Методические рекомендации по изучению напряженно-деформированного состояния горных пород на различных стадиях геологоразведочного процесса

Дано системное изложение методики прогноза напряженного состояния пород на различных стадиях геологоразведочного процесса и инженерно-геологических изысканий. Изложены теоретические основы и наиболее характерные примеры изучения напряженно-деформированного состояния геологической среды.

Методические рекомендации предназначены для специалистов научно-исследовательских и проектных институтов и ВУЗов.

Напряженно-деформированное состояние горных пород массива дает фундаментальное представление о важнейших геологических процессах, протекающих в земной коре как на глобальном (движение литосферных плит), так и на региональном и локальном уровнях (формирование складок, разрывов, возникновение землетрясений), а также об образовании и размещении месторождений полезных ископаемых.

Изучение параметров поля напряжений в земной коре И их изменений во времени имеет большое научное и практическое значение при поисках, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых |21|. С напряжениями в земной коре связаны механоактинационные процессы, активизирующие большинство высокотемпературных химических реакций в условиях сравнительно низких температур и, следовательно, оказывающие влияние на генерацию жидких и газообразных углеводородов. К зонам разгрузки напряжений, в частности к глубинным разломам, приурочены структурные формы, наиболее благоприятные для скопления полезных ископаемых, в том числе нефти и газа.

Надежная информация о напряженном состоянии массивов горных пород необходима также и при проектировании, строительстве и эксплуатации горнодобывающих предприятий и подземных сооружений. В последние годы в связи с резким и повсеместным усложнением горно-технических условий добычи полезных ископаемых необходимость в такой информации постоянно увеличивается. Так, при сооружении шахтных стволов, рудоспусков, тоннелей, создании конструкций систем разработки месторождений полезных ископаемых своевременное получение достоверной информации о состоянии массивов горных пород позволяет в 2-3 раза повысить прочность и долговечность подземных выработок, получить значительный экономический эффект и улучшить условия техники безопасности.

К настоящему времени получила признание концепция о формировании поля напряжений в верхней части земной коры, в соответствии с которой суммарное поле определяется совместным действием двух силовых полей - гравитационного и тектонического, причем соотношение между ними меняется в широких пределах [26]. Этим объясняется высокая изменчивость параметров поля напряжения в массиве горных пород как по площади, так и по глубине.

Однако состояние изученности рассматриваемой проблемы недостаточно для того, чтобы без специальных исследований надежно определять исходное напряженное состояние в конкретных массивах, особенно не вскрытых горными выработками, а также в районах, отнесенных к сейсмоопасным. Наиболее достоверная информация о напряженном состоянии массивов пород может быть получена лишь на основе системы методических приемов и исследований .

Цель настоящих рекомендаций - дополнить существующую инструкцию по изучению инженерно-геологических условий месторождений твердых полезных ископаемых при их разведке