ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ, ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ РАЗВИТИЯ
Authors: Анатолий Дмитриевич Сашурин 
Published: December 2024

Рассмотрено развитие научных представлений о геомеханических процессах и явлениях, происходящих при недропользовании, влияние их на устойчивость и безопасность объектов минерально-сырьевого, энергетического комплексов и городской инфраструктуры. Показано, что среди геомеханических процессов, определяющих устойчивость, надежность и безопасность объектов недропользования ведущая роль принадлежит деформационным процессам, возникающим в массиве горных пород под воздействием двух его фундаментальных свойств - иерархически блочной структуры и постоянной подвижности. Исходные представления об условиях недропользования первоначально основывались на известной гипотезе конца XIX века А.Гейма. В соответствии с ней массив горных пород рассматривался в виде сплошной однородной, проявляющей во времени пластические свойства среды, обладающей собственным весом (гравитацией), под воздействием которого в нем формируется однородное гидростатическое напряженно-деформированное состояние. В последующем эта гипотеза дополнялась и совершенствовалась за счет придания массиву горных пород упругих свойств, неоднородности прочностных и деформационных свойств и иерархически блочной структуры слагающих пород, выявления тектонических сил. Все это приближало теоретические представления к реальной действительности, но при этом массив горных пород оставался неподвижным, нарушение равновесия и деформационные процессы в нем происходили лишь в областях влияния объектов недропользования - горных разработок, гидротехнических сооружений и другой масштабной техногенной деятельности. При этом причины многих катастрофических событий не находили исчерпывающего объяснения. Наконец, в конце XX века, с внедрением в практику геомеханических исследований технологий спутниковой геодезии была установлена постоянная подвижность массива горных пород как его фундаментальное свойство, определяющее его естественную форму существования. В сочетании с иерархически блочной структурой постоянная подвижность формирует реальные дискретные, мозаичные, переменные во времени поля напряженно-деформированного состояния, особенности которых рассмотрены в работе.

The development of scientific concepts of geomechanical processes and phenomena occurring while the subsoil use, their impact on the stability and safety of the mineral resource and energy complexes, and the urban infrastructure. It is shown that among the geomechanical processes that determine the stability, reliability and safety of the objects of subsoil use, the leading role belongs to the deformation processes that arise in the rock mass under the influence of its two fundamental properties - hierarchically block structure and constant mobility. The initial ideas about the conditions of subsoil use were based on the well-known hypothesis of the late XIX century by Geim. In accordance with it, the rock mass was considered as a continuous homogeneous, showing in time the plastic properties of the medium, which has its own weight (gravity), under the influence of which a homogeneous hydrostatic stress-strain state is formed in it. Subsequently, this hypothesis was supplemented and improved by giving the rock mass elastic properties, heterogeneity of strength and deformation properties and hierarchically block structure of the constituent rocks, and by identifying tectonic forces. All this brought theoretical concepts closer to reality, but the rock mass remained motionless, the imbalance and deformation processes in it occurred only in the areas of influence of subsoil objects - mining, hydraulic structures and other large-scale technological activities. At the same time, the causes of many catastrophic events were not comprehensively explained. Finally, at the end of the XX century, with the introduction into practice of geomechanical research technuiqes of satellite geodesy was established constant mobility of rock mass as its fundamental property that determines its natural form of existence. In combination with the hierarchically block structure, the constant mobility forms real discrete, mosaic, time variable fields of the stress-strain state, the features of which are considered in the work.