Вопрос №57 (Трещиноватость горных пород, система трещин, понятие, методы количественной оценки)

Трещиноватость горных пород может быть оценена различными коэффициентами трещиноватости.

Так, среднее число параллельных трещин, приходящееся на единицу расстояния, называется линейным модулем трещиноватости . Он удобен тем, что может характеризовать степень выраженности в массиве каждой системы трещин в отдельности.

Общую трещиноватость удобнее описывать объемным модулем трещиноватости, равным отношению 1 м³ массива к среднему объему структурного блока, отделенного трещинами.

Измерение параметров систем трещин ведут непосредственно на обнажениях массива. По всем трещинам измеряют элементы залегания, расстояния между ними, величину раскрытия, характер трещин, протяженность, искривленность и т. д.

По результатам измерений строят различные диаграммы, наглядно отображающие пространственную ориентировку трещин, например, розы трещин, на которых отмечают азимут их простирания или азимут падения.

Строят также диаграммы трещиноватости массива пород в изолиниях и карты трещиноватости по всему изучаемому массиву пород.

Кроме визуальных измерений параметров трещиноватости массива производят также оценку его нарушенности различными физическими методами, в частности по скорости распространения упругих колебаний. Если в монолитном образце породы принять скорость распространения упругих колебаний за эталонную, то появление любых нарушений в виде трещин должно ее уменьшать. Поэтому, измерив скорость распространения упругих волн в горной породе в массиве им и в образце и0бр, можно рассчитать акустический показатель трещиноватости:

A_i=(v_м/v_обр)²

Для практически монолитных пород A_i=1 0,9; для весьма трещиноватых мелкоблочных - около 0,1.

Определение параметров строения и состава массивов горных пород — гидрогеологических условий, элементов залегания, тектонического строения, размеров, формы, чередуемости породных тел — осуществляют в настоящее время геофизическими методами — непосредственно с поверхности (так называемыми методами полевой геофизики) и скважинными методами.

Вопрос №58 (Удельная теплоёмкость горной породы, понятие, способ определения количественная оценка)

Удельная теплоемкость, c – оценивающая способность породы накапливать тепло.

Удельная теплоемкость минералов и пород изменяется от 0,4 до 2 кДж/( кг* К ). Обычно она выше удельной теплоемкости металлов.

У минералов с уменьшением их плотности наблюдается повышение удельной теплоемкости (рис.6.2). При этом их объемная теплоемкость ср изменяется от 1,5 до 3МДж/(м³*К).

Удельная теплоемкость плотной" породы зависит только от ее минерального состава и может быть рассчитана по формуле арифметического средневзвешенного

,где m_i - относительное массовое содержание минерала с удельной теплоемкостью с,-.

Рудные минералы, как правило, имеют низкую теплоемкость, поэтому в рудосодержащих породах теплоемкость ниже, чем в безрудных породах.

Теплоемкость не зависит от того, в каком состоянии находится порода — в аморфном или в кристаллическом. Например, теплоемкости кристаллического и плавленого кварца одинаковы и составляют 0,85 кДж/(кг*К).

Теплоемкость не зависит также и от всех прочих параметров строения породы - зернистости, слоистости и т. д.

Зависимость теплоемкости от пористости обусловлена значениями величин с воздуха и минералов.

Объемная теплоемкость пористой породы ср определяется также как арифметическое средневзвешенное.

Так как объемная теплоемкость воздуха равна только 1,29 кДж/( м³*К),

, где С_о и р₀ - соответственно удельные теплоемкость и плотность минеральной фазы породы.