Физика горных пород Лекция № 2 Горные породы, классификация их свойств

свойств
Лектор: Шульгин Павел Николаевич

http://do.dstu.education
http://sggs-donstu.ucoz.ru/

(pdf)
Для онлайн просмотра (swf) – необходимо, что бы

был установлен flash player

тела.
Кристаллы минералов имеют свою пространственную решетку, соответствующую закону распределения вещества

внутри кристалла

азотом, серой, кислородом) – важнейший источник энергии
Наибольшее значение – ископаемые

угли.
Органическая масса углей:
Витрен – черная блестящая и хрупкая разновидность угля
Кларен – полублестящий уголь
Дюрен – вязкий матовый и зернистый уголь
Фюзен – волокнистый рыхлый серовато-черный уголь.

углеродные составляющие – кварц, пирит, кальцит, глина – при сгорании

угля переходят в золу – зольность угля (5-10%)
Качество углей снижается при наличии в них серы
Элементы примеси – германий, галлий, уран, медь, бериллий, молибден, ванадий (500-600 г/т)

месту образования)
Наносы (измельченные, переотложенные или перенесенные)

естественное – необходимо знать для ведения работ в забое

Искусственно измененное

(взрыв, механическое разрушение, химическое укрепление …) – необходимо знать для погрузки, транспортировки, хранения, дробления и …

всегда соответствует составу породы в массиве)
Различие в строении (расположение основных

структурных элементов их формы, ориентировки)
Различные внешние условия (давление, температура, эл. Поля, газы, жидкости)
Силы связи (образец чаще всего менее нарушен трещинами и пустотами чем порода в массиве или разрушенная горная порода)

имеющихся в породном массиве.
Трещина — разрыв межатомных связей, приводящий к нарушению

целостности предмета
Трещиной называют разрыв сплошности среды, величина которого на порядок и более превосходит межатомные расстояния кристаллической решетки.

состоянии. Отношение этих объемов называется коэффициентом разрыхления пород:



Он зависит

от многих факторов и меняется в пределах от 1,05 до 2,0 и более

горной породы понимается ее специфическое поведение при воздействии каких-либо физических

нолей.
Физическое свойство характеризуется некоторым количественным показателем, определяющим это воздействие - параметром.
Горное производство и горная наука используют совокупность свойств горных пород, относящихся к механике, термодинамике, электродинамике горных пород и технологические свойства.

объем оценивается относительным объемом всех пор (пустот), заключенных в породах

между минеральными частицами или их агрегатами. Относительный объем называется общей пористостью:


Vп – объем пор, м3
V0 – объем минерального скелета

пористости:


Тогда общая пористость равна:

зёрнами обломочного материала (межкристаллические). Это первичные поры, образовавшиеся одновременно с

формированием породы.
2. Поры растворения – образовались в результате циркуляции подземных вод.
3. Пустоты и трещины, образованные за счёт процессов растворения минеральной составляющей породы активными флюидами и образование карста.
4. Поры и трещины, возникшие под влиянием химических процессов, например, превращение известняка (СаСО3) в доломит (МgСО3) – при доломитизации идёт сокращение объёмов породы на 12%.
5. Пустоты и трещины, образованные за счёт выветривания, эрозионных процессов, закарстовывания.
Виды пор (2)-(5) – это так называемые вторичные поры, возникшие при геолого-химических процессах.

< 0,0002 мм) – практически непроницаемые: глины, глинистые сланцы, эвапориты

(соль, гипс, ангидрит);
- капиллярные (размер пор от 0,0002 до 0,5 мм);
- сверхкапиллярные > 0,5 мм.

заполнителя порового пространства.
Плотность породы всегда больше ее объемной массы.

Объемная масса полезных ископаемых  – один из основных параметров подсчёта запасов.
Объемную массу используют в расчетах: горного давления, расхода ВВ, производительности оборудования, выборе крепи, обогащении и т.д.

сухой породы без учета пор и трещин.
 УДЕЛЬНЫЙ ВЕС  –

отношение веса тела к занимаемому им объему. Он равен отношению массы твердой фазы к ее объему.


 ОБЪЕМНЫЙ ВЕС - отношение веса руды или породы (твердой, жидкой и газообразной фаз) к ее объему – вес единицы объема сухой породы в естественном пористом состоянии.

проявляются при статическом и динамическом воздействии твердых тел на породу.

В зависимости от величины и длительности воздействия могут про­явиться:
прочностные;
упругие;
реологические свойства горных пород.

пород на сжатие σсж
Он характеризуется максимальным значением напряжения, выдерживаемо­го породой.

Другие показатели прочности намного ниже этой величины, а ми­нимальное значение имеет предел прочности на растяжение σр.

ней упругих колебаний. К основным упругим характеристикам породы отно­сятся:
• модуль

упругости - Е, Па;
• коэффициент Пуассона - ν;
• модуль сдвига G, Па.