Министерство образования и науки Российской Федерации

Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова

Горно-геологический институт

Кафедра открытых горных работ

Курсовая работа

по дисциплине «Физика горных работ и процессов»

Вариант №13

Выполнил: студент III-го курса

группы ПР-06 Оконешников Н.И.

Проверил: Марков

Якутск 2008

Введение

Физика горных пород — это учение о физико-технических свойствах и физических процессах в горных породах, закономерностях изменения свойств и принципах их использования при решении задач горного производства.

Физика горных пород, оформившаяся в самостоятельный раздел горной науки в 60-х годах, положила начало новому подходу к породе как геологическому телу, объекту физических исследований и горных разработок одновременно.

Место физики горных пород и процессов среди других наук определяется объектами, методами и направленностью иссле­дований.

По объектам исследований физика горных пород близка к геологическим наукам, а именно кристаллографии, минералогии , петрографии. Без знания минерального состава и структурно-текстурных особенностей пород и условий их залегания невозможно изучение физических свойств пород, обоснованное объяснение физических явлений, происходящих в них. Поэтому данные о составе, строении, генезисе пород, их залегании фи­зика горных пород заимствует у геологических наук и исполь­зует для своих исследований.

По методам исследований физика горных пород близка к физике твердого тела: явления и свойства объясняются и изу­чаются с позиций современной физики твердого тела, исполь­зуются ее математический аппарат и экспериментальные ме­тоды.

Однако изучаемые физикой горных пород объекты значи­тельно разнообразнее, более сложны и зависят от большего количества случайных факторов, чем в физике твердого тела. Законы возникновения и влияния всех этих факторов учесть одновременно практически невозможно. В связи с этим в физике горных пород широко применяется аппарат теории вероятностей и математической статистики, используются экспериментально установленные закономерности и корреляционные зависимости, а физические явления в породах описываются феноменологически. Направленностью исследований физики горных пород и гор­ной науки одна и та же. Физика горных пород решает вопросы совершенствования горного производства, изыскивает резервы производительности труда через познание свойств горных пород.

Как известно, горное производство в общем виде представ­ляет собой следующую технологическую цепочку: бурение, взрывание, выемка взорванной массы, транспортирование

пород, складирование их, первичная обработка и измельчение полезного ископаемого, и, наконец, его обогащение. Стадии процесса добывания полезного ископаемого неразрывно связаны с воздействиями на породу различных машин и механизмов. Наибольшая эффективность горных работ достигается при оп­тимальном соответствии параметров машин и механизмов физическим характеристикам пород.

Так как свойства пород меняются в широких пределах, эф­фективность работы механизмов будет высокой только при на­личии соответствующих устройств, способных давать информа­цию о свойствах, составе и состоянии массивов пород. Следо­вательно, необходима разработка методов контроля состояния пород и физических процессов.

Физические параметры пород не являются константами, ими можно управлять. Например, свойства пород могут ме­няться при нагреве, охлаждении, насыщении их жидкостями, воздействии на них электрического тока и т. д. Поэтому возни­кает проблема исследования результатов таких воздействий на породу.

Из вышеизложенного вытекают следующие научные и прак­тические задачи физики горных пород.

1.-Исследование физических свойств горных пород, в том числе:

-установление значений физико-технических параметров пород, необходимых для расчета режимов работы и производительности существующего горного оборудования, при проектировании горных предприятий и планировании их ра­боты;

- установление закономерностей изменения физических свойств горных пород в условиях внешнего воздействия, при непостоянном составе и строении пород.

2.- Исследование физических процессов в горных породах, в том числе:

- разработка новых методов воздействия на породы, выявление областей их применения, расчет их эффективности;

- разработка принципиально новой технологии производства горных работ; создание систем контроля состава, состояния и поведения горных пород в процессах горного производства.

По признаку физических полей, взаимодействие которых с породами изучается, физику горных пород подразделяют на следующие разделы:

- механику пород, изучающую механические свойства пород и явления (в том числе и горное давление), происходящие в породах при механическом воздействии на них в процессе раз­работки месторождений; акустику пород, изучающую распространение и поглощение упругих колебаний в породах, и все физические процессы, с ними связанные;

- термодинамику пород, в область исследований которой входят тепловые свойства и тепловые процессы в горных породах, вызванные как естественными, так и искусственными факторами; электродинамику и радиационную физику пород, исследую­щую электрические, магнитные, радиоволновые и ядерные свойства и явления в горных породах.