ВВЕДЕНИЕ В

ГЕОМЕХАНИКУ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ

УГЛЕВОДОРОДОВ

Семестровый курс Лекция 7

Комитет механики горных пород Американского геологического общества дал следующее определение:

Механика горных пород является теоретической и прикладной наукой о механическом поведении горной породы, это раздел механики, рассматривающий реакцию горной породы на силовые воздействия окружающей ее физической среды.

Механика горных пород является частью более обширной науки – геомеханики.

Геомеханика – наука о механическом поведении горного массива под действием внешних сил

Главная задача геомеханики - предвидеть реакцию (деформацию или разрушение породы в различных масштабах: от небольшого блока до горного массива, месторождения или континента), возникающую под воздействием внешних сил (при проходке горной выработки, изменении порового давления, термической нагрузки, тектонических процессов и т.д.)

Обратная задача: мы видим, констатируем деформацию или проявление характерных разрывов и стараемся определить силы, породившие их или высвободившиеся после их формирования.

2

Горный (породный) массив – конгломерат геоматериала, блоков и межблоковых промежутков.

Это понятие используется, когда в масштабе сотен метров - сотен километров рассматривается состояние месторождения, горного сооружения или континента с учетом свойств их матрицы, разрывов или каких-либо других нарушений, но главным образом крупных разломов, представляющих собой важные изменения свойств, и крупных геометрических отдельностей.

При постановке и решении задач геомеханики крайне важен выбор правильного масштаба.

3

• Понятие о геомеханической модели

Геомеханическая модель горного массива - совокупность параметров, определяющих механические и структурные особенности конкретного горного массива и его реакцию на внешнее воздействие

Составными частями геомеханической модели являются механические и структурные модели.

Содержание геомеханической модели определяется кругом задач, на решение которых она направлена, строением массива, его механически значимых элементов, необходимым уровнем достоверности прогноза параметров воздействия и реакции подземного объекта. Обычно геомеханическая модель имеет вероятностный характер или может представляться некоторой совокупностью вариантов. По мере получения новых сведений о массиве модель уточняется.

4

Пример геомеханической модели

1 – граничные условия (напряжения или перемещения); 2 - породы; 3 – нарушения сплошности; 4 – вода

5

Построение геомеханической модели включает: а) Геолого-структурное описание массива, рельеф

поверхности, пространственные характеристики основных разломов и нарушений, расположение выработок.

б) Анализ естественного напряженного состояния массива и влияния на него структурных нарушений.

в) Физико-механические свойства пород слагающих массив, а также материалов, заполняющих разломы.

г) Выделение блоков различного порядка и оценка механических и деформационных свойств контактов между блоками.

д) Пространственные характеристики основных систем трещин в районе расположения сооружений (скважин, горных выработок и т.д.).

6