Mechanika górotworu

Górotwór - utwory skalne tworzące skorupę ziemską. W górotworze nie naruszonymi robotami górniczymi pod wpływem ciężaru warstw nadległych, a więc siły ciężkości, powstają w skałach równoważące ją naprężenia. Wykonanie wyrobiska górniczego powoduje zaburzenie tej równowagi, a naprężenie górotworu powoduje na wszystkich powierzchniach wyrobiska pojawienie się sił działających w kierunku powstałej w górotworze pustki. Siły te określa się nazwą ciśnienia górotworu. Ciśnienie może prowadzić do jego uszkodzenia, a nawet zniszczenia.

Intensywność tej działalności zależy od:

• czynników naturalnych, głębokości położenia wyrobiska, właściwości fizykochemicznych skał, zaburzeń tektonicznych, stosunków wodnych
• samego wyrobiska tj. jego wielkości, kształtu sposobu drążenia, obudowy

Mechanika górotworu - nauka zajmująca się ciśnieniem górotworu, jego skutkami w wyrobiskach górniczych w postaci odkształceń, przemieszczeń i zniszczeń oraz przewidywaniu i opanowaniu tych procesów.

Zajmuje się:

• obserwacją i pomiarami ciśnień górotworu oraz jego skutków w wyrobiskach górniczych
• teoretyczną analizą tych zjawisk oraz poszukiwaniu metod ich przewidywania i zapobiegania
• badaniu laboratoryjnym fizycznych i mechanicznych właściwości skał

 Znajomość mechaniki górotworu jest niezbędna przy:

• projektowaniu i prowadzeniu robót górniczych, zwłaszcza na większych głębokościach 
• rozpoznawaniu powstania koncentracji niebezpiecznych naprężeń w górotworze oraz zastosowaniu odpowiednich środków i sposobów w celu ich rozładowania 
• określenie skutków wybierania złoża dla wyrobisk podziemnych jak i dla terenów, obiektów oraz budynków na powierzchni 

Właściwości mechaniczne - najważniejsze dla górotworu jest wytrzymałość skał na działanie różnego rodzaju sił, a więc zarówno ciśnień górotworu, jak i sił zewnętrznych powodujących odspojenie brył skalnych od calizny.
Wytrzymałość skały jest odporność jej na działanie sił mechanicznych.
 Zależy od:

• wytrzymałości ziarn, z których zbudowana jest skała
• właściwości lepiwa
• porowatości i zawilgocenia skał
• występowania w skałach podzielności a także uskoków, pęknięć i zwietrzeń. 

 Zwięzłość: odporność na oddzielenie się od niej odłamków za pomocą narzędzi lub uderzeń. Zależy ona od składu mineralnego skały, wielkości ziarn, jakości lepiszcza,  płaszczyzny podzielności, a tylko w pewnym stopniu od twardości.

Kategoria - Stopień twardości skały                 - Współczynnik zwięzłości
I               - Skały w wysokim stopniu twarde   - 20
II              - Bardzo twarde                              - 15
III             - Twarde                                         - 10/12
IV             - Dość twarde                                 - 6
V              - Średnio twarde                             - 4
VI             - Dość miękkie                               - 2
VII            - Miękkie                                       - 1
VIII          - Ziarniste                                       - 0,6
IX            - Sypkie                                          - 0,5
X             - Ciekłe                                           - 0,2