Рассмотрен механизм образования и развития малоамплитудных разрывных нарушений в осадочном массиве на основе результатов физического и математического моделирования. Физическое моделирование слоистого массива горных пород осуществлялось с использованием песчано-гипсовой смеси. Результаты физического моделирования позволили наглядно оценить процесс формирования и развития малоамплитудных разрывных нарушений, установить ориентацию и амплитуду моделируемых разрывов. Было установлено, что в разрывных нарушениях с бо́льшей амплитудой находился материал наполнителя, который сформировался в результате трения одной стенки нарушения с другой – противоположной. Объем моделируемой толщи после формирования разрывных нарушений в зависимости от амплитуды разрывов увеличился от 2-3 до 10 %. Для получения информации о напряженно-деформированном состоянии горного массива и установления важных особенностей динамики развития разрывных нарушений было применено математическое моделирование на основе алгоритма потока частиц. Результаты математического моделирования позволили установить, что при формировании малоамплитудных нарушений в поле сдвижений зарождаются несколько породных кластеров. Благодаря взаимодействию кластеров массива горных пород, которые согласовывают свое движение и способствуют разрыхлению массива, в массиве накапливаются пустоты, являющиеся обязательным условием для развития малоамплитудных нарушений. Полученные результаты позволяют уточнить сложный механизм необратимых сдвигов и деформаций массива горных пород в период зарождения и развития малоамплитудных разрывных нарушений. Это способствует совершенствованию методики прогнозирования параметров разрывных нарушений, имеет практическое значение с точки зрения снижения рисков горных работ.

The article describes the mechanism of formation and development of subseismic-scale faults in sedimentary rock mass based on results of physical and mathematical simulation. Physical modelling of layered rock massif was carried out by using sand-gypsum mixture. The results of physical modeling made it possible to visually evaluate the process of formation and development of subseismic-scale faults, to establish the orientation and amplitude of the modeled faults. It was established that faults with higher amplitude had filler material formed because of friction of fault edges/walls. The volume of modelled formation after formation of faults depending on fault amplitudes changed from 2-3 to 10 %. To gain information on stress deformed condition of rock massif and identification of key peculiarities of fault propagation dynamics we used the mathematical modeling based on particle-flow algorithm. The results of mathematical modeling determined that during formation of low amplitude faults the shear field has several rock clusters. Due to interaction of clusters, which have coordinated movement and promote massif loosening, the rock mass accumulates voids, which are the prerequisite for formation of subseismic-scale faults. The gained results enable to specify the complex mechanism of irreversible shears and deformations of rock mass during formation and development of subseismic-scale faults. It contributes to the improvement of the methodology for predicting the SSF parameters, which is of practical importance in terms of reducing mining risks.