Объект исследований. Деформации и напряженное состояние массива горных пород на объектах недропользования.
Материалы и методы исследования. Результаты длительного геодеформационного мониторинга природных напряжений и деформаций массива горных пород на рудниках Урала, проводимого лабораторией геодинамики и горного давления ИГД УрО РАН в течение последних 20 лет, дали основание предложить новую структуру поля естественных напряжений с привязкой их изменения во времени. Cредства измерения поверяются по эталонам длины и веса, включая маркшейдерские рулетки, ленты, проволоки различного химического состава, свето- и радиодальномеры.
Результаты. Определены параметры переменной составляющей поля напряжений с хронологической привязкой и сделан прогноз нагрузок на рудниках как в горно-капитальных, так и подготовительно-нарезных выработках на перспективу до 2022 г. Исследования показали, что в массиве горных пород наряду с литостатическими (гравитационными) и тектоническими напряжениями необходимо выделять переменные “астрофизические” напряжения, обусловленные циклическими расширением и сжатием Земли.
Выводы. С использованием результатов замеров в доступном для нас 11-летнем наноцикле солнечной активности выявлены закономерности формирования деформации и напряжений массива горных пород. Представлен прогноз природных напряжений при увеличении переменных “астрофизических” напряжений в предстоящем цикле солнечной активности. В настоящее время мы измеряем деформацию массива горных пород, используя методы, основанные на различных физических принципах. Сами результаты являются относительными и не позволяют судить об абсолютной величине. Численные значения десятков фундаментальных физических констант также переменные. Международному содружеству ученых необходимо разработать механизм отслеживания изменения их величины во времени.
Research subject. This paper investigates rock deformations and stress states in mineral excavation sites.
Materials and research methods. On the basis of a 20-year geodeformational monitoring of natural stresses and deformations in the rock mass at mining sites in the Urals, carried out by the Laboratory of Geodynamics and Rock Pressure at the Institute of Geology and Geology of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, we propose a novel structure of natural stress fields with reference to their change over time. Measuring instruments should be calibrated using standards of length and weight, including surveying tape measures, tapes, wires of various chemical composition, light and radio-range finders.
Results. For the mining sites under study, the parameters of the variable component of stress fields with a chronological reference were determined, along with a forecast of loads both during preparatory and mining stages up to 2022. The experiments showed that, along with lithostatic (gravitational) and tectonic stresses, it is necessary to distinguish variable “astrophysical” rock stresses due to the cyclic expansion and contraction of the Earth.
Conclusions. Using available measurements obtained during the most recent 11-year nanocycle of solar activity, regularities in the formation of rock deformations and stresses were revealed. A forecast of natural stresses with an increase in variable “astrophysical” stresses in the upcoming solar activity cycle was made. Measurements of rock deformations are currently performed using methods based on various physical principles. The results obtained thus far are relative, not permitting to judge about absolute values. The numerical values of dozens of fundamental physical constants are also variable. The international community of scientists should develop a mechanism to track changes in their magnitude over time.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.