【摘要】：现在的采矿工程已不仅是开采问题

, 而且还要注意围岩稳定性和岩层控制。由于开

采中的围岩具有很多的不确定因素

, 采用一些传统的分析方法解决些问题的弊端越来越大, 

于是一些专门用于解决采矿工程问题的数值分析软件应运而生

, 且发展迅速, 其兼容性和开

放性越越好

; 根据采矿工程的自身特点, 数值模拟在解决该问题的作用越来越大。 

　　【关键词】：数值模拟；采矿工程；围岩控制；开采工艺；蠕变特性

 

　　【

 abstract 】 : the mining project has now not only is mining problems, but also pay attention 

to the stability of surrounding rock and ground control. Because of the surrounding rock of mining 
has  many  uncertain  factors,  using  some  of  the  traditional  analysis  method  in  solving  some 
problems, more and more of the disadvantages, and some special mining engineering problems to 
solve the numerical  analysis  software  emerged,  and  development  is rapid,  the  compatibility and 
the  more  the  better  open;  According  to  the  characteristics  of  mining  engineering  and  numerical 
simulation in the solution to the problem is more and more big role. 
　　【

 key words  】 : numerical simulation; Mining engineering; surrounding rock control; the 

mining technique;creep characteristics 
　　中图分类号：

O741+.2 文献标识码：A 文章编号： 

　　引言

 

　　近年来，计算机技术迅猛发展，使得数值计算方法在采矿工程问题分析中得到了广泛
运用，极大地促进了采矿工程学科的发展。其中，常用的数值计算方法有：有限差分法、有
限元法、边界元法、加权余量法、半解析元法、刚体元法、非连续变形分析法、离散元法、无界元
法和流行元方法等。数值模拟不仅能模拟岩体的复杂力学和结构特性，也可以很方便地分析
各种边值问题和施工工艺过程对硐室或巷道围岩稳定性的影响，并对工程岩体稳定性进行
预测。如果能从宏观上准确地把握岩体的力学特性，通过地应力测试把握地应力场，数值力
学分析结果完全可以用于指导工程实践。近年来，数值模拟技术得到了大力发展，已成为解
决采矿工程和其他岩土工程问题的重要研究手段之一。

 

　　

1. 采矿工程的特点 

　　采矿工程中岩土工程问题非常突出。在采矿工程进行过程中，工作面上的覆岩层受到破
坏与损伤，是不可避免的。采矿工程工作的指导思想是材料和结构破坏后的力学行为。其在
开采过程中，主要考虑的问题有采场围岩控制问题和巷道围岩控制问题。采场围岩控制是指
岩体结构受到了什么样的破坏，遭受破坏后其能否继续趋于稳定，若发生失稳，则考虑其
失稳后的岩层结构、形态变化。巷道围岩控制是指开采矿后，覆岩在外力的作用下，发生移
动、变形和损坏等现象，导致围岩应力场的变化规律。该考察内容包括开采工作对工作面周
围巷道围岩稳定性的影响。

 

　　

2.采矿工程中存在的主要问题 

　　采矿工程中岩土工程问题尤为突出，采场顶板垮落、覆岩移动及控制采动引起的高应力
软岩巷道围岩控制，深部开采的地温和地压都需要进一步的研究。采矿工程问题中，必须研
究材料和结构破坏后的力学行为，其存在的主要问题可分为两大类：

 

　　

1）巷道围岩控制问题，即开采后覆岩移动、变形和破坏导致围岩应力场的变化规律；

开采对工作面周围巷道围岩稳定性的影响，以及采动影响下巷道围岩控制机理及控制技术。
如受相邻工作面开采影响时，巷道的合理布置，支承压力对道围岩稳定性的影响，并根据
巷道周岩石的移动变形特征和围岩状况选择合理的支护方式和参数。随着矿体的采出，在采
场两侧和前后方围岩内均要形成采动应力集中，特别是垂直方向上的支承压力集中，峰值
可达（

3 ～ 5）γH（其中 γ 为岩体的体积力；H 为采数值模拟方法在采矿工程中的应用在采

矿工程中，数值模拟方法不仅能模拟岩体复杂的力学和结构特征，还能很方便地解决现场
监测需要大量人力、物力而无法完成的、现有力学理论不能求解的复杂形体问题，并对矿山