В монографии отражены результаты экспериментальных и аналитических исследований количественного описания взаимосвязей нелинейных геомеханических и физико-химических процессов в многофазных напряженных угленосных массивах горных пород и геоматериалах при нарушении их равновесного термодинамического состояния в натурных условиях ведения подземных и открытых горных работ.
Особое внимание уделено современным научным достижениям и открытиям в нелинейной геомеханике и геофизике, связанным с исследованиями процессов формирования и развития очаговых зон катастрофических событий в горно-технических и природных геосистемах. Для теоретического описания взаимодействия между геомеханическими и физико-химическими процессами в многофазных угольных пластах при их разработке в настоящей работе впервые дано доказательство существования аналитического «операторного продолжения», связывающего между собой уравнение Ленгмюра и кинематическое уравнение Опарина для волн маятникового типа в напряженных геосредах блочно-иерархического строения. В значительной мере оно основано на микронаноструктурном анализе особенностей в строении угольного вещества в зависимости от стадий его метаморфизма методами рентгенофазового анализа и масс-спектрометрии в режиме in situ.
Авторами предлагается новый методологический подход к созданию современных комплексных систем геомеханического мониторинга, основанный на мультимодальности экспериментальных данных и технологиях цифровых фабрик, что позволяет достаточно просто и быстро вести их разработку, с ориентацией на различные профильные прикладные горно-технологические аспекты с учетом перехода на обработку и анализ больших данных. Разработана методика и осуществлен сбор натурной информации по развитию механо-эрозионно-деформационных процессов и связанных с ними сейсмических проявлений в четвертичных отложениях бортов карьеров Кузбасса под влиянием сезонных природно-климатических факторов.
Монография адресована механикам, геомеханикам, геофизикам, разработчикам современных комплексных систем геомеханического мониторинга в природной среде и будет полезна студентам старших курсов горных и геофизических специальностей университетов, а также преподавателям и аспирантам.