Горные породы как объект горных разработок - Контрольная работа

Горные породы, как и любое другое тело, характеризуется различными физическими свойствами.Плотность горных пород определяется отношением массы горной породы к ее объему. Она зависит от их минерального состава, структурно-текстурных особенностей, пористости, вида вещества, заполняющего поры и пустоты (газ, нефть, вода), a также от условий образования и залегания горной породы. (отношение массы высушенных и измельченных до исчезновения пор твердых частиц породы к объему, ими занимаемому), плотность абсолютно сухой породы и плотность породы, заполненной флюидами (отношение массы твердой, жидкой и газообразной фаз горной породы к объему, занимаемому этими фазами).Механические свойства горных пород выражаются в способности горных пород оказывать сопротивление деформированию и разрушению под действием внешних сил. К ним относятся: прочность, абразивность, упругость, хрупкость, пластичность и др.Прочностью горной породы называется способность ее сопротивляться внешним силам, стремящимся разрушить связь между зернами, слагающими эту породу. Поэтому различают прочность на сжатие, растяжение, изгиб и скалывание. Так, у сланцевых пород прочность вдоль плоскости сланцеватости составляет 0,5-0,75 от прочности в направлении, перпендикулярном к этой плоскости. Это очень важное свойство горных пород, определяющее величину внедрения лезвия головки буров (резцов) и поэтому существенно влияющее на скорость бурения шпуров, скважин.Основными характеристиками магнитных свойств горной породы являются общая намагниченность J, магнитная восприимчивость ?, естественная остаточная намагниченность Jп. Все вещества, в том числе и породообразующие минералы, по магнитным свойствам делятся на диамагнитные (?0, ?>1) и ферромагнитные (?>0, ?>1). Графики зависимости интенсивности намагничивания J от напряженности внешнего намагничивающего поля Т называются кривыми намагничивания (рис.1). Намагниченность, сохраняющаяся после прекращения действия поля (Т = 0) называется остаточной намагниченностью Jr. Магнитная восприимчивость магматических пород зависит от типа и размера структур, в которых они развиты: древние щиты, складчатые области, зоны тектонической активизации; от степени проявления гидротермально-метасоматических и гипергенных процессов, приводящих к разрушению или образованию новых ферромагнетиков.К основным электромагнитным свойствам горных пород относятся: · удельное электрическое сопротивление (?), · электрохимическая активность (?), · поляризуемость (?), · диэлектрическая (?) и магнитная (?) проницаемости. В электроразведке используют многие электрические свойства пород, но важнейшим из них, измеряемым почти во всех методах, является удельное электрическое сопротивление ?. Из электрических характеристик горных пород наиболее полно изучена удельная электропроводность среды или обратная ей величина - удельное электрическое сопротивление ?. Удельное электрическое сопротивление это сопротивление, которое оказывает кубический метр горной породы электрическому току: где R-сопротивление вещества, Ом; l - длина тела, м; s-поперечное сечение его м2. Численные значения удельного электрического сопротивления горных пород определяются объемными соотношениями различных фаз, составляющих породу и обладающих различной электропроводностью.До настоящего времени теплофизические свойства горных пород изучены недостаточно, а прочностные и теплотехнические расчеты производятся по очень упрощенным методам. Теплопроводность, l ; теплоемкость, c ; температуропроводность, а (м2/с); теплоусвояемость b , определяющие процессы распространения теплоты, зависят от их химического состава, кристаллической системы составляющих минералов, их размеров, содержания кристаллической и стекловидной (аморфной) фаз, пористости, степени насыщения влагой, температуры, давления и т.д.). Теплоемкость горной породы сп может быть рассчитана как сумма относительных теплоемкостей сі составляющих ее минералов где ni - относительное массовое содержание минерала в породе.По радиоактивности (радиологическим свойствам) породообразующие минералы подразделяют на четыре группы. Наибольшей радиоактивностью отличаются минералы урана (первичные - уранит, настуран, вторичные - карбонаты, фосфаты, сульфаты уранила и др.), тория (торианит, торит, монацит и др.), а также находящиеся в рассеянном состоянии элементы семейства урана, тория и др. В зависимости от качественного и количественного состава минералов, условий образования, возраста и степени метаморфизма их радиоактивность изменяется в очень широких пределах. Радиоактивность пород и руд по эквивалентному процентному содержанию урана принято подразделять на следующие группы: 1. породы практически нерадиоактивные (U< 10-5 %); Их радиоактивность изменяется в широких пределах и зависит от содержания урана, тория, радия и других элементов.Горная порода, или как чаще говорят, порода, представляет собой сочетание минералов естественного происхождения. Такие свойства, как теплоемкость, коэффициент объемного теплового расширения и др