Министерство образования и науки Украины

Донецкий национальный технический университет

МЕХАНИКА ГОРНЫХ ПОРОД

Рекомендовано Министерством образования и науки Украины в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений направления «Горное дело»

(Гриф № 14/18.2-1073 от 25.05.2004 г.)

Под общей редакцией академика АГН Украины, профессора Гребёнкина С.С. и профессора Гавриша Н.Н.

Донецк – 2004

УДК 622.831.3.02:539.2.8

М55

Механіка гірських порід. Т.1: Навч. посібник / Під загальн. ред. С.С.Гребьонкіна і М.М.Гавриша. – Донецьк: ДонНТУ, 2004. – 169 с.

ІSBN 966-7559-92-0

ІSBN 966-7559-93-9(Т.1)

Проведено аналіз і систематизація сучасних нормативних і нестандартних методів вивчення фізичних властивостей гірських порід у зразках і в масиві.

Наведені раціональні методи комплексного вивчення властивостей гірських порід у лабораторних умовах з урахуванням недостатньої кількості вихідного матеріалу.

Викладені оптимальні сучасні методи вивчення властивостей і поводження масивів гірських порід у натурних умовах, методи аналітичних і лабораторних досліджень.

Книга може бути корисною для студентів і аспірантів гірничих спеціальностей технічних вузів.

Рецензенти:

Булат О.Ф., д.т.н., проф., академік НАН України, м. Дніпропетровськ,

Шашенко О.М., д.т.н., проф..,проректор НГУ, м. Дніпропетровськ

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів (Гриф № 14/18.2-1073 от 25.05.2004 р.)

ІSBN ІSBN 966-7559-92-0

ІSBN 966-7559-93-9(Т.1)

© Донецький національний технічний університет, 2004

Ее высочеству — «механике горных пород»

В строю очень древних и мудрых наук

Скандал, суета — даже паника

Расширив, веками их замкнутый круг,

Уверенно равною стала средь них

горных пород механика!

Принцесса горняцких, мужских дисциплин

Характер имеет строгий —

Из очень большого числа мужчин

К себе приближает не многих.

Но те, уж которых избрала она

Упорны, умны и душою красивы.

Звучит у них в сердце познанья струна,

Им — управлять массивом.

Проф. Гребенкин С.С.

П р е д и с л о в и е

Данное учебное пособие соответствует программе фундаментальной нормативной дисциплины «Механика горных пород», изучаемой студентами направления подготовки 0903 «Горное дело» на Украине.

Учебнику присущи некоторые особенности. В него кратко включены разделы, которые наряду с механикой горных пород составляют более обширную научную дисциплину «Физика горных пород»: акустические, термодинамические, гидродинамические, газодинамические, электромагнитные свойства горных пород. По мнению коллектива авторов, работавших над учебником, необходимость такого подхода заключается в том, что, во-первых, знание этих свойств горных пород позволяет применять и разрабатывать методы контроля механических процессов в массиве горных пород и, во-вторых, существенно расширяют кругозор студентов с точки зрения естественного состояния горных массивов.

Авторы выражают уверенность, что использование данного учебника позволит приобрести студентами глубокие и современные знания о механике горных пород, позволяющие достаточно глубоко изучать последующие дисциплины, составляющие базу направления обучения «Горное дело».

Коллектив авторов с благодарностью примут критические замечания и предложения по улучшению содержания учебника.

В в е д е н и е

Недра Украины содержат сравнительно достаточное количество полезных ископаемых для обеспечения развития промышленности и повышения благосостояния народа.

Интенсивное использование полезных ископаемых Украины на протяжении почти двух веков привели к тому, что в настоящее время полезные ископаемые добываются или на достаточно большой глубине, например, уголь или находятся в зоне шельфа Азовского и Черного морей. Такое положение приводит к необходимости вложения существенных затрат для добычи полезных ископаемых, что ложится значительным бременем на бюджет страны.

Снизить затраты на добычу полезных ископаемых возможно при применении высокоэффективных технологий и современной техники. Разработка такой техники и технологии должна базироваться на достижениях горной науки и, в частности, на глубоких знаниях о свойствах горных пород, горных массивов, в их естественном состоянии и после воздействия на них горными работами.

Изложению современных представлений о свойствах горных пород и массивов и об их возможном изменении в результате ведения горных работ посвящен этот учебник.

При написании учебника использованы труды известных ученых и специалистов, внесших весомый вклад в изучение свойств горных пород: М.М. Протодьяконов, П.М. Цымбаревич, Г.Н. Кузнецов, Н.А. Цытович, Л.И. Барон, И.А. Турчанинов, Ж.С. Ержанов, Ю.А. Векслер, И.В. Баклашов, С.В. Кузнецов, П.А. Ребиндер, К.В. Руппенейт, Л.А. Шрейнер, А.И. Берон, Б.Н. Кутузов, А.Н. Ханукаев, В.Н. Кобранова, В.В. Ржевский, Н.В. Мельников, Л.А. Насонов, М.А. Иофис, Э.В. Каспарьян.