岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用
岩石力学在采矿工程中的应用与改进
岩石力学在采矿工程中的应用与改进岩石力学是研究岩石行为和性质的学科,它在采矿工程中具有重要的应用价值。
岩石力学的研究可以帮助工程师有效地评估和预测岩石的行为,为采矿工程设计和施工提供科学依据。
本文将会就岩石力学在采矿工程中的应用以及当前的改进方向进行探讨。
首先,岩石力学在采矿工程中的应用非常广泛。
在采矿工程的前期阶段,岩石力学可以用于进行岩石的勘探和预测。
通过对岩石的力学特性进行测定和分析,可以确定岩石的强度、变形和破裂特性,为选址和场地勘探提供依据。
此外,岩石力学还可以用于评估岩体的稳定性和岩石的耐久性,为采矿工程的安全设计提供支持。
其次,岩石力学在采矿工程中的应用还包括岩石爆破控制和支护设计。
在采矿过程中,爆破是获取矿石的常用方法。
而岩石力学可以用于确定爆破设计参数,确保矿石的高效获取同时减少环境破坏和安全事故的发生。
此外,岩石力学还可以用于设计和选择支护结构,确保工作面的稳定和采矿的顺利进行。
此外,岩石力学在采矿工程中的应用还包括地下空洞稳定性分析和地下工程设计。
在采矿过程中,地下空洞是不可避免的。
岩石力学可以用于评估地下空洞的稳定性,预测岩石的变形和破坏,并提出相应的加固和支护措施。
此外,岩石力学还可以用于地下工程的设计,包括隧道、井筒和矿井等工程结构的安全设计。
然而,尽管岩石力学在采矿工程中具有广泛的应用前景,但目前仍存在一些改进的方向和挑战。
首先,需要进一步完善岩石力学的理论体系。
岩石力学是一个复杂的学科,涉及多学科的交叉,包括地质学、材料学、力学等。
当前的岩石力学理论体系还不够完备,需要进一步深化对岩石行为和性质的认识,推动岩石力学理论的发展。
其次,需要加强岩石力学的实验研究。
岩石力学的研究需要依托于丰富精确的实验数据。
而目前的实验设备和方法还有待改进,需要开展更为精细和真实的实验研究,以提高岩石力学的实验可靠性和研究水平。
此外,还需要加强岩石力学与数值模拟的结合。
数值模拟是岩石力学研究的重要工具之一,可以通过模拟岩石行为来预测和分析工程问题。
岩石力学在采矿工程中的应用
岩石力学在采矿工程中的应用与发展学院能源科学与工程学院专业采矿工程班级 2010级单招1班学号 ************ 姓名王兵祥岩石力学在采矿工程中的应用与发展[摘要]简略介绍了岩石力学在采矿工程中的应用并探讨了其发展趋势。
[关键词]岩石力学;采矿工程;应用;发展一概述岩石力学是近代发展起来的一门新兴学科和边缘学科,是一门应用性和实用性很强的应用基础学科。
岩石力学的应用范围涉及土木工程、水利水电工程、矿山、铁路工程、地质、石油等众多领域。
早期的岩石力学工作大都是结合采矿工程进行的。
采矿工程涉及到底岩石工程往往规模巨大,而且条件极其复杂。
不论是地下采矿工程,还是露天采矿工程,都是以具有地质构造的岩石为对象,岩石力学的问题贯穿于采矿工程的各个角落。
一方面采矿工程中的岩体是地质体,它经历过多次反复地质作用,经受过变形,遭受过破坏,形成一定的岩石成分和结构,赋存于一定的地质环境中。
岩体的力学性质包括岩体稳定性特征,强度特征和变形特征,它会随着岩体内结构面产状的不同而变化。
另一方面,由于菜款工程是一个动态开挖过程,岩体的力学性质会随着工程尺寸和开挖方向不同而变化,同时环境因素(地应力、水、温度)也是影响其性质的一个重要方面。
由此可见,岩体力学在采矿工程中的应用是非常广泛而深入的。
采矿是一项古老的行业,采矿业为人类社会的发展做出了重要的贡献。
传统的采矿设计采用的是经验类比法,靠“查手册”来进行开采方案的设计和确定采场的参数结构,以至于长久以来,人们习惯地认为采矿只是一门工艺而不是科学。
造成采矿设计和技术落后的组要原因是采矿是一门极为复杂的工程。
岩石力学是是采矿从工艺向科学转变的一座桥梁。
二岩石力学在采矿工程中的应用岩石力学在菜款工程中中主要有以下几方面的应用。
1.矿山地应力场测量地应力是存在于底层中的天然应力,它是引起采矿水利水电、土木建筑、铁道、公路和其他各种地下或露天沿途开挖工程变形和破坏的根本作用力,是实现采矿和岩土开挖设计和决策科学化的必要前提。
工程力学方法在矿山设计中的应用
工程力学方法在矿山设计中的应用矿山是人类社会发展的重要资源基础,而矿山设计则是确保矿山开采运营安全高效的关键。
在矿山设计中,工程力学方法的应用不可忽视。
本文将探讨工程力学方法在矿山设计中的应用,并分析其重要性和优势。
一、岩石力学在矿山设计中的应用岩石力学是工程力学的一个重要分支,研究岩石的力学性质和力学行为。
在矿山设计中,岩石力学的应用主要体现在以下几个方面:1. 岩石力学参数的测定:矿山设计需要准确地了解岩石的力学参数,如弹性模量、抗压强度、抗剪强度等。
通过岩石力学试验和实测,可以获取这些参数,为矿山设计提供可靠的依据。
2. 岩石的稳定性分析:在矿山设计中,需要对岩石的稳定性进行评估,以确保开采过程中的安全。
岩石力学方法可以通过分析岩体的破坏机理和变形特征,预测岩体的稳定性,并提供相应的支护措施。
3. 岩体开挖和爆破设计:在矿山开采中,需要对岩体进行开挖和爆破设计。
岩石力学方法可以帮助确定合理的开挖和爆破参数,以减小岩体的破坏范围和影响,提高开采效率。
二、有限元分析在矿山设计中的应用有限元分析是一种数值计算方法,广泛应用于工程力学领域。
在矿山设计中,有限元分析的应用主要体现在以下几个方面:1. 地下空间的稳定性分析:矿山设计中,地下空间的稳定性是一个重要问题。
有限元分析可以模拟地下空间的力学行为,分析岩体的稳定性,并优化支护结构和方法。
2. 岩石爆破振动分析:矿山开采中的爆破振动会对周围环境产生影响,如建筑物的震动和地下水的变化等。
有限元分析可以模拟爆破振动的传播和影响范围,为爆破设计提供科学依据。
3. 矿山设备的结构分析:矿山设备的结构强度和稳定性对于矿山运营的安全和效率至关重要。
有限元分析可以对矿山设备的结构进行分析和优化,确保其满足设计要求。
三、工程力学方法在矿山设计中的重要性和优势工程力学方法在矿山设计中的应用具有重要性和优势:1. 提高矿山设计的准确性:工程力学方法可以通过试验和计算,获得岩石和地下空间的力学参数,为矿山设计提供准确的基础数据,提高设计的准确性。
金属矿山采矿工程中岩石力学的应用
金属矿山采矿工程中岩石力学的应用摘要:伴随我国金属矿山工程数量的与日俱增,对于金属的需求量不断增加,有效增强金属矿山的采矿力度。
岩石力学虽说并非一门系统性的学科,可因为其介乎于地质学与力学之间的特征,岩石力学在金属矿山开采工作中实现良好运用,为采矿工程提供便利。
岩石力学在金属矿山开采工作中的应用主要在于周围地质环境的明确,确定矿洞的承载力度,为采矿工作的顺利进行提供保障,所以,最大限度的节省采矿成本,减少采矿风险。
关键词:金属矿山;采矿工程;岩石力学前言:金属矿山的开采在我国拥有悠久的历史,可分成露天开采与地下开采,开采技术和我国经济发展水平存在直接影响。
近年来,岩石力学具有飞速发展,具备很强的应用性与实践性。
岩石力学涉及到采矿、水利水电、地质、地震、石油等众多领域,而应用非常广泛的就是金属采矿工程。
将岩石力学在采矿工程中的应用,可严格侦察采矿地区的岩体,有利于建立采矿方案,为采矿工作的顺利开展提供保障。
1岩石力学的简述岩石力学是探索岩石力学性状的一门理论和应用科学,是力学分析至关重要的分支内容。
作为近些年来不断兴起的一门学科,岩石力学的应用范围一般包含公路、铁路、土木、地质、采矿、石油等更多和岩石工程相关的工程领域。
对于岩石力学而言,其概念就是基于材料定义所提出,通常受到材料力学或是固体力学带来的影响。
随着有关岩石力学理论研究和工程实践的健康发展,人们对岩石拥有非常深入的了解。
应尽可能防止将岩石仅看作是固体力学中的一类材料类型,作为天然型的地质体,所以,称之为岩体,引起具备十分复杂的地质构造和赋存条件,所以,这也是尤为重要的“不连续介质”。
2岩石力学应用于采矿工程的重要性尽人皆知,任意的矿产资源在开采之前均要处在岩层的包裹过程中,所以,在不同矿产资源的开发中均要加强岩石力学各个方面内容的应用,一般包含如下:其一,任意矿产资源的开发均是动态的生产劳动,在具体的挖掘中,应充分结合矿脉延伸的实际方向和工程施工距离的实施变更,不能遵照固定的方向开展挖掘;可因为挖掘方向的变化以后,岩层内部的力学性质随之出现变化,在因为地下水和地应力等因素带来的影响,很容易危害井下施工人员的生命安全,严重影响施工企业本身的经济效益。
岩石力学在采矿工程中的应用与分析
岩石力学在采矿工程中的应用与分析岩石力学是研究岩石力学性质及其变形、破坏规律的学科,它在采矿工程中有着广泛的应用。
本文将从岩石力学在采矿工程中的应用以及分析岩石力学对采矿工程的影响等方面进行详述。
岩石力学在采矿工程中的应用主要体现在以下几个方面:1. 岩石力学对矿山开拓和开采方案的影响。
矿山的选址、矿体的开拓、采矿方法的选择等,都需要进行岩石力学分析,以确保工程的安全性和经济性。
岩石力学分析可以评估矿山围岩的稳定性,从而确定开采方案和支护设计,有效地避免岩体崩塌、冒顶等事故的发生。
2. 岩石力学在矿山巷道和洞穴设计中的应用。
在巷道和洞穴工程设计中,需要考虑岩体的强度、应力分布以及岩层之间的接触状态等。
通过岩石力学分析,可以合理选择巷道和洞穴的形状、尺寸和支护方式,确保工程的稳定性和安全性。
3. 岩石力学在采矿设备设计和维护中的应用。
采矿设备的设计和维护需要考虑岩石的力学性质,特别是岩石的强度、稳定性和裂缝发育状况。
岩石力学分析可以为采矿设备的合理使用提供依据,延长设备的使用寿命,同时也能减少设备故障和事故的发生。
4. 岩石力学在采矿工程中的监测和预测。
采矿过程中,岩石围岩会受到应力的改变和加速损伤的影响,而这些变化可能引发岩体破坏、冒顶等事故。
通过岩石力学监测和预测,可以及时掌握岩石围岩的变化趋势,提前采取防范措施,保证工程的安全性。
岩石力学分析在采矿工程中的重要性不可忽视,它对采矿工程的影响主要体现在以下几个方面:1. 确保采矿工程的安全性。
通过岩石力学分析,可以评估岩体的稳定性,及时采取支护措施,降低岩体破坏和灾害事故的风险。
2. 提高采矿工程的经济性。
岩石力学分析可以合理选择开采方案和支护设计,减少资源浪费,降低采矿成本。
3. 优化巷道和洞穴设计,提高工程的稳定性。
岩石力学分析可以为巷道和洞穴的形状、尺寸和支护方式等提供科学依据,降低工程风险,提高工程质量。
4. 延长采矿设备的使用寿命。
通过岩石力学分析,可以选择合适的采矿设备并制定相应的维护措施,延长设备的使用寿命,降低设备维护成本。
金属矿山采矿工程中岩石力学的应用探析
金属矿山采矿工程中岩石力学的应用探析发表时间:2019-07-31T09:53:11.903Z 来源:《防护工程》2019年8期作者:陈琼华[导读] 随着近年来我国社会经济的快速发展,对于金属材料的需求量也不断增加。
山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿山东省莱州市 261417摘要:岩石力学起源于较大规模的工程实践,在发展初期岩石力学工程基本都会与采矿工程一同开展。
在采矿工程的实践作业过程中岩石工程经常会有着较大规模的应用,且所面临的工作环境也会十分复杂。
岩石力学起源于较大规模的工程实践,在发展初期岩石力学工程基本都会与采矿工程一同开展。
在采矿工程的实践作业过程中岩石工程经常会有着较大规模的应用,且所面临的工作环境也会十分复杂。
岩石力学问题始终存在于采矿工程的各个环节之中,采矿工程中的岩石力学有着高度的复杂性,因此就必须采用多种手段方式来对其展开研究。
关键词:岩石力学;金属矿山;采矿工程;应用随着近年来我国社会经济的快速发展,对于金属材料的需求量也不断增加,由此,也便对金属矿山采矿工程提出了更加严格的标准要求,基于这一现状下岩石力学得到了越来越广泛的应用。
金属矿山的开采在我国历史悠久,可分为露天开采和地下开采,开采技术直接影响国家经济发展水平。
近年来,岩石力学发展迅速,具有极强的应用性和实践性。
岩石力学涉及到采矿、水利水电、地质、地震、石油、等诸多领域,当然应用最为广泛的就是金属采矿工程。
将岩石力学应用在采矿工程中,可以对采矿地区的岩体进行专业的侦察,有助于拟定采矿方案,确保采矿工作的正常进行。
1岩石力学1.1内涵概述岩石力学(RockMechanics)是一项专门研究岩石在外界因素的影响下是如何变化的,其应力、应变、稳定性及加固情况在结构上怎样运动的,岩石力学属于物理学和地理学的一部分,用物理原理解释地理。
研究岩石力学,主要目的是可以将其应用在解决水利、土木工程等建设中的岩石工程上。
它与理科学科有着直接或间接的联系,像地理学,我们所研究的地质就属于地理学,而岩石力学就是物理学,还有测量数据进行分析,就是数学,所以说它们之间的关系是相互交融的。
矿山岩石力学问题在地下开采中的研究与应用
矿山岩石力学问题在地下开采中的研究与应用王国伟(新疆锂盐厂 乌鲁木齐830006)摘 要 随着矿山开采深度的加深,开采过程中的岩石力学问题越来越突出,严重制约了矿山的发展。
矿山企业应重视和加强岩石力学的研究,笔者就工作过的几个矿山企业比较突出的岩石力学问题进行分析,进一步指导今后采矿工作,提出一些综合治理的控制措施。
关键词 岩石力学 地下开采 岩层控制技术1 引 言地下采矿过程中的岩石问题是影响矿山发展的技术难题,开采较深的矿山遇到这一问题更加突出,由于大部分有色矿山面临着资源的减少或枯竭,许多矿山逐渐转入深部矿床的开采,随着开采深度的增加,地压活动加剧,岩石力学问题也越来越突出,某些矿山已被日益加剧的地压活动所困扰,安全事故频繁,采矿效率低,甚至造成大量资源的损失。
因此重视和加强岩石力学问题的研究,有待于今后指导矿山地下开采最关键的技术课题之一。
2 矿床开采的地压活动地下开采的某些矿山矿床开采的岩石力学条件差,工程地质复杂,矿岩松软破碎,开采过程中的岩石力学问题也更加突出。
⑴采场冒顶事故频繁。
地下矿床在开采时,采场顶板管理是关键,但多数采场管理效果不好,安全事故不断,致使生产条件恶化,难以进行正常采矿,甚至造成采场垮冒报废。
四川金川锂矿矿区内F1~F3断层和P1、P2两条较大的破碎带,节理发育,在断层中布置采场时,在回采中经常发生冒顶事故,工人进入采场工作面,往往进行几个小时的敲帮问顶,个别采场刚刚做完切割工程,采场就发生大面积塌冒,人员无法进入矿房采矿,以致造成大量的矿量无法回收。
⑵巷道地压显现剧烈。
吐鲁番某铜矿许多巷道位于宽而破碎的构造带中,围岩极不稳固,掘进过程中时常发生垮冒,有的一掘即垮,不采用超前支护手段则难以通过。
⑶区域地压增大,空区处理困难。
一些采用留矿法开采的矿山,在开采过程中,由于没有及时处理采空区,遗留下一定规模的空场群,随开采范围不断扩大,空场之间矿柱逐渐失稳,空场暴露面积越来越大,使区域地压活动加剧,给相邻矿块和下部矿体的开采带来严重影响,也使大量的矿柱矿量难以回收。
岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用探讨
岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用探讨发布时间:2021-06-28T16:12:30.017Z 来源:《工程管理前沿》2021年3月7期作者:赵纯龙,王兴源,马占卫[导读] 由于我国经济的快速发展,使得我国的资源消耗过快,赵纯龙,王兴源,马占卫锡林郭勒盟山金白银呼布矿业有限公司内蒙古自治区锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗 026300摘要:由于我国经济的快速发展,使得我国的资源消耗过快,因此为了满足国家发展的需求,我国开始进行大规模的矿山采矿工作。
但是在这过程中,采矿工作的进行逐渐不能满足生产的需要,同时在这个过程中,逐渐出现各种为题,导致采矿工作的效率低下。
所以国家为了解决这个问题,开始采用岩石力学,以此促进采矿工作的进行。
因此本篇文章对岩石力学在金属矿山采矿工作中的应用进行研究和分析,主要通过岩石力学的相关内容和在采矿工程中使用岩石力学的原因以及岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用等这几方面进行研究,得出岩石力学的使用对于我国金属矿山的开采工作的进行有着极其重要的作用,同时还为我国其他种类矿山的开采提供借鉴意义的结论。
本文仅供参考。
关键词:采矿工程;岩石力学;金属矿山;应用分析随着经济的发展,促使我国对于金属资源的需求进一步的增加,所以出于满足国家发展的需求,我国开始着手研发相关的技术,以提高金属矿山开采工作的效率和质量,以满足国家发展。
但是由于岩石力学是我国科学技术发展的情况,而衍生出来的一种新型技术,对其应用还是不太熟练,导致这项技术在矿山开采工作的作用不能发挥。
所以为了解决这个问题,本文开始对岩石力学的相关内容进行研究,通过这个方式便于人们更加熟悉这项技术并加以利用,使其可以在金属矿山开采工作中可以发挥其最大化的作用,提高开采工作的效率和质量,以此满足国家发展需求,促使国家国力的进一步提升。
1 岩石力学的相关内容1.1 进行岩石力学研究目的对这项技术进行研究的目的就是为了对矿区内的岩石和地质结构以及岩石的组成等相关内容进行区分,并且对于其涉及到的强度和应力等方面进行资料的收集和分析,然后按照岩石力学的内容对其进行分类,然后通过岩石力学中的自然崩落性进行开采方式的选择,通过这样的方式对金属矿山的开采制定科学合理的计划方案,使得矿山开采工作可以顺利地进行。
岩石力学在金属矿山采矿中的运用策略
岩石力学在金属矿山采矿中的运用策略摘要:工业企业发展需要应用大量金属,所以金属矿山的开采工作能够对工业产业的发展产生重要影响,由此,需要在金属矿山开采过程中,积极应用先进的技术设备,提升开采水平,以尽可能满足行业发展和市场发展的需求,所以本文将主要针对岩石力学在金属矿山采矿中的运用策略进行分析,首先明确岩石力学的概念,之后探讨其中的应用措施,以供参考。
关键词:岩石力学;金属矿山;采矿;运用策略数年以来,采矿行业在社会发展过程中起到了重要的推动作用,传统采矿工作主要采用经验类比的方式设计开采方案,但是在近现代科学快速发展的背景下可以了解到,采矿实际上是一项复杂程度极高的工程,岩石力学即为采矿行业转向现代化发展的重要桥梁,该学科具有实用性较强的特点,能够涉及到土木工程、矿山、地质、水利水电工程、石油等不同行业,特别是采矿行业,其中岩石工程规模巨大并且条件复杂,岩体的稳定性、强度和变形特征均能对采矿进程产生影响,同时采矿工程具有动态性特点,开挖过程中,岩体力学性质持续变化,同时水、地应力以及环境温度等环境因素也能导致岩体力学性质发生变化[1],所以岩体力学的应用能够对采矿工程的发展起到重要的推动作用,针对岩体力学在金属矿山采矿中的运用策略进行分析,也就具有重要意义。
一、岩石力学的概念初期,岩石力学属于力学的分支之一,仅针对岩石力学性状、岩石与周边物理力场反应等相关问题进行研究,所以岩石力学中也包含材料力学、固体力学等内容。
但是当代相关人员已经针对岩石力学展开深入研究,研究发现,岩石自身结构和赋存条件均存在不同程度的不确定性,所以既往在岩石性状和力场等方面的研究,已经转为对岩石力学性能和系统工程的研究,并且随着时间发展,当前岩石力学已经在我国的地质工程、矿产开采、水利建设、道路建设等多个方面,有效推动了我国工程行业的进步。
二、金属矿山采矿中岩石力学的运用(一)深凹露天矿边坡设计优化在金属矿山开采过程中采用传统开采形式时,通常采用极限平衡技术,通过静态系统分析方式,促使露天矿边坡的稳定性提升。
采矿工程中的岩土力学与地质灾害防治
采矿工程中的岩土力学与地质灾害防治采矿工程作为一门综合性学科,需要掌握多种技术和知识来保障矿山的安全生产。
岩土力学和地质灾害防治是采矿工程中非常重要的一部分,能够帮助矿山管理者预防并处理地质灾害,确保每个采矿环节的顺利进行。
本文将介绍岩土力学和地质灾害防治在采矿工程中的应用和意义。
一、岩土力学在采矿工程中的应用岩土力学是研究岩石和土壤在力学条件下的物理性质和变形规律的学科。
在采矿工程中,岩土力学的应用主要体现在以下几个方面:1. 采矿区域的勘查与评估:在进行采矿区域的勘查和评估时,需要对地下的岩土体进行力学性质的测试与分析,以确定矿区的稳定性和可采性。
2. 井巷与巷道的设计:在开拓矿区时,需要按照岩土力学的原则进行井巷和巷道的设计,以确保矿山内的通风和水力条件,同时降低因岩溶发生的事故风险。
3. 岩层稳定性评估:矿山中常常遇到岩层位移、断裂和塌陷等问题,通过岩土力学的方法可以对岩层进行稳定性评估,并采取相应的支护措施,以保障矿井运营的安全。
4. 煤与瓦斯突出预测:煤与瓦斯突出是矿井工作面发生的一种突发性地质灾害,岩土力学可以通过对煤与瓦斯突出规律的研究,预测煤与瓦斯突出的危险性,并采取措施防止事故的发生。
二、地质灾害防治在采矿工程中的意义地质灾害防治是保障矿山安全生产的重要环节,它涉及到矿山的技术管理和危险源的治理。
地质灾害防治的意义主要表现在以下几个方面:1. 保障矿山安全生产:地质灾害是影响矿山安全的主要因素之一,通过对地质灾害的防治,可以降低矿山事故的发生率,保障矿山的安全生产。
2. 提高矿山开采效率:通过对矿山地质灾害的防治,可以减少因灾害而造成的停产和生产延误,提高矿山的开采效率和经济效益。
3. 保护生态环境:地质灾害不仅对矿山的安全造成威胁,还会对周边生态环境造成破坏。
通过地质灾害的防治,可以减少矿山对生态环境的损害,保护生态平衡。
4. 提高矿山管理水平:地质灾害防治需要科学的管理方法和技术手段,通过对地质灾害的综合管理,可以提高矿山管理水平,推动矿山工作朝着科学化、规范化的方向发展。
采矿过程中的岩石力学问题
采矿过程中的岩石力学问题在采矿过程中,岩石力学问题是一个关键而复杂的领域。
岩石力学研究的目的是理解和解决与岩石开采相关的各种力学问题,例如岩石的稳定性、岩石的开采和支护方法以及人为活动对岩石的影响等。
本文将讨论采矿过程中的岩石力学问题,并探讨解决这些问题的方法。
1. 岩石的物理力学特性岩石是地球表面的主要构成物之一,具有复杂的物理力学特性。
岩石力学的研究包括岩石的强度、岩石的应力-应变关系以及岩石的破坏机制等内容。
了解岩石的物理力学特性对采矿工程的设计和实施至关重要。
2. 采矿过程中的岩石变形和破裂在采矿过程中,岩石会受到各种力的作用而发生变形和破裂。
岩石的变形和破裂对采矿工程的稳定性和安全性造成重要影响。
因此,研究岩石变形和破裂的机理,确定合适的支护和加固措施是非常重要的。
3. 采矿支护措施为了确保采矿工程的安全和稳定,必须采取适当的支护措施。
常见的支护方法包括钢筋混凝土支护、锚杆支护、锚索支护以及岩石爆破等。
这些支护措施通过增强岩石的强度和稳定性,防止岩石塌方和崩落。
4. 岩石力学在采矿工程中的应用岩石力学在采矿工程中具有广泛的应用,包括岩石的楔入力学、岩层的断裂力学以及岩石开采的优化设计等。
岩石力学的应用可以提高采矿工程的效率和安全性,降低采矿成本。
5. 采矿过程中的岩石力学问题解决方法解决采矿过程中的岩石力学问题需要综合考虑多个因素,如岩石的物理力学特性、采矿工程的特点以及支护措施的选择等。
常用的解决方法包括岩石力学试验、数值模拟和经验分析等。
这些方法可以提供对采矿过程中岩石力学问题的全面理解和解决方案。
结论:在采矿过程中,岩石力学问题是一个极具挑战性的领域。
通过对岩石的物理力学特性、岩石变形和破裂机制的研究,采取适当的支护措施,以及应用岩石力学的解决方法,可以确保采矿工程的安全和稳定性。
然而,岩石力学问题的解决是一个综合性的课题,需要全面考虑各种因素,并持续不断地进行研究和创新。
只有不断提高岩石力学研究水平和应用能力,才能更好地解决采矿过程中的岩石力学问题。
浅析岩石力学在采矿工程中的应用及问题探讨
浅析岩石力学在采矿工程中的应用及问题探讨摘要:现如今,随着我国国民经济的飞速发展,人们在生产生活之中对于矿物的需求量也在逐渐的增加,现今,物产丰富的中国已经成了世界的采矿业的重头。
而采矿工程在社会建设发展中的地位也越来越凸显,成为人们十分热衷的话题。
而在具体的采矿工程中离不开对岩石力学的应用,其作为地质学和力学之间的一门边缘学科,其应用已经比较广泛。
本文就将对我国岩石力学在非金属矿山采矿工程中的应用进行分析探讨。
关键词:岩石力学;采矿;问题;措施在矿山的开采中对于岩石力学的应用是非常普遍的,其主要来源于大规模的工程实践。
由于采矿工程一般规模比较大、施工条件复杂,不管是地下还是露天的采矿工程,都是以具有地质构造的岩石为对象,这也就决定了岩石力学的问题将贯穿于整个采矿工程的实际。
在采矿工程中的岩石力学,主要包括岩石的稳定性以及强度等,它是会随着矿山中岩石内部的结构发生不同的变化。
与此同时,因为采矿工程是一个动态的过程,所以在这其中岩石的力学性质会随着矿山工程的进展发生变化,还有就是自然环境也对其有一定的影响。
这就决定了在矿山工程中的岩石力学应用手段必须多样化。
1、岩石力学研究的目的和内容岩石力学研究的目的是对矿区内不同类型岩体的地质结构、岩石组成及其强度和应力的资料给以解释,按岩石力学的要求对矿、岩体进行分类,以便根据其自然崩落性选择合适的开拓方式和采矿方法,从而为制定采矿试验计划和编制采矿设计提出推荐意见。
岩石力学研究的主要内容有:断层和破碎带的位置、形态和相对运动;不同类型岩石及其夹层的抗压、抗张、抗剪强度;微裂隙的类型及系统;区域残余应力的大小、方向和变化;应力释放的方法;在一段时间内岩石的应力集中及其移动的性态,坑内井巷工程不同支护方法的效果;使应力影响减少到最小的井巷工程的位置及方向等等。
2、背景研究2.1、采矿工程的力学背景采矿工程的力学背景,主要指的是在推翻原有平衡关系的基础之上建立起新的平衡结构,它具有一定的时代特色。
岩石力学在采矿工程中的应用
岩石力学在采矿工程中的应用岩石力学是研究岩石在力学行为方面的学科,它对于采矿工程至关重要。
在采矿过程中,岩石力学的应用可以帮助我们了解地下岩体的性质和行为,并且提供指导工程设计和操作的依据。
本文将探讨岩石力学在采矿工程中的应用。
1. 岩石力学在开采设计中的应用在进行矿山开采设计过程中,岩石力学是一个重要的考虑因素。
通过研究岩石的力学特性,可以确定最适合的采矿方法,保证开采过程的顺利进行。
一种常用的方法是通过岩石力学参数的测量和分析来评估岩石的稳定性。
例如,通过进行试验,可以获取到岩石的弹性模量、抗剪强度、压缩强度等参数。
根据这些参数,可以计算出岩石的稳定性指标,如岩体的强度指数和岩石的稳定系数,从而确定采矿过程中需要采取的支护措施。
此外,岩石力学还可以用于确定采矿方法和开采方案。
根据岩石的力学特性,可以判断出哪种采矿方法更适合某一特定的地质环境。
例如,如果岩石的强度较低,采用爆破矿石的方法可能更加合适;而如果岩石的强度较高,可能需要采用其他方法,如钻孔放炮或者机械采矿。
2. 岩石力学在围岩稳定性分析中的应用在采矿工程中,围岩的稳定性是一个重要的问题。
岩石力学可以帮助我们对围岩的稳定性进行分析,并制定相应的支护设计。
通过对围岩力学参数的测量和分析,可以评估岩体的稳定性,并确定合适的支护措施。
在支护设计中,岩石力学可以帮助我们确定支护结构的尺寸和材料。
根据岩石的强度参数和围岩的应力状态,可以计算出支护结构所承受的荷载,进而确定支护结构的设计尺寸。
此外,岩石力学还可以用于评估支护材料的适用性,以确保支护结构的安全性和稳定性。
3. 岩石力学在岩层控制中的应用岩层控制是采矿工程中一个非常关键的问题,涉及到矿井的安全和生产效率。
岩石力学可以帮助我们预测岩层动力学行为和岩层失稳的可能性,从而采取相应的控制措施。
通过测量和分析岩石的动力学参数,可以评估岩层的稳定性,并进行岩层移动的预测。
根据岩层移动的预测结果,可以采取针对性的岩层控制措施,如加固巷道壁面、增加支柱的规格等,以确保矿井的安全性和稳定性。
岩石力学在采矿工程中的应用
岩石力学在采矿工程中的应用岩石力学是研究岩石力学性质和岩体变形、破裂机理的学科。
在采矿工程中,岩石力学的应用至关重要,它可以提供有关岩石的稳定性和变形性质的信息,为采矿工程中的设计和实施提供依据。
本文将从岩石强度分析、支护设计及岩石断裂及破碎分析等方面,介绍岩石力学在采矿工程中的应用。
一、岩石强度分析岩石强度是指岩石抵抗外部力量破坏的能力。
在采矿工程中,了解岩石的强度特性对采矿设备和支护结构的设计至关重要。
通过岩石力学实验和现场观测,可以获取岩石的强度参数,如岩石抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
利用这些参数,可以判断岩石的稳定性,并选取适当的采矿方法和支护措施。
二、支护设计在采矿工程中,为了确保矿井和巷道的稳定,必须对岩石进行支护。
岩石力学提供了支护设计的理论基础。
通过研究与分析岩石的变形、破裂机理,可以确定合适的支护方式和支护材料。
例如,在软弱的岩石地层中,可以采用锚杆支护、锚杆网支护等方式来提高巷道的稳定性。
而在坚硬的岩石地层中,则可以采用锚索支护、钢架支护等方式来加固巷道的结构。
三、岩石断裂及破碎分析采矿过程中,岩石的断裂和破碎是不可避免的。
岩石力学可以帮助分析岩石破碎的机制和过程,并为采矿工程的设计和管理提供依据。
通过岩石实验和数值模拟,可以模拟岩石在不同载荷下的破碎过程,并预测岩石的变形和破坏。
这对采矿设备的选型、采矿方案的制定以及采矿过程的安全管理都具有重要意义。
四、岩石力学在地下水工程中的应用岩石力学不仅在采矿工程中有重要应用,同样也在地下水工程中扮演着重要角色。
在地下水工程中,岩石力学可以提供有关岩体渗透性、岩石围压和岩体稳定性等方面的信息。
这对地下水的开发和利用具有重要意义。
综上所述,岩石力学在采矿工程中的应用非常广泛。
它在设计采矿设备、制定采矿方案和支护设计等方面起着至关重要的作用。
随着科技的发展和研究的深入,岩石力学在采矿工程中的应用将会进一步得到拓展和深化。
探讨金属矿山采矿工程中岩石力学的应用
探讨金属矿山采矿工程中岩石力学的应用发表时间:2018-10-01T13:56:49.270Z 来源:《基层建设》2018年第23期作者:杜江[导读] 摘要:现如今,随着我国国民经济的飞速发展,人们在生产生活之中对于矿物的需求量也在逐渐的增加,现今,物产丰富的中国已经成了世界的采矿业的重头。
内蒙古自治区矿产实验研究所 010031 摘要:现如今,随着我国国民经济的飞速发展,人们在生产生活之中对于矿物的需求量也在逐渐的增加,现今,物产丰富的中国已经成了世界的采矿业的重头。
而采矿工程在社会建设发展中的地位也越来越凸显,成为人们十分热衷的话题。
而在具体的采矿工程中离不开对岩石力学的应用,其作为地质学和力学之间的一门边缘学科,其应用已经比较广泛。
本文就将对我国岩石力学在非金属矿山采矿工程中的应用进行分析探讨。
关键词:金属矿山;采矿工程;岩石力学;应用改革开放以来,中国的工业化进程速度加快,经济快速平稳增长。
工业化进程导致了大量的金属资源需求。
我国已成为世界资源消耗大国,但是储量不多和开采成本大的矿物质开采却和国际上差距很大,这就需要通过进口弥补国内资源消耗的缺口。
我国人口众多,而资源承载压力大,矿石资源担负着前所未有的经济成长动力,需要消耗巨量的自然资源,金属矿山的开发由此具有重要意义,而岩石力学的发展和应用让金属矿山开采取得重大突破。
在矿山开采的危害预案设置、矿山地应力场的测量、矿山边坡设计的优化等领域均有作用,为岩体力学的发展带来积极作用。
1岩石力学的特点岩石力学是近代发展起来的一门应用性和实践性很强的新兴学科和边缘学科,它的应用范围涉及采矿、土木建筑、水利水电、铁道、公路、地质、地震、石油、地下工程、海洋工程等众多的与岩石工程相关的工程领域一方面,岩石力学是上述工程领域的理论基础;另一方面,正是上述工程领域的实践促使了岩石力学的诞生和发展。
1966年,美国科学院岩石力学委员会对岩石力学给予以下定义:“岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用科学,它是力学的一个分支,是探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应”这一定义是从“材料”的概念出发的,带有材料力学或固体力学的深深烙印随着岩石力学理论研究和工程实践的不断深入和发展,人们对“岩石”的认识有了突破首先,不能把“岩石”看成固体力学中的一种材料,所有岩石工程中的“岩石”是一种天然地质体,或者叫做岩体,它具有复杂的地质结构和赋存条件,是一种典型的“不连续介质”其次,岩体中存在地应力,它是由于地质构造和重力作用等形成的内应力由于岩石工程的开挖引起地应力的释放,正是这种“释放荷载”才是引起岩石工程变形和破坏的根本作用力因此岩石力学的研究思路和研究方法与以研究“外荷载作用”为特征的材料力学、结构力学等有本质的不同最近的研究表明,无论是岩体结构,还是其赋存状况、赋存条件均存在大量的不确定性因此,必须改变传统的固体力学的确定性研究方法,而从“系统”的概念出发,采用不确定性方法来进行岩石力学的研究“岩体”是自然系统,“工程岩体”是人地系统,其行为和功能与施工因素密切相关。
岩石力学在采矿工程中的应用
岩石力学在采矿工程中的应用与发展学院能源科学与工程学院专业采矿工程班级 2010级单招1班学号 ************ 姓名王兵祥岩石力学在采矿工程中的应用与发展[摘要]简略介绍了岩石力学在采矿工程中的应用并探讨了其发展趋势。
[关键词]岩石力学;采矿工程;应用;发展一概述岩石力学是近代发展起来的一门新兴学科和边缘学科,是一门应用性和实用性很强的应用基础学科。
岩石力学的应用范围涉及土木工程、水利水电工程、矿山、铁路工程、地质、石油等众多领域。
早期的岩石力学工作大都是结合采矿工程进行的。
采矿工程涉及到底岩石工程往往规模巨大,而且条件极其复杂。
不论是地下采矿工程,还是露天采矿工程,都是以具有地质构造的岩石为对象,岩石力学的问题贯穿于采矿工程的各个角落。
一方面采矿工程中的岩体是地质体,它经历过多次反复地质作用,经受过变形,遭受过破坏,形成一定的岩石成分和结构,赋存于一定的地质环境中。
岩体的力学性质包括岩体稳定性特征,强度特征和变形特征,它会随着岩体内结构面产状的不同而变化。
另一方面,由于菜款工程是一个动态开挖过程,岩体的力学性质会随着工程尺寸和开挖方向不同而变化,同时环境因素(地应力、水、温度)也是影响其性质的一个重要方面。
由此可见,岩体力学在采矿工程中的应用是非常广泛而深入的。
采矿是一项古老的行业,采矿业为人类社会的发展做出了重要的贡献。
传统的采矿设计采用的是经验类比法,靠“查手册”来进行开采方案的设计和确定采场的参数结构,以至于长久以来,人们习惯地认为采矿只是一门工艺而不是科学。
造成采矿设计和技术落后的组要原因是采矿是一门极为复杂的工程。
岩石力学是是采矿从工艺向科学转变的一座桥梁。
二岩石力学在采矿工程中的应用岩石力学在菜款工程中中主要有以下几方面的应用。
1.矿山地应力场测量地应力是存在于底层中的天然应力,它是引起采矿水利水电、土木建筑、铁道、公路和其他各种地下或露天沿途开挖工程变形和破坏的根本作用力,是实现采矿和岩土开挖设计和决策科学化的必要前提。
岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用
岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用发表时间:2018-08-10T15:23:57.153Z 来源:《科技中国》2018年4期作者:梅朝海李武[导读] 摘要:岩石力学是介于力学和地质学中间的一门学科,研究岩石外界因素,是解决岩石工程稳定性问题和岩石破碎条件的重要方法。
岩石力学具体包括矿山地应力场测量,地下矿山采矿设计优化,大型深凹露天矿边坡设计优化和深部开采动力灾害预测与防治,现如今在采矿工程中得到广泛应用。
摘要:岩石力学是介于力学和地质学中间的一门学科,研究岩石外界因素,是解决岩石工程稳定性问题和岩石破碎条件的重要方法。
岩石力学具体包括矿山地应力场测量,地下矿山采矿设计优化,大型深凹露天矿边坡设计优化和深部开采动力灾害预测与防治,现如今在采矿工程中得到广泛应用。
关键词:岩石力学,金属矿山,采矿工程,应用一、岩石力学的概述1岩石力学的概念岩石力学是研究岩石在水流、温度等外界因素作用力下的应力、应变、破坏、稳定性以及加固的学科。
作为力学的一个分支,新兴的岩石力学与相关学科进行交叉使其应用广泛,尤其是在金属矿石的开采中,得到充分应用。
对于岩石力学,至今还没有一种固定且被公认的模式,人们对已有的模式拥有不同评价,认为其根据材料本身构造关系进行研究,公式化,无法解决工程实际问题。
2岩石力学与地质学的结合岩石力学基础理论不仅是数学、力学,还需要地质和工程基础,其中包括工程素质的训练,单纯依靠固体力学是无法解决工程实际问题的。
岩石是一种地质产物,岩石力学作为基础学科,它的任务就是用于岩石工程建设,包括地质资源的开发工程。
所以,地质学必将成为岩石力学技术的基础支持。
底层本身都存在这地应力,岩石都处在受力和被束缚的状态,通过挖掘和开使之应力释放,不同的工艺方法和流程,不同的开挖范围,都影响着应力动态及形状动态,所以在施工中要充分考虑对其动态的分析。
地质学与其他科学分支都存在着交叉,与岩石力学拥有相同研究内容。
尤其是研究地壳的物质组成和结构,形成和演化的具体过程,地质学是对地质历史的重建,地质学家运用现代化科学技术,使传统地质学进一步发展为现代科学。
岩石力学在采矿工程中的应用(共1104字)
岩石力学在采矿工程中的应用(共1104字)一、岩石力学在采矿工程中的应用1.1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。
1.2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。
1.3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。
采矿业中的矿山岩石力学与支护技术
采矿业中的矿山岩石力学与支护技术矿山岩石力学与支护技术是采矿业中关键的研究领域之一。
在矿山开采过程中,由于地下岩层的特殊性质,各种力学问题不断浮现,为了保证开采安全和提高开采效率,矿山岩石力学与支护技术的研究与应用显得尤为重要。
一、岩石力学在采矿业中的作用矿山岩石力学是研究岩石在地下工程中的行为规律以及岩石在外力作用下的变形、破裂和破坏的科学。
通过对岩石力学性质的研究,可以确定采矿场地地质条件的稳定性,预测和评价采矿过程中可能发生的地质灾害,为矿山设计和矿山开采提供科学依据。
岩石力学在采矿业中的作用主要体现在以下几个方面:1. 采矿区域的合理布局。
通过岩石力学参数的确定,可以确定岩层的稳定性,进而优化采矿区域的布局。
合理的布局不仅可以提高采矿效率,还可以减少岩石破坏带来的损失。
2. 支护设计的科学性。
矿山中存在各种地质构造和断层,岩层的不均匀性也是常见的问题。
通过岩石力学的研究,可以确定哪种支护方式更适合特定的岩层条件,从而保证工作面的稳定性和安全性。
3. 地下进程控制。
岩体的变形和破坏会直接影响采矿过程中的排水和通风系统,通过岩石力学的研究,可以掌握岩体的运动规律,及时采取措施应对可能的岩层突水和爆破等问题。
二、支护技术在采矿业中的应用支护技术是指通过各种措施,保持岩石固结态以及地下工程的稳定。
在采矿业中,支护技术的应用是确保开采过程安全进行的重要手段。
1. 工作面的支护。
在采矿工作面,利用各种支护材料和技术手段,可以有效地防止工作面岩层的塌方和坍塌。
目前常用的支护材料有锚杆、锚索、钢架和预应力锚杆等。
针对不同岩层的特点,选择合适的支护方式,有效地控制岩层的变形和破裂。
2. 采空区的支护。
采矿过程中,会形成一定的采空区。
为了防止采空区垮塌引发地质灾害,需要采用适当的支护措施。
目前常用的采空区支护技术有地面加固、岩层压实和排水处理等。
3. 水文地质支护。
采矿过程中,地下水的涌入是一个常见的问题。
金属矿山采矿工程中岩石力学的应用
金属矿山采矿工程中岩石力学的应用摘要:随着我国开展工程数量的增多,对金属的需求量也越来越大,对于金属矿山的采矿力度需要进一步加强。
岩石力学虽然不是一门系统性的学科,但正是因为其介乎于地质学和力学之间的特点,岩石力学在金属矿山开采工作中得到了很好的应用,并且给采矿工程提供了很大的便捷。
在金属矿山开采工作中,岩石力学主要应用于对周边地质环境的确定,明确矿洞的承载力度,确保采矿工作的正常进行,因此在一定程度上有效的节约了采矿成本,降低了采矿风险。
基于此,文章对金属矿山采矿工程中岩石力学的应用进行了研究,以供参考。
关键词:采矿工程;岩石力学;应用研究1岩石力学概述岩石力学指的是研究岩石力学性状的一门理论和应用科学,是力学中的一个分支,主要探讨岩石对周围物理环境中力场的反应。
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。
在新近研究中发现,岩体结构、赋存情况和赋存条件等都具备较大的不确定性,对岩石力学的研究也要改变传统固体留学确定性研究方法。
对其可重新定义为,是认识和控制岩石系统力学行为和工程功能的科学。
在金属矿山采矿工程中应用岩石力学,其相关问题主要是以下几方面,矿山地应力测量、露天采矿边坡设计和稳定加固技术、采场围岩稳定性问题、矿井突水预测和采矿设计优化等。
2岩石力学在采矿工程中的重要性分析在金属矿山采矿工程中,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,在金属矿山采矿工程中,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,岩体的力学性质也会发生相应变化,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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用
发表时间:2018-08-10T15:23:57.153Z 来源:《科技中国》2018年4期作者:梅朝海李武
[导读] 摘要:岩石力学是介于力学和地质学中间的一门学科,研究岩石外界因素,是解决岩石工程稳定性问题和岩石破碎条件的重要方法。
岩石力学具体包括矿山地应力场测量,地下矿山采矿设计优化,大型深凹露天矿边坡设计优化和深部开采动力灾害预测与防治,现如今在采矿工程中得到广泛应用。
摘要:岩石力学是介于力学和地质学中间的一门学科,研究岩石外界因素,是解决岩石工程稳定性问题和岩石破碎条件的重要方法。
岩石力学具体包括矿山地应力场测量,地下矿山采矿设计优化,大型深凹露天矿边坡设计优化和深部开采动力灾害预测与防治,现如今在采矿工程中得到广泛应用。
关键词:岩石力学,金属矿山,采矿工程,应用
一、岩石力学的概述
1岩石力学的概念
岩石力学是研究岩石在水流、温度等外界因素作用力下的应力、应变、破坏、稳定性以及加固的学科。
作为力学的一个分支,新兴的岩石力学与相关学科进行交叉使其应用广泛,尤其是在金属矿石的开采中,得到充分应用。
对于岩石力学,至今还没有一种固定且被公认的模式,人们对已有的模式拥有不同评价,认为其根据材料本身构造关系进行研究,公式化,无法解决工程实际问题。
2岩石力学与地质学的结合
岩石力学基础理论不仅是数学、力学,还需要地质和工程基础,其中包括工程素质的训练,单纯依靠固体力学是无法解决工程实际问题的。
岩石是一种地质产物,岩石力学作为基础学科,它的任务就是用于岩石工程建设,包括地质资源的开发工程。
所以,地质学必将成为岩石力学技术的基础支持。
底层本身都存在这地应力,岩石都处在受力和被束缚的状态,通过挖掘和开使之应力释放,不同的工艺方法和流程,不同的开挖范围,都影响着应力动态及形状动态,所以在施工中要充分考虑对其动态的分析。
地质学与其他科学分支都存在着交叉,与岩石力学拥有相同研究内容。
尤其是研究地壳的物质组成和结构,形成和演化的具体过程,地质学是对地质历史的重建,地质学家运用现代化科学技术,使传统地质学进一步发展为现代科学。
3.岩石力学的特点
岩石力学作为新兴学科和边缘学科,应用范围涉及采矿、水利水电、铁道、公路、石油、地下工程、岩石工程等众多领域。
随着岩石力学理论研究和工程实践的不断发展,人们将突破对“岩石”固有理解,称其为岩体,由地质构造和重力作用形成的内应力,在采矿过程中,会遇到很多岩石力学方面的问题。
二、相关理论
1岩石的强度理论
岩石力学的轻度理论是岩土工程中最重要的理论,在岩土工程的评价和设计过程中发挥着重要的作用,用岩石力学理论可以判断安全性。
岩石力学强度理论也成为强度准则,主要的关注点是当材料损坏时,应力的状态问题。
从当前的情况来看,对于岩石力学的研究大部分都是建立在实验基础上的,岩石类的材料破坏是在应力发挥作用的情况下,由于不同应力的物理特性,会对岩石材料产生不同的作用效果,随着对岩石力学的不断探究,专家学者也进行了一系列的学术分析,并且形成了相对完善的岩石力学强度准则。
2层状岩体弹性理论
在地层压力、地质构造力、地震力和低温热应力的共同作用下,地下岩体的岩石交界层处岩石与岩石的组合是不同的。
交界层面处,在岩石和岩石之间是作为一个整体存在的,具有粘性,而又存在在岩石的交界处被其他物质填充的现象,使其断裂而不能作为一个整体出现,由此可知,在岩石的交界处由于链接的方式不同,使得强度有所改变,也就是说,岩体的强度是受到岩石间的链接方式影响的。
在不具有粘结力层状岩体的假设中,将岩石交界层面称之为层理,不具有粘结力,岩石是自由组合的,且由于岩性的差异,作用在弹性系数上,岩石是直接接触的。
在具有粘结力层状岩体的假设中,认为岩石交界层面之间存在内聚力,也就意味着相邻岩石是作为一个整体存在的,一旦其层状岩体受力发生变形,相邻两岩石之间的交界层面处不会产生明显的变化,加上层状岩体中各岩石的岩性的差异,在弹性模量的参数上得以反映,不考虑岩石交界层之间物质的厚度。
3岩石的模糊内时本构理论
岩石的模糊内时本构理论是为了描述岩石的硬度而提出的一种全新的确定材料函数的方法,其基本的原理可以概括为,在一定假设条件下,建立岩石内时本构方程及其增量的形式,根据实验的假设和前提条件,利用内时本构方程反向计算出内时间的特定“时刻”的相关函数值,在此基础上利用线性插值公式的方法,来替代材料函数公式,材料函数在这种方法的计算下,更加具有精确性,在描述试验范围内岩石的硬化、软化特性方面更具有优势。
三、采矿工程遇到的岩石力学技术运用
1.矿石地应力场测量
地应力是实现采矿和岩土工程开挖设计的必要前提,只有掌握工程地应力条件,才能对矿山区域进行总体布置,运用合理的采矿方式,结合采石场地形状,测量断面尺寸,设计采矿步骤,对支护结构和时间进行布置,确保安全性前提下,增加矿石的最大开采量,优化采矿工程顺利实现。
随着计算机的应用和发展,在已知地应力前提条件下,可以对采矿工程进行定量计算和分析,如果不能知道和了解工程原始应力状态,则计算结果将缺乏准确性,分析的数据也将失去其应有价值。
2.地应力测量的重要方法
原始的测量方法是需要一点一点测量,利用其周围区域三维状态,根据需要和方向任意选择三维应力状态下的坐标,但测量坐标系,则是由六个应力分量求得三个主应力的大小和方向。
实际测量过程中,每一个测量点岩石涉及量可能是几立方厘米甚至几立方米。
为了确
保准确测量,就需要得出准确的测量点,借助人力测量和计算机技术,建成矿区地应力模型。
四、优化地下采矿设计研究
对于目前的金属矿石开采工程,关注个案和重视技术的发展,对与基础建设研究不够,要确保我国资源可以充分得到供给,要求对金属矿石的开采基础理论进行进一步探究。
岩石力学问题一直处在复杂环境,金属矿石深部与浅部灾害特征存在较大差异,浅部开采理论不适用与深部开采工程,具体表现如下:
1.浅部开采所处的地应力水平比较地,采用岩块强度就可以进行作业,而金属矿山开采条件下,地应力水平比较高,公衡岩体周围压力大,并不是简单的受到拉伸力或者压力,而是复合拉压状态,所以工程强度,就不能按照简单岩块强度进行施工,要建立符合开采条件和特点的新型理论。
2.在浅部开采条件下,可以采用传统的线性设计理论,而在金属矿石开采中,工程中所体现出的特性,不仅仅是线性力学那么简单,所以就不能采用一次性设计,要充分考虑线性与非线性力学理论相结合,稳定控制金属矿石开采结构。
重点研究金属矿石开采中存在的力学问题,努力减少金属矿石开采过程中对地表环境的损伤。
3.金属矿石开采稳定性问题,是解决开采围岩破坏后与支护系统形成的力学问题,开采印发顶板破断,局部顶板与支架起到二次稳定作用。
在金属矿山下,所形成的动应力分布和采集空间多为动态下,承受压力范围也将发生很大的变化。
因此,在深入分析金属矿石采场的围岩采动应力时,进一步探求稳定性的控制方法。
五、结束语
在岩石力学的研究中,充分考虑到岩石自身特性,根据不同性质设计不同的开采策略,这必将推动采矿工程的发展。
促进岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用。
参考文献:
[1]孙义.地应力及其在采矿工程中的应用综述[J].西部探矿工程,2017,(07):127-129+134.
[2]戴露.浅谈采矿工程与力学问题的关系[J].企业技术开发,2015,(02):170-171.
[3]曹旭.岩石力学在采矿工程中的应用探讨[J].河南科技,2013,(18):44.
[4]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,2011,(05):9-12+54.。