金属矿山采矿工程中岩石力学的应用浅述.docxVIP

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金属矿山采矿工程中岩石力学的应用浅述

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摘要：在我国经济和科技发展的过程中，对金属矿的需求在不断加大，而采矿工程的效率和质量也有很大程度上的提升。特别是现代岩石力学的发展，其较强的实践性使得在金属矿山采矿工程有着良好的应用优势，要实现采矿行业良好的发展，还需要不断提高对岩石力学应用的认知，达到降低生产成本的目的。

关键词：金属矿山；岩石力学；具体应用

1概述

在美国科学院对岩石力学最初进行定义的时候，它是指对岩石力学性状理论与应用的一门科学，同时是力学的一个重要分支，主要针对岩石对于周围物理环境力场反应的研究。这一定义中，岩石力学带上了很深的材料力学、固体力学烙印，之后随着人们的认识加强，对岩石力学的认知有了进一步突破。在最近研究过程中，岩体结构、赋存情况和赋存条件等都具备较大的不确定性，对它的研究也要将传统固体留学方法进行了改变。对其可重新定义为，是对岩石系统力学行为进行控制与认识的一门科学。金属矿山工程中，岩石力学得到了有效的应用，其相关问题主要是以下几方面，矿山地应力测量、稳定加固、矿井突水预测和采矿设计优化等。

2岩石力学的重要性分析

在金属矿山中，不管是地下采矿工程，还是露天采矿工程，其对象都是具有地质构造的岩石。因此，在采矿工程中需将岩石力学问题贯彻到方方面面。第一，岩体是一种地质体，在反复的地质作用影响下会出现变形和破坏，并形成一种具有岩石成分和结构的地质体，且在特定地质环境中赋存；第二，采矿工程需要不定劳作开挖，是一项动态的生产活动。在开挖过程中，随着工程尺寸和延伸方向变化，岩体力学性质也产生改变，并且其岩体性质还会受到地应力和水等环境因素的影响，比如地应力中的高地应力就可能引发煤与瓦斯突出，以及冲击矿压等问题。

3岩石力学在采矿工程中的具体应用

3.1对深度开采危害性的分析

在采矿工程进行中，对矿山的深度开挖是具有相当高的风险系数的，实际情况中更是容易出现矿山震动、岩石爆炸等危险情况，并且此类安全事故发生的几率也相对较高。特别是发生较大震级的岩爆时，其破坏力极强，也会产生很大的杀伤力。而当前在很多采矿工程中对此采取的安全防范措施不足，对相关问题重视度不够。特别是近年来，经济发展下对金属矿的需求加大，对矿山的深入开挖危险性也在加大。因此，在金属矿山的采矿工程中，必须要加强对安全问题的认知，重视安全防范措施的采用。在其开采过程中应用岩石力学相关知识，对一些必要的信息进行检测，根据能量聚集和变化了解产生岩爆的原因等，有助于施工企业采取有效的安全措施进行防范。

3.2测量分析矿山地应力

地应力是存储于地层中的一种天然力量，同时也是挖掘与开采岩石中一种会改变地质状况的重要方法，在开采、挖掘作业进行之前，要充分进行研究。具体测量中，首先从岩体表面向其内部打大孔，使其达到内部测点位置，大孔直径一般控制在130mm~150mm范围，深度在巷道或隧道跨度2.5倍之上，确保测点所处原岩应力区没有受岩石开挖扰动；接着从大孔底打同心小孔来安装探头，小孔中央处于应变状态，在其中央部位安装测量探头；最后将大孔继续延深，接触小孔周围岩芯应力。而测量探头可以对小孔变形进行测定，并通过仪器将其记录效率，根据变形情况可通过公式得到小孔中外岩体原岩应力的状态。

在对实地考察研究时发现，因该矿体出露在较宽大的断裂带上，上部为断层泥与破碎矿物质组成，矿层稳定性较差。受矿体走向的限制延伸长度比较短，矿层厚度会出现差异性变化，同时对矿山生产造成一定限制，所以将采矿设计进行改进，对矿区内部进行应力测量，依照测量结果构建矿区应力模型，通过运用数值模拟对矿区采场的开采次序及采场的结构参数进行精确计算，有效控制了采场地压。

3.3在矿场边坡设计优化分析中的应用

在优化设计过程中，金属矿床、赋存状况等都会都受到地应力场的影响，因此地应力是重要的切入点。第一，应用盘区向高分层连续回填，可以提升采场生产力、提升采矿强度，并降低采准工作量和生产成本。实现连续开采，可以加大盘区中回采的采场数目而提升盘区生产能力，得以发挥出机械化无轨作业优势。同时这样一来也可加大采场的安全性，减少采矿工程中产生的损失率、贫化率；第二，在采矿设计中，可应用数值模拟方法进行定量计算和分析，优化采场结构参数、开采顺序等。采用品字型采场布置方式，并应用免压拱开采技术进行开采，在采场中其围岩的应力分布更加合理，可有效控制采场的地压，部分区域的应力降低开采，可以增强其安全性；第三是优化采场的凿岩爆破参数，达到节约爆破成本的目的；第四，要优化配置采矿工程的无轨采掘设计，并实现其全盘机械化，实现机械化作业效率的提升；第五，要加强对采场地压的实时检测，以保障地压控制和生产安全。

3.4金属勘探技术的应用

（1）提前做好