6. Водно-коллекторские свойства горных пород. Скважность, влажность и вла-гоемкость пород. Проницаемость пород. Коэффициенты фильтрации и проницаемости.

Основными водно-коллекторскими (гидрогеологическими) свойствами горных пород являются их влагоемкость и проницаемость, связанные с наличием в минеральном скелете практически всех горных пород так называемого "свободного" пространства, не занятого минеральным веществом.

Скважность (пустотность) горных пород

Свободное пространство в минеральном скелете, представленное пустотами различной формы, размера и генезиса, называется скважностью ГП и численно может быть охарактеризовано объемным коэффициентом скважности.

n=V(п)/V(э)*100% . Vп-общ объем всех пустот, Vэ-объем элемента.

В зависимости от генезиса горных пород, а также размеров, количества пустот и других факторов, пустоты в минеральном скелете могут быть сообщающимися между собой (открытыми) или изолированными (закрытыми). Поскольку движение подземных вод возможно только по системе связанных пустот, наряду с общим (абсолютным) значением скважности существует понятие коэффициента открытой скважности, который определяется как отношение общего объема открытых пустот к объему всей породы – n(о).

Активная (динамической) скважность горных пород n(а), определяется как отношение объема открытых пустот, по которым происходит движение гравитационной воды, к объему всей породы.

N(c)>= n(о)> n(а)

Основными морфометрическими видами скважности горных пород, которые определяются генезисом породы и условиями ее эпигенетического преобразования, являются пористость, трещиноватость и кавернозность.

Пористыми горными породами наз породы, у которых свободное пространство представлено различными по размерам пустотами изометрической формы.

Кавернами называются крупные изометрические пустоты, формирующиеся в минеральном скелете горных пород главным образом в результате выщелачивания легкорастворимых соединений, минеральных включений, зерен.

Влажность и влагоемкость

В связи с наличием свободного пространства, не заполненного минеральным веществом, практически все горные породы харак¬теризуются определенными емкостными свойствами (емкостью) и могут содержать (вмещать) определенное количество воды, возду¬ха, газов и других жидкостей. Применительно к содержанию под¬земных вод это общее свойство горных пород называется влагоем- костью. В отличие от этого количество (объем или масса) воды, непосредственно содержащейся в элементе горной породы, отне¬сенное к объему или массе этого элемента, характеризует состояние горной породы и называется ее влажностью .

Влажность и влагоемкость опред из соотношения

W=v(в)/v(обр)*100%. W-объемное значен влагоем-ти, vв-объем воды, vобр-объем элем ГП

Проницаемость. Коэффициенты фильтрации и проницаемости.

Проницаемость как свойство горных пород характеризует их способность пропускать через себя воду, другие жидкости и газы под действием силы тяжести или градиента давления. Применительно к движению свободной воды это свойство наз водопроницаемостью (фильтрационной способностью) ГП и характеризуется коэффициентом фильтрации (К).

Величина коэффициента фильтрации зависит от свойств самой горной породы и свойств фильтрующейся жидкости или газа.

Проницаемость горных пород, зависящая только от свойств породы и не зависящая от свойств фильтрующейся жидкости или газа, характеризуетсякоэффициентомпроницаемости (КП), который связан с коэффициентом фильтрации следующим соотношением:

Кп=К*µ/γ=К*µ/ρg=К*ν/g. µ-динамич вязкость, γ-вес единицы объема воды, g-ускорен своб падения, ρ-плотность, ν-коэф кинематической вязкости