Глава I

ВВОДНЫЕ СВЕДЕНИЯ

§ 1 Предмет механики горных пород

Механика горных пород — отрасль прикладных знаний, изучающая механическую сторону явлений в массиве горных пород при разработ­ке месторождений полезных ископаемых.

Орогенические процессы в земной коре, как известно, обязаны взаимодействию собственного веса горных пород (силы тяжести) и тектонических сил при влиянии температурного и других факторов. Эти процессы сводятся в конечном счете к деформациям участков земной коры, которые (деформации) сопровождаются структурными и минеральными изменениями горных пород. Особо важную роль иг рает при всем этом фактор'времени. Орогенические, и в частности тектонические процессы протекают вообще крайне медленно,—в течение промежутков времени, достигающих длительности отдельных геологических периодов. В более частных случаях, например при землетрясениях, скорость деформации участков земной коры относи­тельно велика. Вопросы, относящиеся ко всему указанному, изучают­ся в соответствующих отделах геологии: i еотектонике, структурной геологии и др., где также рассматривается и действие на горные по­роды сил кристаллизации, механических факторов выветривания и тем­пературы.

Если же, однако, рассматривать относительно небольшие участки ». земной коры в течение коротких промежутков времени и исключить / при этом влияние тектонических сил, то общее состояние горных по ( род таких участков можно считать статическим, а именно — как равно- f весное объемное напряженное состояние пород под влиянием собствен- J iioro веса. Такое состояние массива обычно й принимается в меха­нике горных пород в качестве исходного при различных исследованиях.

При проведении горных выработок это состояние горных пород нарушается. В областях, окружающих выработки, проявляется так на­зываемое горное давление, и обнажения массива (кровля, стенки и почва выработок) деформируются. При этом, в зависимости от ха­рактера деформаций, обнажения оказываются устойчивыми или неус­тойчивыми. В последнем случае в выработках применяется рудничнгя крепь. Устойчивость обнажений массива и горное давление во многом определяются физико-механическими свойствами горных пород.

Кроме объемной силы (силы тяжести), горные породы подвергаются также действивр и поверхностных сил. Это имеет место при добыче горных пород. Здесь искусственно создаются напряженные состояния, которые приводят породу к разрушению в сравнительно малых объемах массива, ограниченных с одной стороны поверхностью забоя Физика- механические свойства пород играют при атом весьма важную ролы Изучение физико-механических свойств пород, условий устойчи­вости обнажений последних, горного давлейия и механических усло­вий разрушения пород при добыче составляет задачу механики гор­ных пород Сюда же следует отнести и вопросы деформаций дневной поверхности под влиянием подземных разработок, имеющие большое практическое значение

На решениях указанных задач основываются, как известно, спосо­бы разработок месторождений Поэтому механику горных пород мож­но трактовать как одну из научных основ разработок месторождений полезных ископаемых