采矿工程与力学问题分析之间的关系

摘要：采矿工程与力学有着密切的联系，从力学的角度来探讨采矿工程，重点解决采矿工程的力学问题是未来采矿工程的必然选择。采矿工程中会涉及到众多力学问题，解决这些问题能够提高工程效率。随着采矿工程形势的日益复杂，加强采矿工程与力学问题之间关系的研究显得非常重要。本文将重点探讨采矿工程与力学问题之间的关系。

关键词：采矿工程；力学问题；关系；探讨

中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：

力学是一门重要的应用型学科。在我们日常生活中的许多地方都会用到力学知识。最为典型的就是在采矿工程中的应用。在采矿过程中会遇到许多力学问题，这些问题直接影响着采矿工程进度以及整个矿区的安全生产情况。工程人员必须要解决这些力学问题。

采矿工程是一项非常复杂的系统性工程，在施工过程中经常会遇到一系列难题，其中最为典型的就是力学问题。力学问题难度很大，只有专业的力学人员才能解决。为了有效解决这个问题，笔者认为必须要加强对这采矿工程与力学问题之间关系的研究。力学有多种分类，我们对力学与采矿工程之间关系的探讨可以从多个角度来进行考察，本文将从采矿工程力学和岩石力学这两个角度来探讨采矿工程同力学问题分析之间的关系。

采矿工程力学概述

采矿工程力学的实质是在打破旧平衡的基础上，寻求新的平衡。采矿工程力学是近代以来发展起来的一门应用性和实践性非常强的学科。采矿工程力学的应用范围非常广，其中在地质，水电，地下工程，岩石工程等领域应用范围非常大。力学对采矿工程的影响主要体现在两方面：一是力学本身是采矿工程的理论基础，二是力学的发展又进一步促进了采矿工程技术的进步。力学的主要目的是要寻求新的平衡，而采矿工程的最终目标是要通过打破亿万年的稳定的地层，来获得资源。采矿工程往往需要把大岩石碾碎成小岩块，而后再把小岩快进行粉碎。力学的主要目的是要保证在采矿过程中有一个平衡的空间。

与其他类型的力学学科相比，采矿工程力学有其自身特点。与传统的固体力学相比，采矿工程中用到的力学具有以下几个特征：首先是采矿工程力学是通过打破稳定的地层来寻找新的平衡，而传统的固体力学是通过使用材料，来设计一个稳定的结构；其次是在采矿工程力学中岩石不是单纯的材料。岩石是天然的地质体，其本身具有复杂的结构和条件，我们在采矿过程中不能单纯地把岩石看作材料。最后是在采矿工程中不能忽视地应力的影响。岩石本身具有地应力。地应力是造成岩石工程变形的主要原因。因而加强地应力的研究就显得非常重要。采矿工程力学与其他力学不同的一个显著区别就是地应力。经过人们多年的实践研究，发现矿区岩石本身的地应力具有不确定性。地应力的不确定性增加了采矿工程的风险，我们要想控制这种风险就必须要加强对岩石地应力不确定性的研究。

采矿工程与力学问题之间的关系

在明确了采矿工程力学的基本概念之后，笔者就来详细探讨采矿工程与力学问题之间的关系。针对两者关系的探讨，我们首先必须要了解采矿工程常见的力学问题，而后才能谈得上探讨理解两者的关系。

采矿工程中常见的力学问题

笔者经过对采矿工程进行深入调查并结合多年的实践经验，认为当前我国采矿工程中常见且非常重要的问题有以下几个：一是对采场地压进行科学预测和控制；二是对矿石自然或者受力崩落规律的掌握；三是对采矿工程中造成的地表沉陷问题的研究以及如何控制它所造成影响的探究；四是相关爆破问题以及非爆破破碎方式的掌握；岩石破碎既可以运用爆破方式也可以采用非爆破的形式。在矿区开采过程中必须要结合矿区自身的特点来进行选择；五是对软岩巷道的维护。

采矿过程中力学问题的解决方案

针对矿区采矿过程中遇到的问题，笔者认为主要是要从三个角度来解决。

一是在采矿过程中要高度重视反馈信息的作用。在矿区开采过程中及时分析各种反馈信息，通过分析这些信息来不断调整和修改开采方法。这是有效预防和解决问题的重要手段。采矿工程本身具有一定的短期性。采矿过程中的碾碎与稳定等工序在时间和空间上的布局会对采矿效果造成严重影响，这是需要我们在采矿过程中必须要高度重视的问题。

二是科学准确的测量。在开采过程中科学准确的测量是提高开采效率的重要手段，在开采矿区过程中对各种数据的精确测量有利于工程人员进一步掌握地质工程状况，有助于主动解决问题。开采过程中主要是对平常位移和数据来进行准确测量的，与其他数据相比，平常位移和数据更容易测量。加强对于平常位移和数据的研究是提升采矿水平的重要手段，同时还可以借助声音发射等手段来进行调整。

三是对采矿工程进行科学的可靠性分析。在实际的矿区开采过程中会受到多种因素的影响，不确定性很大。因而加强对采矿工程的可靠性分析就显得尤为重要。矿区岩体的地质结构是非线性的，这种非线性会严重影响到可靠性分析。在实际开采过程中对矿区可靠性的要求并不是要达到百分之百。只要可靠性达到百分之八十就可以进行施工。因而对矿区工程的可靠性测量必须要科学准确。这样可以降低采矿工程的代价，同时还可以节省计算时间。对采矿工程的可靠性分析是一个重要内容，值得我们在未来下大力气研究。

（三）崩落采矿与岩石力学之间的关系

上文提到了采矿工程力学同采矿工程的关系，接下来笔者就来探讨以下岩石力学同采矿工程之间的关系。岩石力学同采矿工程力学之间的关系集中表现在崩落采矿与岩石力学的关系。首先来看岩石力学的概念，岩石力学是一门研究地壳岩石运用，破坏，变形规律的学科。岩石力学是力学的一个重要分支。岩石力学具体的研究方向包括以下几个方面：一是岩石的压力；二是岩石的断裂；三是岩石的稳定性分析；四是岩石的抗力系数；五是岩石的强度；六是岩石的数学模型。岩石力学的重点是有两个：一是对岩性，地下水，构成破坏带，地下水等地质因素和岩石开采方式的研究；二是对岩石的力学性质的研究。加强这两方面的研究对于提升采矿工程的效率具有重要意义。但由于岩石本身具有不确定性且各种要素之间的关系很难用数学模型表达出来，这就给岩石力学的研究带来很大难度。

上文提到岩石力学与崩落采矿的关系非常密切，接下来，笔者就来详细论述岩石力学在崩落采矿中的作用。笔者认为岩石力学在崩落采矿中起着非常关键的指导作用。在崩落采矿过程中首先要对岩体本身的属性有深入了解。只有在了解了岩体本身的属性之后，才能真正高效安全地实现崩落开采。针对岩体特征的了解，我们主要是从岩体的力学特点，断层大小，方向，倾斜角，段层面本身的特点和组成应力；岩石的抗剪强度，抗拉抗压系数，地应力等角度来进行考察。岩体特征考察的主要目的是要考察岩体的可崩性；在确定了岩石可崩性之后接下来就是制定崩落采矿方案，针对崩落采矿方案的制定必须要严格按照相关规定结合岩体本身的特性来进行设计。

随着我国煤炭资源形势日益紧张，我国采矿工程技术获得了迅猛发展。采矿工程技术与力学之间有着很紧密的联系。力学是采矿工程的理论基础，在采矿工程形势日益复杂的今天，加强采矿工程同力学问题分析之间关系的探讨具有非常重要的意义。本文从采矿工程力学与岩石力学，这两个角度探讨了两者之间的关系。由于岩体本身具有不确定性，因而笔者认为加强对岩体力学特性的了解，尤为重要。

参考文献：

[1]吴广，刘兆雷．浅谈采矿工程与力学问题的关系[J].科技资讯，2010(35)．

[2]蓝航．岩石力学在采矿工程中的研究现状和趋势[J].煤矿开采，2006(O5).

[2]王国伟．矿山岩石力学问题在地下开采中的研究与应用[J]．新疆有色金属，2004(O4)．

[3]田永生，高治文，韩永阳．岩石力学方法探讨[J].山西水利，2007(O6)．