Раздел 1 основные понятия и терминология

1 Предмет и метод механики горных пород

1.1 Механика горных пород в системе горных наук

Теоретической основой горного дела являются горные науки, важнейшей из которых с точки зрения изучения свойств горных пород является физика горных пород и ее значительная часть — механика горных пород.

Физика горных пород— фундаментальное научное направление в системе горных наук, изучающая физико-технические свойства горных пород и массивов при их взаимодействии с естественными и искусственно создаваемыми физическими полями в процессах добычи полезных ископаемых и строительства подземных сооружений.

Механика горных пород— часть физики горных пород, изучающая прочность, устойчивость и деформируемость дискретных объемов горных пород и массивов горных пород и горнотехнических объектов в поле природных и вызванных влиянием горных работ сил горного давления.

Интересно отметить, что исторически, как и общая физика, физика горных пород развивалась с формированием и развитием механики в ХIХ в. и оформилась в самостоятельную науку в 60 годы ХХ в. после развития основных положений механики горных пород.

Механика горных пород опирается на достижения таких наук, как физика твердого тела, теория пластичности, реология, геологические науки.

Систематизируя свойства горных пород, разрабатывая методы количественной оценки свойств и состояния горных пород и массивов, механика горных пород является базой для создания инженерных методов расчета горной технологии.

Изучение студентами таких дисциплин, как «Механика подземных сооружений», «Разрушение горных пород», «Управление состоянием породных массивов», «Технология разработки месторождений полезных ископаемых» и др. базируется на глубоких знаниях механики горных пород.

1.2 Объект и метод механики горных пород

Объектом исследованиямеханики горных пород является горная порода вообще и горный массив в частности, а именно механические свойства массива до воздействия на него горными работами и процессы изменения этих свойств после возникновения в нем закрепленных и не закрепленных горных выработок.

Горная порода и процессы, происходящие в массиве горных пород на различных стадиях разработки месторождения представляют из себя очень сложную среду, свойства которой зависят от состава и строения горных пород, наличия в них дефектов, жидкостей и газов, возникновения и перераспределения аномалий напряженно-деформированного состояния массива пород, методов проведения и крепления горных выработок и т. п.

Учитывая вышеизложенное, метод исследованияв механике горных пород обычно комплексный и включает в себя: изучение свойств образцов горных пород в лабораторных условиях, натурные наблюдения, моделирование (физическое и математическое) механических процессов в лабораторных условиях и аналитические методы описания физических процессов на основе общих закономерностей теории упругости, пластичности и предельного равновесия.

Объект исследования в механике горных пород более сложен и зависит от большого количества случайных факторов, чем, например, в физике твердого тела. По этой причине при обработке результатов испытаний свойств горных пород и натурных наблюдений широко используются методы теории вероятностей и математической статистики, широко используются эмпирические зависимости, физические процессы часто описываются феноменологически.