Устойчивость породных отвалов, образующихся при производстве горных работ, может оказывать большое влияние на технологию отработки и отвалообразования, экономическую эффективность предприятия, и главное, на безопасность ведения горных работ. Для предупреждения опасных ситуаций связанных с деформациями отвалов, необходимо производить обоснование параметров формируемых отвалов. Для оценки устойчивости откосов породных отвалов необходимо знать физико-механические свойства пород, слагающих отвал. Одними из важнейших физико-механических свойств влияющих на устойчивость откосов являются сцепление (c) и угол внутреннего трения (φ).
Отвалы представляют собой массу разрыхленных горных пород, поэтому их прочностные свойства отличаются от прочностных свойств пород в массиве, и не могут быть приняты по результатам испытания образцов горных пород в лабораторных условиях. Поэтому для получения наиболее достоверных физико-механических свойств пород, слагающих тело отвала, необходимо производить натурные испытания путём сдвига нарезанных непосредственно в отвале породных призм с помощью гидродомкратов.
В практике существуют различные схемы натурных испытаний породных призм на срез с использованием систем гидродомкратов (гидроподушек). Нарезка призм осуществляется с помощью штыковых лопат, долотьев, перфораторов и зависит от типа испытываемых пород (рисунки 1 и 2). Сдвиг подготовленной породной призмы производится оттарированными гидродомкратами. При сдвиге породной призмы по манометру гидродомкрата фиксируют максимальное усилие возникающее при срезе, и минимальное при её перемещении по поверхности сдвига. Замер линейных и угловых параметров производится рулеткой и горным компасом.
В процессе сдвига по манометру фиксируется максимальное усилие
соответствующее срезу породной призмы, и минимальное необходимое для преодоления силы трения при перемещении призмы. Также осуществляется замер линейных и угловых параметров деформированной породной призмы, и составляется паспорт испытания (рисунок 3). После сдвига породной призмы отбираются пробы для определения плотности и влажности пород.