(shí)也是開采大國，所以做好采礦工程的力學(xué)研究，協(xié)調(diào)二者之間的相互關(guān)系，保證開采工作的順利進(jìn)行，對(duì)于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說也是起著舉足輕重的作用。又由于采礦工程之間的力學(xué)概念和力學(xué)形式比較復(fù)雜，所以在具體的時(shí)間采礦操作中一般很難把握到位，對(duì)于出現(xiàn)的安全事故問題如果做不好力學(xué)分析，就難以進(jìn)行及時(shí)有效的救治。所以對(duì)采礦工程與力學(xué)問題之間關(guān)系的研究具有十分重要的意義。

采礦工程的力學(xué)研究背景其實(shí)也就是把原有的平衡狀態(tài)打破，在此基礎(chǔ)上建立起一個(gè)全新的平衡空間。采礦工程的力學(xué)研究具有自身的獨(dú)特性，它不同于一般的力學(xué)研究，只需要通過對(duì)材料性能的試驗(yàn)就可以得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。采礦工程的力學(xué)研究需要將數(shù)萬年來形成的地質(zhì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)打破，利用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備來構(gòu)建出一個(gè)能夠開采礦產(chǎn)資源的平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行開采作業(yè)必須要將地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的巖石打碎，而這樣就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞，很容易在外界力的作用下出現(xiàn)坍塌等事故。所以在這個(gè)構(gòu)建的平衡空間中，就需要人為進(jìn)行力學(xué)分析，必須做到通過人為設(shè)置支柱以及進(jìn)行實(shí)物填充來避免地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性被破壞，這也給開采工作提供一個(gè)安全環(huán)境的保障。

2 ?采礦工程和力學(xué)問題之間的關(guān)系

2.1 ?采礦作業(yè)中所涉及的特殊力學(xué)問題的解決方案

采礦工程和其它施工項(xiàng)目之間存在很大不同，所以在開采施工作業(yè)前就需要對(duì)開采地做好地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測(cè)以及各項(xiàng)力學(xué)分析，然后再根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行開采項(xiàng)目的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。一般來說，在開采工作的初期，就首先要對(duì)開采環(huán)境進(jìn)行一些必要的勘探，來為后期的開采工作提供大量的力學(xué)數(shù)據(jù)以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)支持。由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，所以這些數(shù)據(jù)只是提供一個(gè)參考，在后期的施工作業(yè)中，由于施工對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同程度損壞，其力學(xué)問題以及力學(xué)數(shù)據(jù)就會(huì)發(fā)生改變，這就需要對(duì)具體的施工操作進(jìn)行不斷更改。除此之外，在一般的情況下，由于開采作業(yè)會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞，這樣對(duì)采礦工作內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定性會(huì)造成嚴(yán)重影響，所以會(huì)對(duì)采礦作業(yè)的空間布局產(chǎn)生一定影響，但是在采礦作業(yè)結(jié)束后，該工程就沒有了存在的價(jià)值，由此可見，采礦工程還具有短期性的特征。

在采礦作業(yè)的過程中收集相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的工作就可以運(yùn)用相關(guān)的力學(xué)理論和知識(shí)來進(jìn)行參考和間接性指導(dǎo)，此外，還可以用力學(xué)方面的理論對(duì)開采步驟以及開采進(jìn)度和強(qiáng)度進(jìn)行指導(dǎo)。在采礦工程中所涉及的各種力中，平常位移所產(chǎn)生的力是最容易測(cè)量的，其獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)精確度也有利于把握和提高。所以怎樣利用平常位移以及準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持來對(duì)采礦工程進(jìn)行有效的指導(dǎo)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)該方面的研究。

在具體的采礦工程作業(yè)中，有很多的因素對(duì)作業(yè)環(huán)境以及開采作業(yè)的速率都具有很大影響?？傮w來說，采礦工程是一個(gè)失去總體結(jié)構(gòu)的平衡不可順利進(jìn)行的項(xiàng)目。所以從這個(gè)角度來看，地質(zhì)巖體結(jié)構(gòu)的性質(zhì)是屬于非線性的，對(duì)于采礦工程中經(jīng)常出現(xiàn)的混沌現(xiàn)象也是不可避免的，但對(duì)于采礦工程來說，也沒有必要要求各項(xiàng)數(shù)據(jù)的絕對(duì)準(zhǔn)確性，其數(shù)據(jù)的科學(xué)性只需要達(dá)到80%以上就可以，所以，對(duì)采礦工程作業(yè)中可能遇到的力學(xué)問題進(jìn)行著重分析和研究是十分必要的。

2.2 ?在采礦工程中經(jīng)常遇到的現(xiàn)實(shí)性的力學(xué)問題

在采礦工程項(xiàng)目開采作業(yè)中經(jīng)常遇到的比較重要的力學(xué)問題主要有以下幾個(gè)：①對(duì)在作業(yè)中經(jīng)常發(fā)生的漏油和瓦斯等事故進(jìn)行地應(yīng)力的測(cè)量來計(jì)算對(duì)底層斷裂破壞的程度以及提前做好預(yù)防措施避免出現(xiàn)滲流現(xiàn)象。②礦石本身的崩落規(guī)律以及其外部作用力的類型和大小。③預(yù)報(bào)以及控制開采場(chǎng)地的地壓和對(duì)軟巖巷道做好維護(hù)措施。④做好監(jiān)測(cè)井對(duì)露天陡坡的保護(hù)可靠性以及預(yù)防巖爆措施。⑤開采對(duì)區(qū)域內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及對(duì)附近建筑物的影響程度和做好外部受力分析和相關(guān)防護(hù)措施的建設(shè)。⑥掌握好對(duì)硬巖石非爆破破碎的方法。⑦對(duì)鉆井的鉆鑿軌道進(jìn)行力學(xué)分許和制導(dǎo)方法的研究。這些都是保證采礦工作順利進(jìn)行和提高開采現(xiàn)場(chǎng)安全系數(shù)的重要力學(xué)因素，所以要對(duì)這些方面著重進(jìn)行研究分析和測(cè)量，為采礦作業(yè)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持和參考。

2.3 ?崩落采礦中巖石和力學(xué)問題之間的關(guān)系

崩落采礦作業(yè)是目前很多采礦作業(yè)中經(jīng)常使用的操作方法。在崩落采礦作業(yè)中，巖石力學(xué)是對(duì)巖石在各種環(huán)境下的變化規(guī)律以及變形破壞進(jìn)行原因研究，這是力學(xué)中的一個(gè)分支，其主要的研究內(nèi)容以下幾個(gè)方面：

①來自巖石的自身重力。

②巖石本身的抗力能力。

③巖石自身的受力強(qiáng)度大小。

④巖石的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析。

⑤巖石的斷裂力學(xué)研究。

在對(duì)巖石采礦的力學(xué)問題研究領(lǐng)域，要著重強(qiáng)調(diào)做好以下兩個(gè)方面的研究。一是必須要對(duì)巖石的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行較高標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)測(cè)定;二是要對(duì)巖石結(jié)構(gòu)的巖體結(jié)構(gòu)、巖體穩(wěn)定性和受力能力以及巖石結(jié)構(gòu)處的地下水、節(jié)理裂隙等進(jìn)行細(xì)致了解。為巖石的開采工作提供重要的力學(xué)數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行科學(xué)的、有序的采礦作業(yè)。但是要對(duì)這些方面進(jìn)行測(cè)量是很復(fù)雜的，并且他們之間又有著密切的聯(lián)系，所以，總的來說，對(duì)巖石力學(xué)的研究過程是十分艱難的。

巖石力學(xué)的研究成果在崩落采礦作業(yè)中扮演者舉足輕重的作用，其主要的研究以及應(yīng)用范圍主要有以下幾點(diǎn)。首先是如何做到通過巖石本身的特征并結(jié)合所處環(huán)境和地應(yīng)力來對(duì)人工崩落作業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)。在這個(gè)過程中，做好對(duì)巖石整體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部穩(wěn)定性的測(cè)定是首要工作，其中包括對(duì)巖石的節(jié)理、密度、巖石節(jié)理的方向、大小、數(shù)量以及持續(xù)性、巖石的斷層大小、傾斜方向等，其次還要根據(jù)對(duì)這些的測(cè)量做出對(duì)巖石的受力、抗承受力、抗剪強(qiáng)度以及彈性的模量進(jìn)行具體測(cè)定。最后要深入到巖石的內(nèi)部，深入研究其整體結(jié)構(gòu)的可崩性，然后制定出科學(xué)的崩落操作方案來指導(dǎo)和規(guī)范具體的開采工作。

3 ?結(jié) ?語

綜上所述，在礦產(chǎn)資源的開采工作中，做好采礦工程和力學(xué)問題之間的研究是十分重要的。采礦工程和力學(xué)問題之間的研究不僅對(duì)更好的落實(shí)開采工作起到重要的指導(dǎo)作用，對(duì)于提高開采作業(yè)環(huán)境的安全，減少開采成本也具有重要意義。但是就目前來看，我國關(guān)于采礦工程和力學(xué)問題之間關(guān)系的研究還處于起步階段，還有許多在具體實(shí)踐中遇到但無法解決的問題，所以對(duì)采礦工程和力學(xué)問題之間的研究需要進(jìn)一步加快進(jìn)程、不斷擴(kuò)大研究涉及的領(lǐng)域以及進(jìn)一步深入對(duì)采礦工程中更多力學(xué)問題的研究，為具體的采礦提供重要的理論支持，以提高我國采礦工程的工作。

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