Горная геомеханика

Механика горных пород (a. Rock geomechanics. Н. Montangeomechanik. Ф. Geomecanique des roches. И. Mecanica de rocas), - наука о прочности, устойчивости и деформируемости массивов г. П. И горн.-техн. Объектов в условиях горн. Давления (природного и вызванного горн. Работами). Г. Г. - один из осн. Разделов Горных наук. Предмет Г. Г. - механич. Процессы, происходящие в массиве г. П. И связанные гл. Обр. С проведением в нём горн. Выработок (формирование напряжённого состояния массивов пород и его изменения в связи с проведением выработок, сдвижение г. П., взаимодействие пород с крепями горн. Выработок и др.). Г. Г. Решает задачи управления Горным давлением, взаимодействия массива пород с крепями и обделкой горн. Выработок, устойчивости подземных и открытых горн.

Выработок, сдвижения породных толщ и земной поверхности под влиянием горн. Работ, борьбы с динамич. Проявлениями горн. Давления - Горными ударами, Внезапными выбросами и др. Для решения задач Г. Г. Используются натурные наблюдения и инструментальные измерения напряжений, деформаций, сдвижений г. П., моделирование, аналитич. Методы. Г. Г. Связана с механикой деформируемой среды, геологией, геотектоникой, инж. Геологией, сейсмологией, из физико-техн. Дисциплин - со строительной механикой.Г. Г. Сформировалась в науч. Дисциплину в 19 в. В связи с изучением условий обрушения и оседания земной поверхности над горн. Выработками. В России исследования в области Г. Г. Включали охрану сооружений на поверхности от влияния сдвижения г. П. (Г. Д. Романовский, 1898-1900), изучение взаимосвязи обрушения пород над выработками с применяемыми системами разработки (Б.

И. Бокий, 1903), развитие гипотезы свода естеств. Равновесия пород над выработками, расчёты устойчивых пролётов выработок и величины горн. Давления (M. M. Протодьяконов, 1907), создание программы изучения сдвижения и обрушений пород (П. М. Леонтовский, 1911-13).Основополагающие исследования в Г. Г. Были выполнены после Oкт. Революции 1917. Под рук. И. М. Бахурина в Ленинграде в 20-е гг. Была создана науч. Школа по изучению сдвижения г. П. В 30-е гг. В Киеве сформировалась науч. Школа во главе с А. Н. Динником, изучавшая поля напряжений вокруг выработок разл. Размеров и конфигураций на основе теории упругости. В 1935-40 были впервые предложены методы непосредств. Определения напряжений в массивах г. П. (Д. Д. Головачёв и Г. H. Кузнецов). В 1936 разработан метод моделирования с использованием эквивалентных материалов (Кузнецов).

В 40-50-е гг. Созданы способы расчёта на прочность целиков (Л. Д. Шевяков и др.), инж. Способы расчёта горн. Давления на основе строит. Механики и сопротивления материалов (В. Д. Слесарев, П. М. Цимбаревич). Фундаментальные исследования велись в этот период по теории предельного равновесия применительно к устойчивости бортов карьеров, котлованов и отвалов. В 50- 60-е гг. Изучен механизм взаимодействия массива пород и крепей горн. Выработок. При этом было установлено, что крепь следует рассматривать как активный элемент, свойства к-рого существенно влияют на условия деформирования массива окружающих пород (Г. А. Крупенников и др.). В 60-70-х гг. Развивались исследования реологич. Процессов в массивах г. П., особенностей деформирования и разрушения г.

П. В условиях неравномерных нагрузок при высоком горн. Давлении (К. В. Руппенейт, Ж. С. Ержанов, Е. И. Шемякин). Благодаря разработке и применению численных методов (конечно-разностного и вариационно-разностного) достигнуты успехи в аналитич. Определении напряжённо- деформированного состояния структурно- неоднородных массивов пород. В этот период расширились представления о природе горн. Давления, связанные с изучением тектонич. Полей напряжений (М. В. Гзовский, И. А. Турчанинов).Перспективные направления развития Г. Г. Связаны с изучением механич. Поведения г. П. На больших глубинах, созданием бесшахтных и безлюдных процессов добычи п. И., исследованием влияния на массивы пород динамич. Нагрузок (массовые взрывы, землетрясения, крупные обрушения), прогнозированием освоения недр Луны и др.

Планет.За рубежом наиболее крупные исследования в Г. Г. Выполнили. А. Гейм (Швейцария), первым выдвинувший гипотезу о гидростатич. Напряжённом состоянии массива г. П. Г. Шпакелер (ГДР), установивший закономерности распределения напряжений в толще пород вокруг очистных пространств в разл. Горн.-геол. Условиях. О. Якоби (ФРГ), детально изучивший закономерности горн. Давления при разработке угольных пластов. Ф. Мор (ФРГ), установивший важные закономерности взаимодействия г. П. И крепей. Р. Феннер (Чили), проведший теоретич. И экспериментальные исследования по созданию основ матем. Теории горн. Давления. А. Лабас (Бельгия), предложивший способы расчёта горн. Давления с учётом податливости и др. Характеристик крепей. Е. Литвинишин (ПНР), развивший статистич.

Методы в приложении к задачам Г. Г. Л. Мюллер (Австралия), детально изучивший закономерности Г. Г. В скальных массивах и решивший ряд конкретных задач их использования в инж. Практике и др.С 50-х гг. 20 в. Проводятся междунар. Конференции по Г. Г. При АН ГДР с 1958 функционирует Междунар. Бюро по механике г. П. В 1962 организовано Междунар. Об-во по механике г. П., к-рое проводит раз в 4 года конгрессы. По тематич. Плану СЭВ с 1967 ведутся совместные работы по созданию комплексов разл. Аппаратуры и совершенствованию методов определения напряжений в массиве г. П.В СССР исследования по Г. Г. Проводятся в ин-тах АН СССР, ИПКОНе, Ин-те горн. Дела СО АН СССР, Горн. Ин-те Кольского филиала АН СССР, Ин-те физики и механики г. П. АН Кирг. ССР, Ин-те геотехн.

Механики АН УССР, Ин-те горн. Дела АН Казах. ССР, отраслевых н.-и. Ин-тах - горной геомеханики и маркшейдерского дела, горного дела им. А. А. Скочинского, Гидропроекте, а также в горных вузах - Московском, Ленинградском и Днепропетровском.Литература. Руппенейт К. В., Либерман Ю. M., Введение в механику горных пород, М., 1960. Мюллер Л., Инженерная механика. Геология скальных массивов, (пер. С нем.), М., 1971. Турчанинов И. A., Иофис M. A., Каспарьян Э. В., Основы механики горных пород, Л., 1977. Борисов A. A., Механика горных пород, M., 1980. Obert L, Duvаll W., Rock mechanics and the design of structures in rock, N. Y. - (a. O.), 1967.И. А. Турчанинов, Е. И. Шемякин..