Геомеханика

В сравнительно недалеком будущем стремительно растущее человечество на фоне экологической нестабильности столкнется с тремя основными проблемами: дефицит энергии, сырьевых ресурсов, качественных продуктов питания. Одним из эффективных путей их решения является освоение подземного пространства.

Под термином «освоение подземного пространства» следует понимать процесс проникновения в недра Земли с целью как добычи полезных ископаемых, так и размещения объектов транспортного, промышленного, сельскохозяйственного, культурно-бытового и иного назначения. В настоящее время глубина ведения горных работ уже повсеместно превысила 1000-1500 метров, а в отдельных случаях выработки располагаются на отметке 3000 и более метров от поверхности земли. Крупные города имеют разветвленную сеть подземных коммуникаций, обеспечивающих жизнедеятельность мегаполисов, развивающихся не только вверх, но и вниз.

Для целей освоения подземного пространства создается соответствующая техника и разрабатываются сложные технологии. На пути проникновения человека вглубь массивов горных пород ожидают осложнения, вызываемые механическими процессами, формирующимися в процессе создания искусственных полостей. Совокупность таких процессов принято называть горным давлением. Проявления горного давления в подземных выработках могут быть как статическими, то есть довольно медленно развивающимися и, в целом, являющимися безопасными для человека, так и динамическими, протекающими чрезвычайно быстро, нередко с катастрофическими последствиями. Все это снижает эффективность и безопасность процесса освоения подземного пространства.

Закономерности поведения горных пород в окрестности подземных выработок изучает прикладная наука - геомеханика, или механика горных пород.

В настоящее время трудно представить процесс освоения недр без современных методов геомеханики.

Геомеханика возникла на стыке таких наук, как механика твердого деформируемого тела, физика горных пород, теория вероятностей и математическая статистика, геология и геофизика, теория горного дела. <...>