摘要：隨著近年來我國社會經濟的快速發展，對於金屬材料的需求量也不斷增加，由此，也便對金屬礦山採礦工程提出了更加嚴格的標準要求，基於這一現狀下岩石力學得到了越來越廣泛的應用。本文主要探討了岩石力學在金屬礦山採礦工程當中對於地應力的測量，以及礦山採礦設計優化等方面的內容，希望能夠為相關的研究人員提供一些有價值的參考。
關鍵詞：岩石力學；金屬礦山；採礦工程；應用
岩石力學起源於較大規模的工程實踐，在發展初期岩石力學工程基本都會與採礦工程一同開展。在採礦工程的實踐作業過程中岩石工程經常會有著較大規模的應用，且所面臨的工作環境也會十分複雜。岩石力學問題始終存在於採礦工程的各個環節之中，一方面，採礦工程的巖體是經過漫長的地質演變所形成的地質體，在特定的地質環境當中巖體的力學特性往往會較為穩定。另一方面，因採礦工程有著動態性的特徵，巖體的力學性質也會受到工程大小與開挖方向而產生相應的改變，並且環境因素也是一項主要影響因素。基於上述特徵也便決定了採礦工程中的岩石力學有著高度的複雜性，因此就必須採用多種手段方式來對其展開研究。
１岩石力學概述
岩石力學是探究岩石力學性狀的一門理論與應用科學，是力學研究最重要的一項分支內容。作為近代才逐漸興起的一門學科，岩石力學的應用範圍主要包括了公路、鐵路、地質、土木、石油、採礦等眾多與岩石工程有關的工程領域。對於岩石力學所作出的定義是基於材料概念所提出的，主要受到材料力學或是固體力學的深刻影響。伴隨著相關岩石力學理論研究以及工程實踐的持續深入開展，人們關於岩石的瞭解也取得了重大突破。首先，要儘量避免將岩石僅僅看作是固體力學中的一種材料型別，作為一種天然型的地質體，因此更應當將其稱之為巖體，引起具備有相對較為複雜的地質構造與賦存條件，因此也是一種重要的“不連續介質”。
２礦山地應力測量
針對原始地應力開展測量工作即為明確出存在於擬開挖巖體，和其附近位置未遭受驚擾的立體化應力狀態，在實施具體的測量作業時一般是採取連續不間斷的小幅度測量來實現的。巖體內的單點立體應力狀態可通過確定出座標系內的不同分量來代表，相應的座標系確立可依據實際需求亦或是遵循便捷化原則來進行選擇，多數情況下會採取地球座標系來充當測量座標系。基於多個應力分量來進一步獲得位於該點上三維主應力程度與位置，這是可以得到精準確定的。在開展實地測量作業時，各點所牽涉到的岩石其規模大小很有可能會是立方厘米級別到數千立方米級別中的任意一種，其真實的數值同時還可能會受到所選用的測量方法影響。然而無論其規模是立方厘米級別的`還是數千立方米級別的，從整體岩石結構的層面來看，基本可將其視作為單點。因地應力狀態存在著較為明顯的複雜性與變化性特徵，因此要想能夠較為精準的測出某礦區內的地應力大小，便要同時選取多點來進行測量。只有基於這一基礎之上，方可憑藉數值分析及數理統計、人工智慧與模型建構等方式，來確定出該礦區的地應力場模型。目前已經形成了一整套標準化的測量程式，其步驟流程如下：⑴由巖體表層，通常是地下巷道、隧道向巖體中打孔，指導孔穿透巖體中的測量位置。直徑通常為140mm左右，深度不小於巷道或隧道的2.5倍；⑵由孔底打同心小孔，提供安裝探頭使用，小孔直徑通常為37mm左右，孔深不小於孔徑的10倍；⑶採用專項裝置把二兩探討固定到小孔中部位置；⑷採用薄壁鑽頭加深打孔，確保小孔附近巖芯能夠消除應力。
３礦山採礦設計優化
金屬礦床的形成、賦存以及開採穩定程度都會直接受制於地應力場控制。因此，就必須將地應力作為切入點來實施金屬採礦設計優化。按照實際測量所獲得的地應力以及工程地質實況、水文地質、礦巖物理力學特性等資料資訊，並再進一步結合以具體的賦存與開採條件，實施定量測算分析，選取出適當的開採作業方式，明確出合理化的開採佈設方式、結構引數、開採次序、支護加固、地壓控制等相關措施手段，來實現對金屬礦山開採的安全保障。具體的優化過程為：採集基礎資料→確定初步方案→多方案測算分析→多目標決策優化→技術實施→現場測取與分析→改進並完善方案。這一理論完全考慮到了採礦巖體本身的非線性特點與採礦多端行及開挖特徵，合理化的運用數值分析、大資料統計分析等現代化的技術手段，來為保障採礦設計提供了科學化的手段方式。
４結語
總而言之，伴隨著岩石力學在金屬礦山採礦工程中應用範圍的日漸廣泛，也直接促使我國在岩石力學方面的研究達到了世界領先地位。在本次研究中簡要闡述了岩石力學的基本特點，並進一步就針對岩石力學在礦山地應力測量作業中的實際應用情況展開了深入探究，最終對礦山採礦提出了幾點設計優化建議。相關的工作人員還應當充分結合採礦工程的具體情況，來更加深入的探究岩石力學在採礦工程當中新的應用內容。
參考文獻：
[1]王學坤.自然崩落法採礦中對於岩石力學的運用分析[J].黑龍江科技資訊,2014(20).
[2]劉溪鴿,朱萬成,魏炯,等.岩石力學數值模擬方法用於採礦工程的技術經濟探討與教學實踐[J].中國礦業,2016,25(1).
[3]孫偉棟.關於金礦採礦方法的優化選擇及岩石力學研究[J].山東工業技術,2016(20).