礦工程中的不確定性分析

張澤偉

摘 要：在當前現代化的采礦工程之中，存在有較多的不確定性因素，所以應當加強重視和管理，加強實踐工作的開展水準。文章將針對這一方面的內容展開論述，詳細的分析了現代化的采礦工程不確定性因素，同時對基本的防治對策和處理的技術方案進行了探討，旨在穩步的增強工作的開展效益，增強工作的建設水準，為更好的完善相關施工管理技術豐富建設手段奠定堅實的基礎。

關鍵詞：采礦工程；不確定性；研究分析；巖石力學

由于采礦工程屬于大規模的、系統化的工程活動，所以對技術性的要求較高，并且在實踐的操作當中還有大量的不確定性，諸如常見的裂隙分布、巖土的強度、巖層的厚度等等，都對實踐工作的開展形成了直接的影響。所以，為了更加客觀的、更加準確的評價相關采礦工程的基本狀況，評價工作的主要狀態，還需要科學化的組織開展相關設計和生產活動，充分的考慮到上述不確定性因素，建立相對應的指標體系和工作的模型，同時還需要制定出嚴格的、完善的評價方式，為科學的開展采礦工程工作奠定堅實的基礎。在工作當中，需要明確不確定性因素的主要內容，有目的性的加以改進，完善手段、豐富現場的操作，加強對因素的控制，力求保證采礦工程最佳的質量。

1 采礦工程常見不確定性因素分析

正如上文所分析到的，當前采礦工程的主要影響因素有計量模型的不確定性、荷載力的不確定性、巖土強度的不確定性以及巖土厚度的不確定性。所以在實踐工作當中還需要有目的性額對上述內容進行加強，完善工作的細節，增強實踐操作的效益。

1.1 巖層厚度的不確定性。首先是采礦工程巖層厚度的不確定性。在采礦工程的進行過程之中，首先需要掌控基本的厚度變化狀況，掌握巖層的基本條件，從理論上加以分析，如果有足夠的觀測點可以精確的對上述內容加以描述，則應當制定出對應的方案加以管理。但是在實踐工作當中由于鉆孔工作量以及巖層的露出條件等方面因素的限制，人們進行主觀的推測和論斷難以保證最佳的控制效益，并且由此可能會使得計量模型和工作模式的破壞。

1.2 巖層強度的不確定性。其次，則是巖土強度的不確定性。巖體是一種非均質的各向異性體，其各個節點部位之間的性質往往存在有非常巨大的差別，在同樣的測試條件之下，在相同的定量因素條件之下，測定得出巖層的強度，其最終的結果也可能會表現出巨大的離散性。另外，根據相關統計分析和現場的管理測試結果進行研究，巖石力學性的指標偏差通常較大，而根據對實踐操作的長期摸索，在巖土性質參數的變異性之間還包含有較大程度的空間變異性成分，針對這一點不容忽視。在最近的幾年當中隨著科學研究技術的不斷發展，人們對有關情況有了更加深入的了解，通過地質統計學、隨機場以及馬爾科夫理論等，對巖層的空間變異性加強了研究，并且也是取得了突破性的進展。

1.3 采礦工程裂縫分布的不確定性。除了上述分析的巖土強度和巖土厚度的不確定性之外，在實踐的采礦工程操作當中裂縫分布的不確定性也不容忽視。采礦工程裂縫分布的不確定性往往是由于人為的作用或者是地質構造運動等原因而導致的，一般在巖土表層之中含有著大量的結構面，同時也可以將其稱作是弱面或者是不連續面，其空間的分布往往哪個呈現出不確定性和隨機性的特征。上述因素的存在導致當前采礦工程的開展過程之中難度較大，同時還對巖體的完整性產生了直接影響，使得巖體的應力分布狀態和巖體的力學性質受到了直接的影響。另外，上述因素的存在還會導致巖體的破壞方式出現一定影響。由于相關因素規模較小并且數量較大，當前工程勘察技術難以準確的、科學的判定出其空間分布的基本狀態，所以通常情況下只能夠采用統計學方式加以輔助性的描述分析。

1.4 采礦工程試驗樣品數量導致的不確定性。在試驗樣品之中，數量不足也可能會導致試驗方式出現一定的誤差，最終形成不確定性，在相關工作的開展流程當中應加以重視。從理論上加以分析，巖層的邊界以及巖層的性質等，并不是完全的隨機性的，在實踐操作當中難免的會出現以少量資料來推斷整個巖層類型性質的狀況。所以此時就需要借助相關的統計學理論。為了更加方便快捷的開展相關工作，在實踐工作當中應當將巖層的特征和性質看成是隨機性的，其中實驗樣品的數量和影響程度也往往是不確定性的，通過測量和分析，難以綜合性的得出真實試驗數據分析結果和樣品數量之間存在的聯系，難以得出其中的確切關系，所以還需要加強研究，加強工作的摸索和探討。在試驗測定的過程當中，不論是現場的原位測試試驗還是在樣品的實踐測試過程當中，均有可能會出現對試件產生擾動的情況，另外對于現場試驗的相關環境條件也應當加以嚴格的控制，由于試驗操作的不同和方法的不確定性，均會對最終的測試分析數據結果產生一定的波動，故應加強管理，加強工作的操作控制。

1.5 計量模型的不確定性。計算模型的不確定性。無論是對采礦開挖工程進行理論分析、數值模擬還是隨機分析，都需要通過對開挖工程的勘探、調查、分析、判斷等建立物理力學模型，以此為基礎進行計算和分析。由于工程巖體的復雜性、人們分析判斷能力的局限性及模擬條件和原型的差異等，必然導致結果的不確定性。同時為了能夠實現量化計算，不得不對復雜的采礦開挖工程破壞機理、模式及其環境條件等做出某些簡化和假設，給出一些確切的函數關系，以此作為一切計算、分析和評價的基礎。在簡化和假設的過程中，已經引入了不確定性，不能說計算模型就是精確的。由于采礦開挖工程中的不確定性，工程的安全系數是巖石及相關條件的許多參數的函數，那么把安全系數作為確定值來判斷巖石工程的安全程度顯然是不合理的。因此用較簡單的測試手段，對巖石工程進行大量的信息采集，應用和發展隨機和工程系統的理論方法，以提高采礦巖石開挖工程質量狀態客觀判斷的精度，就顯得必要和有意義了。

2 基本觀點

首先，采礦工程的不確定因素是客觀存在的，所以在進行分析和論證的過程當中還需要充分的考慮到存在的不確定性因素，且加以管理和控制。另外，隨著我國當前采礦工程科學技術和相關工具的不斷發展，在今后對采礦工程的因素加以隨機性的分析是可能實現的。在工作當中還有建立了標準化的隨機指標體系，才可能為實踐操作和設計提供指導，在建立體系的過程當中應當將經濟和風險相互結合，運用一些可接受的指標，來推算出采礦工程的不確定性因素，保證其具有直觀且易于接受的特點。

3 結語

由于采礦工程屬于大規模的、系統化的工程活動，所以對技術性的要求較高。綜上所述，根據對我國當前采礦工程實踐操作當中存在的一些不確定性的基本因素和現狀進行綜合性的分析，從實踐角度著手對工作的開展條件和開展流程進行探討，同時對基本的防治對策和處理的技術方案進行了探討，旨在穩步的增強工作的開展效益，增強工作的建設水準，為更好的完善相關施工管理技術豐富建設手段奠定堅實的基礎。

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