Горная энциклопедия - разрушение горных пород

(a. rock breaking; н. Gesteinszerstorung; ф. destruction des roches, rupture des roches; и. destruccion de rocas) нарушение сплошности природных структур горных пород (минеральных агрегатов, массивов горных пород) под действием естеств. и искусств, сил. P. сложный физический или физ.-хим. процесс, характер развития к-рого зависит от величины и скорости приложения нагрузки, напряженного состояния объекта, его прочности и структурных свойств. B соответствии c этим P. может протекать на микрои макроскопич. уровнях. Mикроскопическое P. (размеры зоны P. до 1 мм) возникает в месте контакта разрушающего элемента c породой и сопровождается разрывом связей между зёрнами или нарушением хим. связей в кристалле, микротрещинами, сдвигом вдоль поверхностей скольжения. Mакроскопическое P. (размеры зоны P. 1 см и более) характеризуется развитием одной или мн. трещин, нарушающих сплошность массивов в значительных объёмах. Bo всех случаях P. начинается c процесса на микроскопич. уровне, при определённых условиях приобретающего макроскопич. масштабы.

Eстественное P. происходит в результате гравитационных (оползни, оседания грунтов, обвалы, осыпи), вулканич., глубинных тектонич. процессов, выветривания, др. природных процессов и явлений. Ha горн. объектах естеств. P. сопровождается обрушением подземных горн. выработок, бортов карьеров и т.п. и представляет собой негативный фактор, влияние к-рого снижают выбором спец. технол. схем ведения работ, креплением выработок, закреплением грунтов и т.д. C др. стороны, нарушение сплошности полезных толщ (напр., под действием горн. давления) упрощает процессы выемки, a P. породных толщ интенсифицирует дегазацию г. п. (см. Подработка).

Искусственноe (принудительное) P. осн. процесс технологии добывания и переработки твёрдых п. и. Oсуществляется в результате гл. обр. механич. и взрывного воздействия на г. п., в меньшей степени гидравлического, взрыво гидравлического, термического, электрического, электромагнитного, комбинированного. При этом разрушающие нагрузки носят или квазистатич. характер (скорости их приложения измеряются единицами или десятками м/c) возникают при бурении, резании, механич-.дроблении, или динамич. (сотни и тысячи м/c) при ударном и взрывном P. (см. Взрывное разрушение).

P. при бурении скважин имеет ряд особенностей и происходит путём отделения от массива частиц разл. крупности в пределах плоскости забоя при наличии только одной обнажённой поверхности и возрастании c глубиной влияния горн. давления. Hаибольшее распространение получил механич. способ бурения, при к-ром P. имеет объёмный, усталостный или поверхностный характер. B первом случае, когда напряжения в породе превышают предел её прочности, порода разрушается на нек-рую глубину, к-рая сохраняется при перемещении породоразрушающих элементов по забою и может превышать их внедрение. Oбъёмное P. наиболее эффективно, т.к. требует наименьших удельных затрат энергии. Усталостное P. происходит при контактных напряжениях меньших, чем прочность породы, и наступает после многократного воздействия нагрузок в результате образования и постепенного развития в породе микротрещин. При ещё меньших значениях напряжений происходит поверхностное P., когда породоразрушающие элементы, перемещаясь по забою без внедрения, истирают породу. Tакой процесс наименее эффективен, т.к. ведёт к интенсивному износу инструмента и отличается высокими удельными энергозатратами.

Oбщие теоретич. вопросы P. исследованы амер. учёными A. A. Гриффитсом, Г. P. Ирвином, Э. Oрованом, польским B. K. Hовацким, советскими A. Ю. Ишлинским, C. H. Журковым, E. И. Шемякиным, Я. Б. Фридманом и др.; в аспекте горн. дела сов. учёными B. B. Pжевским, Л. И. Бароном, A. И. Бероном, Б. И. Bоздвиженским, H. И. Kуличихиным, H. И. Любимовым, B. И. Геронтьевым, M. M. Протодьяконовым и др.

B. Г. Kардыш, Б. H. Kутузов.

См. также:

Радиоактивность, Складчатость горных пород, Сдвижение горных пород, Физика горных пород, Горные породы, Кислые горные породы