张福才
承德市承安职业卫生检测检验有限责任公司 河北 承德067000
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。其二，因为金属矿山周边的岩层就是地质体，在长时间的地质活动中很容易发生形变等问题，致使地质体内部存有岩石结构，为了防止不良因素与问题影响施工过程，相关人员应增强岩石力学在采矿工程中的广泛应用。
3岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用
3.1矿山地应力场测量的分析
存于底层中的天然地应力是采矿水利水电、铁道、土木建筑、公路、各种地下或是露天沿途开挖工程变形和破坏的基本引发作用力，是采矿、岩土开挖设计和决策实现合理化的关键基础。对于矿山设计而言，要在工程区域地应力条件熟练掌控的条件下，才可让矿山实现整体布置，并在采矿方法的适当选择下明确巷道、采场最佳断面形状和尺寸、断面尺寸、开挖步骤等，在确保围岩稳定性的条件下，不断提高矿石产量，推动更高的矿山实现最大化经济效益。
当前阶段，在地应力测量方法中一般以应力接触法与水压致裂法为主。应力接触法的发展时间较长、技术非常成熟，在原始应力可靠性和适应性的测量中，是不能被其他方法替代的。各种数据显示，利用应力接触法取得的地应力测量资料在全球总数中占据80%。因为矿山中硐室与地下测点非常接近，因此，不需要例如水压致裂法到达测点需求专门钻孔。由此表明，矿山地应力测量中应力接触法的应用非常经济可靠。
3.2深部开采造成的危害性分析
在进行采矿时，安全始终是至关重要的问题，由于工作中安全事故的出现无法完全避免，且这类事故拥有很好的发生概率，因此，提高对采矿工程中安全防范的重视。
岩石力学在进行工程中数据测量的开采过程中，不但要建立适宜的开采方案，而且可获得实际的地质情况数据，防止出现安全事故。
3.3大型深凹露天矿边坡设计优化
国内外边坡稳定性分析和设计应用的就是静态确定系分析的极限平衡法，伴随开采的日益发展，边坡情况也在不断改变，其动态具有不确定性。因为此方法的提出主要是基于土力学理论，不能充分考虑的断层、节理等具体的岩体条件，还无法考虑地应力。然而，实质上而言可有效控制边坡的稳定性和破坏性。代表此方法在山坡露天矿设计中具有可行性，在深凹露天矿设计中并不适用。为了克服传统极限平衡分析法中存在的问题，应充分利用现代科学技术，应充分考虑地应力的作用和工程具体岩体条件，在定量计算分析的实施过程中进行边坡设计的优化。实际的路线一般可概括为：将数值模拟结合极限平衡分析法当做依据，采用各种边坡角和边坡设计方案并进行定量的计算和分析，在保障安全的条件下，应尽量提升边坡角，并降低剥离量，如此可有效节省生产成本，并最大限度的提升矿石产量和经济效益。
3.4矿山采矿设计优化
金属矿床的形成、赋存、开采稳定程度均会受制于地应力场的控制。所以，应将地应力当做切入点有效优化金属采矿的设计。根据具体测量取得的地应力和工程地质实际情况、水文地质、矿岩物理学特点等各种资料信息，在充分结合实际的赋存和开采条件，精准分析定量测算，选用适宜的开采作业方式，对于其中开采布设方式、结构参数、开采次序、支护加固、地压控制等各种措施手段进行明确，为金属矿产的安全开采提供保障。
实际的优化过程是：采集基础材料→明确初步方案→分析多方案测算→优化多目标决策→技术实施→测取并分析现场→方案的改善与完善。此理论对采矿岩体自身的非线性特征和采矿多端行和开挖特征进行了充分考虑，科学利用数值分析、大数据统计分析等现代化技术手段，为采矿设计的合理化手段方式提供保障。
4金属矿山开采工作的发展趋势
在金属矿山的未来开采中，为了提升开采工作的效率与质量，相关人员应积极开采矿山的浅层位置，以此对矿山内部岩体结构的强度进行明确，为了实现这个目标，相关人员应采用拉压复合方式，明确岩体的自身强度，明确整体岩层的强度。然后，施工人员应利用浅层开采方式为岩层内部的稳定性进行明确，所以，相关人员应对一些区域实施多次的支护处理，严禁因单次或是两次支护致使初选稳定性数据缺少精准性等问题的发生。最终，相关人员还要明确设计方案；将浅层开采当做依据，充分结合传统线性设计理论，提升采矿工程稳定性的控制水平，有效提升采矿的工程效率。
结语：
概而言之，采矿工程系统飞铲复杂，涉及众多专业领域。对于如今采矿业来讲，在力学知识的利用下完善采矿工程至关重要，但是，因力学在推动采矿业的发展过程中依旧存在很多的不足之处，而有关采矿人员对于采矿工程力学关系理论研究、采矿工程实践紧密结合提出了更高的要求，在完善采矿技术的条件下，有效提高采矿率，最大限度的节省采矿成本。
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