- •Модуль 1. Основные определения физики горных пород
- •1. Физика горных пород
- •Строение и состав минералов и горных пород.
- •Классификация физико-технических свойств пород. Базовые физико-технические параметры.
- •1. Физические процессы в горных породах
- •2. Экспериментальное определение физико-технических параметров пород
- •Доверительный интервал
- •3. Воздействие внешних полей на свойства горных пород
- •Модуль 2. Физико-технические свойства и процессы в образцах горных пород
- •Общие положения
- •Плотность пород
- •1. Упругие свойства пород.
- •Коэффициент Пуассона υ:
- •2. Прочность образцов горных пород
- •3. Пластические и реологические свойства пород (срсп)
- •Упругие колебания и акустические параметры пород
- •Тема : обобщённые горно-технологические параметры пород
- •Крепость горных пород.
- •2. Хрупкость и пластичность.
- •3. Твёрдость горных пород
- •Содержание жидкостей и газов в породах.
- •Отношение Vн/ Vп , Vг/ Vп ,Vв/ Vп называются относительными коэффициентами соответственно нефтенасыщенности kн,газонасыщенности kг и водонасыщенности kвн.
- •2. Перемещение жидкостей и газов в породах
- •1. Распространение и накопление тепла.
- •(Продолжение)
- •1. Теплопроводность и температуропроводность.
- •2. Тепловое расширение.
- •Обычно γт ≈ 3α.
- •Лекция № 10 Тема : электромагнитные свойства образцов горных пород
- •Электрическая поляризация.
- •Диэлектрическая проницаемость
- •1.Электропроводность.
- •2.Магнитные свойства.
- •Взаимосвязь свойств горных пород.
- •1.Влияние теплового поля на механические свойства пород.
- •Лекция №14
- •Горные породы как объект разработки.
- •Скальные и полускальные породы.
- •Плотные, мягкие, сыпучие породы.
- •Разрушение породы
- •Лекция №15
- •Разрушение и транспортирование горных пород.
Отношение Vн/ Vп , Vг/ Vп ,Vв/ Vп называются относительными коэффициентами соответственно нефтенасыщенности kн,газонасыщенности kг и водонасыщенности kвн.
2. Перемещение жидкостей и газов в породах
Жидкости и газы способны перемещаться по поровым каналам и трещинам породы. Свойство породы пропускать сквозь себя флюиды называется её проницаемостью.
Проницаемость бывает физическая (абсолютная) и фазовая (эффективная).
Физическая проницаемость – это проницаемость в случае фильтрации через породу однородной жидкости или газа. Фазовая проницаемость – это способность пород, насыщенных неоднородной жидкостью, пропускать отдельные её фазы.
Численно величина проницаемости описывается коэффициентом проницаемости kпр (м3).
В практике горного производства широкое распространение получил коэффициент фильтрации kф. Практически он представляет собой скорость фильтрации газа или жидкости через породы:
kф= Q/(tS)
где Q –количество жидкости (м3), t – время фильтрации, S – площадь поперечного сечения образца.
Коэффициент фильтрации kф не учитывает влияния напора воды.
В зависимости от значения коэффициента фильтрации породы подразделяют на: 1. водоупорные kф<0,1 м/сут
2. слабопроницаемые 0,1 м/сут ≤ kф≤10 м/сут
3. среднепроницаемые 10 м/сут ≤ kф ≤1000 м/сут
4. легкопроницаемые kф> 1000 м/сут
Водопроницаемость в основном зависит от размера пор, их общего объёма в породах и конфигурации; поры определяют оюъём фильтрирующейся жидкости, траектории струй и силы трения, препятствующие движению. В общем случае проницаемость возрастает с увеличеснием пористости пород, особенно открытой, однако бывают и отклонения от этой зависимости
Сверхкапиллярные поры пропускают жидкости под действием силы тяжести или давления по обычным законам гидродинамики.
В капиллярных порах движение жидкости происходит вследствие сил капиллярного притяжения. Под действием давления жидкость в капиллярах будет двигаться лишь тогда, когда оно превысит молекулярные силы притяжения.
Субкапиллярные поры жидкости практически не пропускают. Именно поэтому глины относятся к водоупорным, несмотря на их высокую пористость (50% и более). Почти вся вода в них находится в связанном состоянии и препятствует перемещению гравитационной воды. И наоборот, скальные породы могут иметь малую пористость, но обладать большой проницаемостью. У этих пород различают проницаемость межгранулярную и трещинную, из которых последняя значительно больше.
Слоистым породам присуща анизотропия водопроницаемости: проницаемость вдоль напластования больше, чем перпендикулярно к нему.
На водопроницаемость рыхлых пород влияет также их минеральный состав. Минералы с хорошо выраженной спайностью пропускают воду довольно слабо, так как в них при прочих равных условиях образуются поры меньших размеров, чем в минералах, не обладающих спайностью и хорошо откатанных. Вода лучше проходит через породы, сложенные минералами, обладающими хорошей смачиваемостью.
В случае циркуляции газов в породах пользуются понятием газопроницаемости пород: физическая сущность газопроницаемости подобна водопроницаемости.
Лекция № 8
Тема : ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД
План лекции (с.85-95/1/):
Распространение и накопление тепла.
