岩石力学在采矿工程中的应用
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。
采矿工程中的岩石力学问题探讨与解决方案
采矿工程中的岩石力学问题探讨与解决方案引言：采矿工程中，岩石力学是一门关键的学科，它研究岩石的强度、变形性质和破坏机理等方面的问题。
岩石力学问题的解决对于确保采矿工程的顺利进行至关重要。
本文将就采矿工程中常见的岩石力学问题进行探讨，并提出相应的解决方案。
1.岩石强度分析与评估在采矿工程中，岩石强度分析与评估是保证工程安全运行的基础。
首先，需要对岩石样本进行采集，并通过试验手段测定其强度参数。
然后，基于实测数据，进行岩石强度参数的统计分析，确定岩石的强度分布特征。
最后，结合采矿工程的实际情况，进行岩石强度评估，并制定相应的支护方案。
2.岩石变形性质研究在采矿工程中，岩石的变形性质对于工程的稳定性和安全性具有重要影响。
因此，需要开展岩石的变形特性研究，包括岩石的弹性模量、剪切模量、压缩模量等参数的确定。
这可以通过采取野外观测、试验室试验以及数值模拟等方法进行。
研究结果可以为采矿工程的设计和管理提供科学依据。
3.岩石力学模型建立建立适用于采矿工程的岩石力学模型是解决岩石力学问题的重要步骤。
根据岩石的物理性质和实测数据，可以选择合适的力学模型，并进行参数拟合。
常用的岩石力学模型包括弹性模型、弹塑性模型和粘弹塑性模型等。
建立准确可靠的力学模型有助于预测岩石的强度和变形，为采矿工程提供科学的指导。
4.岩石破坏机理研究研究岩石的破坏机理是为采矿工程提供有效的支护措施的重要前提。
通过对岩石的破坏过程进行分析，可以确定岩石发生破坏的主要因素和机制。
常见的岩石破坏机理包括岩石断裂、滑动、剥落等。
研究岩石的破坏机理可以为制定合理的支护措施和采矿方案提供科学依据。
5.岩石支护措施设计根据岩石力学问题的分析结果，设计有效的支护措施是确保采矿工程安全运行的关键。
支护措施可以根据实际情况选择，常见的支护方式包括开挖法支护、钢支撑、锚索支护等。
通过合理设计和施工，可以增强岩石的稳定性，保证采矿工程的正常进行。
总结：采矿工程中的岩石力学问题是影响工程安全运行的重要因素。
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。
采矿专业科目
采矿专业科目标题：采矿专业科目概述采矿工程是一门以地球内部的矿产资源为研究对象，探讨其开发、利用和保护的一门工程技术学科。
它涉及到地质学、岩石力学、矿业经济学等多个学科领域，是一门综合性极强的专业。
本文将从采矿专业的核心课程入手，深入剖析这一领域的知识结构。
首先，地质学是采矿专业的基础理论课程。
地质学主要研究地球的物质组成、结构构造以及各圈层间的相互作用，这对于理解矿床形成机制、评估矿产资源储量、预测矿产分布等具有重要的指导意义。
在地质学的学习过程中，学生需要掌握矿物的物理性质和化学性质，了解地壳运动规律，学习如何进行地质勘探和矿产资源评价。
其次，岩石力学是采矿专业的重要技术课程。
岩石力学主要研究岩石在各种受力条件下的应力应变特性，以及岩石与支护结构之间的相互作用。
这门课程对于理解矿山开采过程中的岩体稳定性问题，设计合理的开采方案，确保矿山安全高效运行具有至关重要的作用。
在岩石力学的学习过程中，学生需要掌握岩石的力学性能测试方法，了解岩石破坏机理，学习如何进行矿山围岩稳定性分析。
再者，矿业经济学是采矿专业的应用理论课程。
矿业经济学主要研究矿产资源的经济价值、开发利用的成本效益、市场供需关系等问题。
这门课程可以帮助学生理解和把握矿业行业的经济规律，为企业制定科学合理的经营决策提供依据。
在矿业经济学的学习过程中，学生需要掌握基本的经济分析方法，了解矿产资源的价格形成机制，学习如何进行矿山投资项目评估。
除此之外，采矿专业还需要学习一些其他的专业课程，例如矿山环境工程、矿井通风与防尘、矿山测量与绘图、矿产资源政策与法规等。
这些课程涵盖了采矿工程的各个重要环节，可以为学生提供全面系统的专业知识。
总的来说，采矿专业是一个集理论知识与实践技能于一体的综合性学科。
通过系统的学习，学生不仅可以掌握采矿工程的基本原理和技术方法，还可以培养出良好的职业素养和创新能力。
在未来的职业生涯中，他们将成为推动我国矿业发展的重要力量，为国家的能源安全保障和经济社会发展做出贡献。
矿山地质工程与岩石力学
岩石的力学性质
岩石的强度：包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等 岩石的变形：包括弹性变形、塑性变形、脆性变形等 岩石的破坏：包括脆性破坏、塑性破坏、韧性破坏等 岩石的稳定性：包括岩石的稳定性、稳定性系数等
岩石的应力-应变关系
应力：作用在岩石上的力，分为正应力、 剪应力和压应力
应变：岩石在应力作用下产生的形变， 分为线应变、面应变和体应变
度
国际合作：加强 国际合作，共享 研究成果，推动 全球矿山地质工 程与岩石力学的
发展。
技术创新方向
智能化矿山：利用人工智能、大数据等技术，实现矿山的自动化、智能化
绿色矿山：采用环保技术，减少对环境的影响，实现可持续发展
地下空间开发：利用岩石力学技术，开发地下空间，如地下城市、地下交通等 岩石力学与工程地质灾害防治：研究岩石力学与工程地质灾害的关系，提出有效的防 治措施
岩石的物理性质
密度：岩石的质量与其体积的比值，单位为kg/m^3 硬度：岩石抵抗外力破坏的能力，分为莫氏硬度和维氏硬度 弹性模量：岩石在弹性范围内抵抗变形的能力，单位为Pa 泊松比：岩石在弹性范围内横向应变与纵向应变的比值，无量纲 抗压强度：岩石抵抗外力压缩的能力，单位为MPa 抗拉强度：岩石抵抗外力拉伸的能力，单位为MPa
水治理等
矿床开采技术
露天开采：适用于浅层矿床，成本低， 效率高
地下开采：适用于深层矿床，安全性高， 成本高
爆破技术：用于破碎岩石，提高开采效 率
采矿机械：包括挖掘机、装载机、运输 车等，提高开采效率和安全性
矿山地质环境治理：包括矿山复垦、土地 复垦、植被恢复等，保护环境和生态平衡
岩石力学在矿山 地质工程中的应 用
学科特点
综合性：涉及地质、工程、力学等多个学科领域 实践性：注重实践操作和现场经验积累 复杂性：需要考虑地质条件、工程环境等多种因素 创新性：需要不断探索新的技术和方法，解决实际问题
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。
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。
岩石力学试题及答案
岩石力学试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 岩石力学研究的主要对象是什么？A. 岩石的物理性质B. 岩石的力学性质C. 岩石的化学性质D. 岩石的生物性质答案：B2. 岩石的弹性模量通常用来描述岩石的什么特性？A. 强度B. 硬度C. 韧性D. 弹性答案：D3. 岩石的单轴抗压强度是指什么？A. 岩石在单轴压缩下的极限强度B. 岩石在单轴拉伸下的极限强度C. 岩石在双轴压缩下的极限强度D. 岩石在三轴压缩下的极限强度答案：A4. 岩石的孔隙率是指什么？A. 岩石中孔隙的总体积与岩石总体积的比值B. 岩石中固体颗粒的总体积与岩石总体积的比值C. 岩石中水分的总体积与岩石总体积的比值D. 岩石中气体的总体积与岩石总体积的比值答案：A5. 岩石的摩擦角是指什么？A. 岩石内部颗粒间的摩擦阻力B. 岩石与岩石之间的摩擦阻力C. 岩石与工具之间的摩擦阻力D. 岩石与水之间的摩擦阻力答案：B二、多选题（每题3分，共15分）1. 岩石力学中常用的实验方法包括哪些？A. 单轴压缩实验B. 单轴拉伸实验C. 三轴压缩实验D. 点荷载强度实验答案：A, C2. 岩石的破坏模式通常包括哪些？A. 剪切破坏B. 拉伸破坏C. 压缩破坏D. 弯曲破坏答案：A, C3. 岩石力学在工程中的应用包括哪些？A. 隧道工程B. 采矿工程C. 道路工程D. 桥梁工程答案：A, B, C, D4. 岩石力学中，影响岩石强度的因素有哪些？A. 岩石的矿物组成B. 岩石的孔隙率C. 岩石的水分含量D. 岩石的温度答案：A, B, C5. 岩石的变形特性通常包括哪些？A. 弹性变形B. 塑性变形C. 脆性变形D. 韧性变形答案：A, B, D三、判断题（每题1分，共10分）1. 岩石的抗压强度通常高于其抗拉强度。
（正确）2. 岩石的孔隙率越高，其强度越低。
（正确）3. 岩石的摩擦角越大，其抗剪强度越高。
（正确）4. 岩石的弹性模量与其硬度无关。
采矿工程中的岩石力学与岩石控制
采矿工程中的岩石力学与岩石控制采矿工程中的岩石力学与岩石控制是一门研究在采矿过程中如何识别和解决岩石力学问题的学科。
岩石力学涉及到岩石的物理力学性质、变形机制以及对采矿活动的响应。
在采矿工程中，正确的岩石力学与岩石控制是确保采矿活动的安全和高效进行的关键。
岩石力学的基本概念包括岩石的弹性、塑性和破裂性质。
弹性是指岩石在受到外力作用后，能够恢复到原始形状和尺寸的能力。
塑性指的是岩石在受到一定应力后会发生可逆的变形，而破裂性质则指的是岩石在承受超过其破裂强度时会发生破裂。
了解岩石的这些力学性质，可以帮助采矿工程师预测和评估在采矿过程中可能出现的问题，从而采取相应的控制措施。
岩石力学在采矿工程中的应用主要涉及以下几个方面：1. 岩石的岩石力学特性评价：在采矿之前，工程师需要了解岩石的物理性质、力学性质和岩石的变形特性，以便在采矿过程中选择合适的方法和技术。
2. 岩石的稳定性评估：岩石的稳定性对采矿工程的安全和高效进行至关重要。
工程师需要评估岩石的稳定性，以确定采矿过程中可能出现的岩层滑动、坍塌和崩落等问题，并根据评估结果采取相应的措施来控制和减轻风险。
3. 岩石的开挖和支护设计：在采矿过程中，需要对岩石进行开挖和支护设计。
岩石力学可以帮助工程师确定适当的开挖工艺和支护措施，以确保开挖稳定性和减少岩石破碎和塌方的风险。
4. 岩石的爆破设计：在某些情况下，采矿活动可能需要使用爆破来破坏岩石体。
岩石力学在爆破设计中起着重要的作用，可以帮助工程师确定爆破参数和工艺，并预测岩石破碎和爆破导致的振动和冲击效应。
5. 岩石控制技术：岩石控制技术是为了控制或减轻岩石变形、破碎和坍塌带来的风险。
这些技术包括钻孔和爆破、采矿布置的合理规划、支护和加固设计等。
在采矿工程中，岩石力学与岩石控制的研究和应用能够提高采矿活动的效率和安全性。
工程师需要在实际的勘探和开采中不断研究和总结经验，以改进岩石力学理论和技术，并将其应用于实际工程中。
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。
采矿学电子教案(中国矿业大学)
采矿学电子教案（中国矿业大学）第一章：采矿学概述1.1 采矿学的定义解释采矿学的概念和定义强调采矿学的重要性和应用领域1.2 采矿工程的基本过程介绍采矿工程的基本过程，包括勘探、设计、开采和闭矿解释每个过程的作用和意义1.3 采矿方法分类介绍常见的采矿方法，如地下开采、露天开采、浅埋开采等解释每种方法的优缺点和适用条件1.4 中国矿业大学采矿学教育背景介绍中国矿业大学采矿学的教育背景和发展历程强调中国矿业大学采矿学的优势和特色第二章：岩石力学基础2.1 岩石的物理和力学性质介绍岩石的物理和力学性质，如密度、强度、硬度等解释这些性质对采矿工程的影响和重要性2.2 岩体的工程分类介绍岩体的工程分类方法，如按照岩性、结构特征等分类解释不同分类方法的应用和意义2.3 岩石力学试验方法介绍岩石力学试验的方法和设备，如压缩试验、抗拉试验等解释试验结果的解读和应用2.4 岩石力学在采矿工程中的应用介绍岩石力学在采矿工程中的应用领域，如支护设计、岩体稳定性分析等强调岩石力学对采矿工程安全的重要性第三章：采矿设计与规划3.1 采矿设计的基本原则介绍采矿设计的基本原则，如安全性、经济性、可行性等解释这些原则在采矿设计中的应用和意义3.2 采矿设计的内容和方法介绍采矿设计的内容和方法，包括矿区规划、开采方法选择等解释设计过程中需要考虑的因素和决策依据3.3 采矿规划与管理介绍采矿规划与管理的方法和工具，如CAD软件、采矿软件等解释规划与管理的重要性，包括资源优化、进度控制等3.4 采矿设计案例分析分析具体的采矿设计案例，如金矿、煤矿等强调案例分析对提高采矿设计能力的重要性第四章：地下开采技术4.1 地下开采的基本概念介绍地下开采的基本概念，如矿体、采场、巷道等解释这些概念在地下开采中的作用和意义4.2 地下开采方法和技术介绍地下开采的主要方法和技术，如空场法、充填法、长壁法等解释每种方法的优缺点和适用条件4.3 地下开采设备与工艺介绍地下开采设备的使用和工艺流程，如钻探机、挖掘机、运输车辆等解释设备选择和工艺安排的重要性4.4 地下开采安全与环境保护介绍地下开采过程中的安全和环境保护措施，如通风、防尘、排水等强调安全和环境保护对地下开采的重要性第五章：露天开采技术5.1 露天开采概述介绍露天开采的概念和特点，如直接开采、经济效益等解释露天开采与地下开采的优缺点比较5.2 露天开采方法和技术介绍露天开采的主要方法和技术，如阶梯开采、钻孔爆破法等解释每种方法的适用条件和应用实例5.3 露天开采设备与工艺介绍露天开采设备的使用和工艺流程，如挖掘机、破碎机、输送带等解释设备选择和工艺安排的重要性5.4 露天开采环境保护与复垦介绍露天开采过程中的环境保护和复垦措施，如土地复垦、水质保护等强调环境保护和复垦对可持续发展的意义第六章：矿山压力与岩层控制6.1 矿山压力的概念与特点解释矿山压力的定义和特点，如地压、顶板压力等强调矿山压力对矿山安全的影响6.2 矿山压力监测与预测介绍矿山压力监测的方法和设备，如压力计、微震监测系统等解释矿山压力预测的方法和应用6.3 岩层控制技术介绍岩层控制的技术和方法，如支护、锚喷支护、充填法等解释每种技术的适用条件和效果评价6.4 矿山安全与事故预防介绍矿山安全的重要性和事故预防措施，如安全规程、应急预案等强调矿山安全对员工和企业的意义第七章：矿井通风与空调7.1 矿井通风的基本原理解释矿井通风的原理和目的，如空气流通、降温等强调矿井通风对矿山安全的重要性7.2 矿井通风设备与系统介绍矿井通风设备的使用和系统设计，如风机、风道、通风设施等解释通风设备的选择和系统设计的要求7.3 矿井空调技术与应用介绍矿井空调的概念和技术，如温度控制、湿度控制等解释矿井空调的应用和效果评价7.4 矿井通风与空调的环保要求介绍矿井通风与空调过程中的环境保护要求，如节能、减排等强调矿井通风与空调对环境保护的意义第八章：矿井给排水与环保8.1 矿井给水的基本原理解释矿井给水的来源和处理方法，如井下涌水、水质处理等强调矿井给水对矿山生产的影响8.2 矿井排水设备与系统介绍矿井排水设备的使用和系统设计，如水泵、排水管道、排水设施等解释排水设备的选择和系统设计的要求8.3 矿井水资源利用与保护介绍矿井水资源的利用和保护方法，如水资源回收、废水处理等解释水资源利用与保护的重要性8.4 矿井给排水与环保的关联分析矿井给排水与环保之间的关系，如废水排放、水质标准等强调矿井给排水与环保的协同重要性第九章：矿山机械与设备9.1 矿山机械的分类与特点介绍矿山机械的分类和特点，如挖掘机械、输送机械、破碎机械等解释每种机械的应用领域和性能评价9.2 矿山设备的选择与维护介绍矿山设备的选择方法和维护要求，如设备选型、定期检查等解释设备选择与维护对矿山生产的影响9.3 矿山设备的现代化与自动化介绍矿山设备的现代化和自动化技术，如远程控制、智能监测等解释现代化与自动化对矿山生产的优势和挑战9.4 矿山机械设备的安全要求介绍矿山机械设备的安全要求和标准，如安全防护、操作规程等强调矿山机械设备安全对员工和企业的意义第十章：矿山经济效益与可持续发展10.1 矿山经济效益分析分析矿山经济效益的构成和计算方法，如成本、收益、投资回收期等解释经济效益分析对矿山决策的重要性10.2 矿山可持续发展策略介绍矿山可持续发展的目标和策略，如资源节约、环境友好等解释可持续发展对矿山长远发展的意义10.3 矿山环境保护与社会责任介绍矿山环境保护和社会责任的内容和实施方法，如环保投资、社区参与等强调矿山企业应承担的社会责任10.4 矿山经济效益与可持续发展的平衡分析矿山经济效益与可持续发展的关系和矛盾，如资源开发与生态保护等强调在追求经济效益的应兼顾可持续发展。
石油工程岩石力学
石油工程岩石力学石油工程岩石力学是石油工程领域中的一个重要分支，它涉及到岩石在石油开采和开发中的应力变形特性、岩石破坏机理、岩石力学参数等方面的理论和实验研究。
岩石力学研究的最终目标是为石油开采提供可靠的技术支撑。
一、岩石的力学性质在石油工程领域中，岩石是非常重要的一个研究对象。
岩石的力学性质是岩石力学研究的核心，主要包括力学性质、物理性质和工程性质等方面。
1.力学性质岩石的力学性质包括弹性模量、剪切模量、泊松比和强度等。
其中，弹性模量表示了岩石在受力时的弹性变形程度，剪切模量表示了岩石受到剪切应力时的抗剪能力，泊松比表示了岩石在受到应力时体积变化与形变变化的比值，强度则是岩石耐受破坏的极限应力。
2.物理性质岩石的物理性质包括密度、孔隙度、渗透性、热传导性、电导率等方面。
这些性质对于岩石的开采和开发非常重要。
例如，密度和孔隙度可以用来计算岩石的体积和储量，渗透性可以评估岩石中流体的运移特性，热传导性和电导率可以用来预测岩石下的油气储层的温度和电磁性质。
3.工程性质岩石的工程性质包括可塑性、变形能量、破坏模式和采油性能等方面。
这些性质对于岩石的开采和开发技术具有实际意义。
例如，可塑性可以评估岩石的塑性变形特性，变形能量可以评估岩石的变形能力，破坏模式可以指导岩石开采中的破裂预测和控制，采油性能可以指导油气的生产和提高开采效率。
二、岩石力学参数的测定岩石力学参数的测定是岩石力学研究中的关键问题之一，它关系到研究的可靠性和成果的实用性。
岩石力学参数的测定方法包括试验室测定和现场测定两种。
1.试验室测定试验室测定是一种传统的岩石力学参数测定方法，它包括标准试验和特殊试验两种。
标准试验包括压缩试验、引张试验和剪切试验等，通过标准试验可以获得岩石的弹性模量、剪切模量、泊松比和强度等力学参数。
特殊试验包括三轴试验、比较试验、应力波传播试验等，可以获得岩石的动态特性及其耐久性等参数。
2.现场测定现场测定是一种新兴的岩石力学参数测定方法，可以直接获取岩石在地质环境下的实际力学参数。
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。
地下采掘作业中矿山岩石力学理论的应用
地 下采 掘活动 使 围岩应 力发生 明显变 化 。 要弄 清采场 或巷道 的状 态 ， 就要 对岩 体 中的应力 和位 移加 以分析 。 对 于采 矿工 程来说 ， 这 种分析 是一 个 长期未
解决的问题［ １ 】 。 而岩石力学的发展一直是与岩体应力和位移的分析方法的发展 紧密地结合在一起的。 总之， 本文采用矿山岩石力学理论 ， 系统地研究地下采掘 作业时， 岩体的力学特征， 对提高地下采场、 巷道的稳定性 ， 提高企业经济效益 ． 确 保 安全 生产 等都 具有 十分 重大 的意义 。 １ ． 矿 床 开采 引起 的圈岩 变 形 巷道 开挖 和矿 房 回采后 ， 其周 围 围岩 内的 原始应力 得 到释放 ， 导 致巷道 和 采 空 区围岩 周 围的应力 重新 分布 ， 引起 巷道 和采 空区 围岩 的变形 。 巷道 和采 空 区围岩的变形可分为两部分 ， 一是掘进和回采作业后短时间内的变形， 即岩体 在应力释放后产生的瞬时弹性变形， 二是掘进和采空区后相当长的时间内的变 形。 围岩的稳定性质如果比较好， 则该变形随时间的推移渐渐趋于稳定， 如果围 岩 的稳 定性 质 比较差 ， 变 形 随时 间的推 移不 断 的累加 直至 发生破 坏 。 ２ ． 岩石的变Ｉ 移 特性 岩石的变形表现出弹性、 塑性和流变性质。 这些变形特征并非某一种岩石 固有 的特征 ， 而 是与 岩石受 力状 态和赋 存条 件有 关的状 态 。 同样 的一种 岩石 当 受力状态改变时， 可能表现出弹性 、 弹塑性 、 粘弹性或粘弹塑性的变形特征。 为 了研究岩石的流变性质 ， 可将介质理想化， 归纳成各种模型 ， 模型． － Ｉ Ｎ理想化的 基本模型（ 或称元件） 组合而成 组合的方式为元件串联、 并联 ， 串并联和并串 联。 建 立模 型后 ， 再 建立模 型 的本构 方程 。 流变 模型 由三种 基本模 型组 成 ， 三 种 基 本力学 模 型为 虎克体 、 库 仑体和 牛顿 体 。 虎克 体的力 学模 型用一 个弹 簧元 件 表示 。 库仑 体是一 种理想 的 塑性体 ， 它 的力 学模型 用一 个塑性 元件 即一 个摩擦 片表示。 牛顿体的力学模型用一个带孔活塞组成的阻尼器表示 ， 通常称为粘性 元件 。 客 观存在 的岩石 性质都 不是单一 的 ， 通 常都表 现 出复 杂的特性 ， 为 此必 须 利用三种元件组合成复合体， 才能较准确地描述岩石特性 ， 已经提出了几十种 复合体模型， 主要有圣维南体、 马克斯威尔体、 凯尔文体、 鲍埃丁一汤姆逊体和 佰格斯体等 。 ３ ． 地下采■作业中巷道和采空区黉岩的力学特性
煤矿开采中的岩石力学与围岩稳定性
06
结论与展望
研究结论
岩石力学在煤矿开采中具有重要应用价值， 通过对围岩稳定性的研究，可以有效预防和
减少矿山灾害的发生。
岩石力学实验和数值模拟是研究围岩稳定性 的重要手段，通过实验和模拟可以深入了解 围岩的变形和破坏机制，为工程实践提供科
学依据。
围岩稳定性受到多种因素的影响，包括地应 力、地质构造、地下水、煤层赋存条件等， 需要综合考虑这些因素进行评估。
针对不同类型和规模的煤矿开采工程，需要 采取不同的岩石力学和围岩稳定性分析方法 ，以确保采矿安全和高效。
研究不足与展望
01
目前对于围岩稳定性的研究仍 存在一些不足之处，例如对于 地质条件的复杂性和不确定性 考虑不够充分，需要加强这方 面的研究。
02
岩石力学和围岩稳定性分析方 法需要不断改进和完善，以提 高预测精度和可靠性，更好地 服务于采矿工程实践。
煤矿开采中的岩石力学与 围岩稳定性
汇报人：可编辑 2023-12-31
目录
• 引言 • 岩石力学基础 • 围岩稳定性分析 • 岩石力学在煤矿开采中的应用 • 案例分析 • 结论与展望
பைடு நூலகம்
01
引言
研究背景与意义
研究背景
随着全球能源需求的持续增长，煤矿开采作为主要的能源供应来源之一，其安全性和效率问题备受关注。岩石 力学和围岩稳定性是确保煤矿开采安全的关键因素，因此，开展相关研究具有重要的实际意义。
通过实时监测和数据分析，预测 围岩稳定性变化趋势，及时发出 预警信息。
04
岩石力学在煤矿开采中的应用
开采方法与岩石力学
开采方法选择
根据岩石力学特性，选择合适的开采 方法，如长壁开采、放顶煤开采等， 以确保开采过程的安全和效率。
矿山岩石力学与岩层控制技术
质。
岩石力学
是研究岩石在外力作用下的应力、 应变、强度、破坏规律以及岩石与 水、温度、化学等作用的一门学科 。
岩体
指存在于地壳中的天然地质体，由 岩块和岩层组成，具有复杂的结构 和不均匀性。
岩石力学性质
在单向或双向压力 作用下所能承受的最大压 应力，是岩石力学性质的 重要指标。
为岩层控制提供技术支持。
岩层控制技术应用实例
采场顶板管理
采用合适的顶板控制措施，如及时支护、锚杆加 固等，以防止顶板冒落事故。
采空区处理
通过充填、崩落等方法处理采空区，降低采空区 对上覆岩层的影响，保持采场的稳定性。
巷道掘进与支护
采用合理的掘进和支护工艺，如光面爆破、锚喷 支护等，确保巷道的安全掘进和长期稳定性。
岩石的抗拉强度
指岩石在拉力作用下所能 承受的最大拉应力，是岩 石抵抗拉伸破坏的能力。
岩石的抗剪强度
指岩石在剪切力作用下所 能承受的最大剪切应力， 是岩石抵抗剪切破坏的能 力。
岩石力学试验方法
室内试验
在实验室条件下，对岩石 试样进行各种力学试验， 如单轴抗压试验、抗拉试 验、三轴压缩试验等。
原位试验
在岩体上直接进行试验， 如岩体应力测试、地应力 测试等。
现场监测
通过各种传感器和监测仪 器对岩体的应力、应变等 进行实时监测，以评估岩 体的稳定性和安全性。
02
CHAPTER
矿山岩层控制技术
岩层控制理论
岩层稳定性分析
研究岩层在各种力场、热场和化学场 作用下的变形、失稳和破坏规律，为 岩层控制提供理论依据。
03
CHAPTER
矿山岩石力学与岩层控制技 术关系
矿山岩石力学与工程地质学
沉积岩与构造运动
沉积岩：由沉积物经过压实、胶结等作用形成的岩石 构造运动：地壳岩石圈板块之间的相对运动 沉积岩的形成过程：沉积、压实、胶结、成岩 构造运动的类型：水平运动、垂直运动、旋转运动 构造运动的影响：形成山脉、盆地、断层等地貌特征 沉积岩与构造运动的关系：沉积岩的形成与构造运动密切相
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矿山水文地质勘查与防治水技术的发展趋势：随着科技的发展，矿山水文地质勘查 与防治水技术将更加智能化、高效化、环保化。
矿山环境地质灾害防治技术
滑坡防治：监测、预警、治理等技术 崩塌防治：监测、预警、治理等技术 泥石流防治：监测、预警、治理等技术
地震灾害防治：监测、预警、治理等技 术
地下水灾害防治：监测、预警、治理等 技术
矿山岩石力学与工程地 质学
汇报人：
目录
添加目录标题
01
矿山岩石力学分析方 法
04
矿山岩石力学概述
02
工程地质学基础
05
矿山岩石力学性质
03
工程地质勘查与评价
06
添加章节标题
矿山岩石力学概 述
岩石力学基本概念
岩石力学：研究岩石在受力状态下的力学行为和破坏机理的学科 岩石强度：岩石抵抗破坏的能力 岩石变形：岩石在外力作用下产生的形状和体积变化 岩石破坏：岩石在外力作用下失去承载能力的现象 岩石稳定性：岩石在自然或人为作用下保持稳定状态的能力 岩石力学在矿山工程中的应用：预测和防止岩石破坏，提高矿山安全与效
工程地质评价原则
科学性原则：采用科学的方 法和技术进行工程地质评价
安全性原则：确保工程地质 评价的准确性和安全性
经济性原则：考虑工程地质 评价的经济效益和成本
可持续性原则：考虑工程地质 评价对环境和社会的影响，确
《岩石力学》习题库及答案
《岩石力学》习题库及答案一、选择题1、下列哪一项不是岩石力学的研究对象？A.岩石的强度B.岩石的变形C.岩石的硬度D.岩石的弹性答案：D解释：岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度，而弹性是材料的一种性质，不是岩石力学的研究对象。
2、下列哪一种岩石的力学性质最符合“岩石力学”的研究对象？A.花岗岩B.页岩C.石灰岩D.砂岩答案：A解释：花岗岩是一种典型的岩石，其力学性质最符合岩石力学的研究对象。
页岩、石灰岩和砂岩的力学性质与花岗岩有所不同，因此不是最符合岩石力学研究对象的选项。
3、下列哪一种现象不属于岩石力学的研究范畴？A.地震波传播B.岩石的破裂C.岩石的流变D.岩石的摩擦与粘着答案：A解释：地震波传播属于地震学的范畴，不是岩石力学的研究范畴。
岩石的破裂、流变和摩擦与粘着都是岩石力学的研究范畴。
二、简答题4、请简述岩石力学的主要研究内容。
答案：岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度等力学性质，以及岩石在各种力场作用下的响应。
具体包括：岩石的应力-应变关系、强度准则、破裂准则、屈服准则、蠕变和松弛、加载和卸载条件下的变形特性等。
41、请简述岩石力学在工程中的应用。
答案：岩石力学在工程中有着广泛的应用，包括地质工程、土木工程、采矿工程、水利工程等领域。
例如，在地质工程中，岩石力学可以应用于岩体稳定性分析、地质构造分析等方面；在土木工程中，岩石力学可以应用于地基基础设计、隧道及地下工程设计等方面；在采矿工程中，岩石力学可以应用于矿山安全防护、矿产资源开发等方面；在水利工程中，岩石力学可以应用于坝体结构分析、河床稳定性分析等方面。
供应链管理习题库及参考答案供应链管理：库及参考答案随着全球化的推进和互联网技术的发展，供应链管理成为了企业运营中不可或缺的一部分。
有效的供应链管理能够提高企业的效率和效益，增强企业的竞争力。
下面，我们将探讨供应链管理的概念、关键构成要素、面临的挑战以及如何进行优化。
一、供应链管理的概念供应链管理是指对供应链中的物流、信息流、资金流进行计划、协调和控制，以实现供应链的高效运作和优化。
安全高效深地采矿岩石力学建模
安全高效深地采矿岩石力学建模矿业是世界经济发展的重要支柱之一，而深地采矿作为矿业的重要环节之一，面临着许多挑战和困难。
其中，岩石力学建模作为深地采矿的核心技术之一，对于保障采矿的安全高效具有重要意义。
本文将就安全高效深地采矿岩石力学建模进行讨论。
首先，在深地采矿过程中，岩石力学建模可以帮助工程师和矿工更好地理解矿山中的岩石运动和变形情况，为决策提供重要的依据。
通过合理的岩石力学建模，可以对矿山的稳定性进行评估和预测，提前发现潜在的灾害隐患，采取相应的措施进行预防和处理。
同时，岩石力学建模还可以为矿山开采方案的制定提供支持，通过模拟预测不同方案下岩石的变形和破裂情况，为选择最佳开采方案提供科学依据。
这些都为矿山的安全高效开采提供了重要保障。
其次，岩石力学建模还可以帮助矿山工程师精确地评估矿山岩石体的强度和稳定性，为高效的采矿操作提供支持。
通过建立准确的力学模型，可以对矿山中不同特征岩石体的强度参数进行测定，从而更好地指导采矿机械的选择和使用。
同时，岩石力学建模还可以用于预测矿山中岩体的位移和应力等情况，为矿山的支护和防护工程设计提供依据。
通过这些工作，可以减少采矿过程中的岩体垮塌和断裂等灾害事故的发生，提高采矿的安全性和效率。
然而，在实际应用中，岩石力学建模面临着一些挑战和困难。
首先，岩石力学参数的准确获取是岩石力学建模的基础。
因为岩石的非均质性和不确定性，获取准确的岩石强度和变形参数非常困难。
其次，岩石力学建模需要建立复杂的数学模型，使用大量的计算资源进行模拟计算。
这对于计算机硬件和软件的要求较高，同时也对岩石力学建模人员的专业知识和技术水平提出了挑战。
另外，岩石力学建模还需要考虑不同岩石体之间的相互作用和耦合效应，这增加了建模的难度。
为了克服这些挑战和困难，需要进行进一步的研究和技术改进。
首先，需要加强对岩石强度和变形参数的准确测定技术的研发，包括实验方法和数值计算方法的改进。
其次，需要加强对岩石支护和防护工程设计的研究，提高矿山岩石体的稳定性和安全性。
铬矿石原矿的岩石力学和地下支护技术
铬矿石原矿的岩石力学和地下支护技术随着经济的快速发展，铬矿石作为重要的金属矿产资源正受到越来越多的关注。
铬矿石的开采过程中，岩石力学和地下支护技术起着重要的作用。
本文将探讨铬矿石原矿的岩石力学特性以及地下支护技术的应用。
铬矿石是一种含有铬的矿石，主要用于制造不锈钢、合金和化工等行业。
在铬矿石的开采过程中，岩石力学特性的研究是至关重要的。
岩石力学是研究岩石的物理力学特性以及岩石变形和破坏的学科。
对于铬矿石原矿而言，岩石力学的研究可以帮助我们了解原矿的稳定性和抗压强度，从而为开采过程中的安全管理和生产决策提供科学依据。
铬矿石原矿的岩石力学特性主要包括岩石的强度、断裂性质、变形特性和围岩压力等。
强度是岩石抵抗外力破坏的能力，可以通过试验和数学模型进行评估。
断裂性质是指岩石在承受外力作用下产生裂纹和破坏的特性。
变形特性是指岩石在受力过程中的变形行为，包括弹性变形、塑性变形和蠕变等现象。
围岩压力是指岩石内部的应力状态，对原矿的稳定性和开采效果都有重要影响。
在铬矿石原矿的开采过程中，地下支护技术是保证安全和高效开采的关键。
地下支护技术是指通过钢架支护、混凝土封闭和充填等手段来维护开采过程中的立体结构稳定性，减少矿石损失并保护采掘工作人员的安全。
尤其是在深部开采和大规模开采中，地下支护技术的应用更为重要。
常用的地下支护技术包括立体架设、锚杆支护和矿山压力控制等。
立体架设是指在矿井和巷道中架设钢架来支撑和固定岩石。
这种技术适用于岩层稳定性较好的地区，能够有效地减少岩石坍塌和地面沉降的风险。
锚杆支护是指通过钢筋混凝土锚杆来增加岩体的强度和稳定性。
这种技术适用于岩层稳定性较差的地区，可以提供额外的强度和支撑。
矿山压力控制是指通过矿体的控制和调整来减少矿山压力，保证采掘工作的安全。
这种技术适用于高应力和高压力的地区，可以有效降低岩石破坏和事故的发生概率。
在铬矿石原矿的开采过程中，岩石力学和地下支护技术的研究和应用是非常重要的。
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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311002040120 __________ 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。
对于矿山设计来讲，只有掌握了具体工程区域的地应力条件，才能合理确定矿山的总体布置，选取适当的采矿方法，确定巷道和采场的最佳断面形状、断面尺寸、开挖步骤、直呼形式、支护结构参数、直呼时间等，从而在保证围岩稳定性的前提下，最大限度地增加矿石产量，提高矿山经济效益，实现采矿工程的优化。
亿万年来，地球经历了无数次大大小小的构造运动，造成了地
应力状态的复杂性和多变性。
要了解一个地区的地应力状态，唯一的方法就是进行现场地应力测量。
目前普遍采用的地应力测量方法有应力解除法和水压致裂法两
大类。
其中，套孔应力解除法是发展时间最长，技术比较成熟的映众地应力测量方法。
在测定原始应力的适用性和可靠性方面，目前还没有那种方法可以与之相比。
据统计，在全世界已经获得的地应力测量资料中，有80%是有应力解除法测得的。
对于矿山来讲，采用应力接触法更
有得天独厚的条件。
因为矿山有系列的航道、硐室可接近地下测点，而不需要向水压致裂法那样必须打专门的钻孔才能到达测点。
因而对矿山地应力测量而言，采用应力解除法是最经济和可靠的。
2.地下矿山米矿设计优化
矿床的形成过程、赋存状态和开采稳定性均受地应力场的控制。
为此，必须以地应力为切入点进行采矿设计优化。
即：根据实测地应力和扎实的工程地质、水文地质及矿岩物理力学性质等基础资料，以及实际的矿体赋存和开采条件，通过定量计算和分析，选择合理的采矿方法，确定最佳的开采总体布置、采场结构管参数、开采顺序、直呼加固和地压控制措施，实现安全高效的开采目标。
优化路线如下：基础资料采集-初选方案确定-多方案定量计算分析-多目标优化决策T工程技术实施T现场检测和反分析T修改和完善方案。
3•大型深凹露天矿边坡设计优化
我国一大批大中型露天矿山已经或即将由山坡露天开采转为深凹开采。
随着边坡的价高架豆，边坡稳定性维护的难度越来越大，边坡滑移和倾倒破坏事故的发生日益频繁，严重威胁矿山的安全生产，制约矿山生产能力的提高。
但是另一方面，对于大型露天矿山，提高边坡角有事减少剥离和生产成本的重要手段。
一个年产千万吨的矿山，边坡角没提高1°就可减少剥离量0.5-1.5亿吨，节省成本1-3亿元，经济效益极为显著。
实际情况是我国大型露天矿同国外相比，边坡角普遍片换5°左右。
这是边坡设计长期一栏经验类比，缺乏科学计算和分析的结果。
国内外边坡稳定性分析和设计的传统方法是极限平衡法，这是一
种静态的确定性分析方法，而实际的边坡状况是岁开采过程不断变化的，是动态的不确定性的；该方法是基于土力学理论提出来的，不能考虑实际的岩体条件，如断层、节理的存在，同时也不考虑地应力。
而实际上这些对边坡的稳定性和破坏起控制作用。
因而该方法度山坡露天矿设计可能是适用的，但对深凹露天矿设计并不适用。
为了克服传统的极限平衡分析方法的不足，必须采用现代的科学技术，充分考虑地应力的作用和实际的工程岩体条件，通过定量的计算分析，实现边坡设计的优化。
具体的试试路线为：采用数值模拟和极限平衡分析相结合的方法，对不同边坡角和边坡设计方案进行定量的计算和分析，在保证安全的前提下，尽可能低提高边坡角，减少剥离量，尽可能地减少生产成本，增加矿石产量和矿山效益。
其中数值模拟应优先采用能考虑岩体非线性、不连续性（断层、节理）和大变形的方法和程序，如三维FLAC和三维离散元程序，最好两种方法同时采用。
极限平衡分析也应尽可能采用三维程序，特别是对关键的边坡部位更应进行三维分析。
多宗方法的分析结果相互比较、相互补充、相互验证，就能使计算和分析结果更加准确和可靠。
4•深部开采动力灾害预测与防治
深部开采动力灾害，包括岩爆、矿震、冲击地压，是深部开采
中可能遇到的突出问题。
目前世界上已有20多个国家和地区有神经开采岩爆的记录，，南非最强烈的以此岩爆的震级达到M15.1级。
我国东北辽宁省的红透山铜矿1999年发生了两次较大规模的岩爆，岩爆的破坏力相当500-600kg的炸药。
目前，对岩爆发生的激励、预报技术和防
治措施的研究还非常浅薄。
随着越来越多的矿山进入深部开采，加强对岩爆的研究已刻不容缓。
目前的研究技术路线为：从扎实的现场地应力测量、工程地质调查、岩石力学实验和现场检测资料的采集入手，以能量聚集和演化为主线，揭示岩爆发生的机理及其与采矿过程、地质构造和岩体特性的关系，对岩爆发生的时间、空间和强度进行定量的预测；将预测和防治、地下河地面、生产安全和环境安全融为一体进行评价和研究。
三岩石力学在采矿工程中的发展趋势
岩石力学已经广泛应用到了采矿工程中的各个领域，而且其研
究理论正在不断创新，研究手段也日新月异。
随着我国矿产资源的续开发，在采矿工程终将会遇到条件更复杂、拿督更大的岩石力学问题，因此，岩石力学与工程学科的理论水平和工程能力都有待进一步提高。
岩石力学在采矿工程中应用的发展趋势可以归纳如下：
1•多学科相互交叉和多种手段的综合集成
岩体工程的不确定性导致来自任何一种来源的知识都难以支持
可靠的决策。
因此，综合地质、物探、测量、力学试验、数学、物理和化学分析等学科知识和手段是目前解决该问题的最好途径。
2•多场耦合、多相运动和多尺度的综合集成随着矿井开采深
度的日益加大，采矿工程中的岩石力学问题出现了热、流、固、化多场并存以及固、气、水、微粒多相复合运动的状况。
因此，对多场耦合以及多相运动的研究还有待深入，同时,随着采矿工程规模的日益扩大，力学上均一体的尺寸效应进化为大尺度和多尺度问题，因此不可避免地面临多尺度模型及其耦合，即：宏观-细观-微观的研究及其相互耦合。
3•灾害的非线性动力过程的预测和防治研究目前采矿工程中还
有如下主要灾害急需深入、系统地研究：冲击矿压；煤与瓦斯突出: 煤层顶、底板水防治；大型矿山的坍塌；采动引起的巨型坡体失稳和山体滑坡。
［参考文献］
［1］蔡美峰•岩石力学与工程［M］.北京：科学出版社，2005.
［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, 2006,11(5):9-12.
［3］蔡美峰.岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用J］.金属矿山, 2006(1):28-33.
［4］张忠亭等.工程使用岩石力学［M］.北京：中国水利水电出版社, 2009.。