4.系统的功能分析 

　　就是对开采设计

“预选方案”的定量计算分析。最常用的分析方法为数值分析方法。其中

有限元、离散元和有限差分法等是最基本的数值分析方法。对普通的岩体条件，采用弹塑性
有限元分析是比较合适的，而当岩体比较松软破碎的时候，则需要用离散元和有限差分方
法；对于具有流变性和膨胀性的岩体，则需要考虑时间因素，粘弹塑性有限元分析方法较
为适用；在存在动载荷作用的情况下，则需要进行动态的数值模拟分析。

 

　　在采矿系统的功能分析中，第一位考虑的是稳定性，在保证一定的开采技术经济指标
的前提下，如何减少开挖和支护量，如何减少生产成本，并同时保证开采系统的稳定性，
就是我们所研究的内容。开采系统的稳定性通常有三类指标来判断。第一类是应力、位移、塑
性区、破坏区综合指标分析，多数的有限元和有限差分数值分析都用这类判断指标；第二类
是平衡状态分析，其中，一是能量分析，分析开采过程系统的能量变化、能量聚集和耗散规
律，由此分析系统的平衡过程和状态；二是运动分析，分析运动过程、判断平衡点和稳定状
态，离散元法属于这一种；第三类指标是破坏概率，通过可靠度分析，来确定系统的稳定
性状态。

 

　　由于原始参数的不确定性和不完全性，对

“预选方案”的计算和分析需要采用定量化、模

糊化和经验化相结合的方法。灰色系统和神经网络为这类方法提供了理论基础。同时，由于
岩体材料、地质环境和开挖过程的非线性，在计算分析过程中往往也要借助非线性理论和方
法，这就为分岔论、突变论、混沌论等非线性理论的应用提供了广阔的天地。

 

　　

5.现场监测和反分析——系统信息反馈 

　　就是对开采系统的行为包括应力、位移状态和变形、破坏规律等，采取多种手段进行实
时现场监测，将监测的结果与理论计算分析结果相比较，找出二者的差异。同时，根据监测
的结果可以采用反分析方法，推求原始参数的相应值，从而为修正原始参数，修改原设计
中的错误和不完善之处提供依据。如此循环往复，使得系统设计逐步符合工程实际。

 

　　参考文献

 

　　

[1]张强.采矿方法发展方向.第 2 届全国青年采矿学术会议论文集，1996. 

　　

[2]采矿手册编委会.采矿手册第四卷.北京：冶金工业出版社，1991 

　 　

[3] 刘 建 军 , 马 文 亮 , 段 常 在 . 综 合 工 程 物 探 在 十 分 复 杂 条 件 下 的 应 用 [J]. 城 市 勘

测

,1997(4):31