- •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.
Диэлектрическая проницаемость
В результате электрической поляризации пород возникает внутреннее электрическое поле, направленное противоположно внешнему. Поэтому в любом веществе суммарная напряжённость электрического поля Еэ оказывается меньше, чем в вакууме Еэо. Отношение Еэо/ Еэ, показывающее , во сколько раз напряжённость поля в веществе меньше по сравнению с вакуумом, называется относительной диэлектрической проницаемостью εr, являющейся мерой поляризации вещества.
Понятие диэлектрической проницаемости имеет смысл только для плохо проводящих сред. Действительно, если среда, в которой располагаются заряды, способна проводить ток (т.е. имеет много свободных зарядов), то вместо взаимодействия будет происходить перенос заряда из точки с бơльшим потенциалом в точку с меньшим потенциалом до момента их выравнивания.
Наибольшие значения диэлектрической проницаемости присущи породам, в состав которых входят рудные минералы.
В сухих пористых породах величина εr значительно ниже, чем в плотных. Это связано с тем, что диэлектрическая проницаемость воздуха (и других газов) близка к единице.
Лекция №11
Тема : ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД
(продолжение)
План лекции (с.97-115/1/):
1. Электропроводность.
2. Магнитные свойства.
3. Радиационные свойства горных пород
1.Электропроводность.
Перенос зарядов из одной точки проводника в другую, осуществляемый электронами и ионами, носит название электропроводности. Векторный показатель, характеризующий количество элементарных зарядов, проходящих через единицу сечения проводника в единицу времени, называют плотностью электрического тока.
Подобно тому, как диэлектрическая проницаемость характеризует электрические свойства диэлектриков, удельная электропроводность является электрическим параметром проводников. Горные породы в большинстве случаев входят в группу полупроводников, характеризующаяся свойствами как диэлектриков (r), так и проводников (породами присуще некоторые значения удельной электропроводности э 0).
Прохождение тока через горные породы может осуществляться с переносом вещества (ионная и ионно-электронная проводимость ).
Ионный характер электропроводности имеют все аморфные минералы, галоидные соединения, нитраты, сульфаты и т.д. Электронная проводимость характерна для окислов и сульфидов большинства тяжелых металлов.
По величине электропроводности все вещества делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики. Разная электропроводность веществ с позиций квантовой теории объясняется различиями в энергетической схеме их кристаллов.
Свободным носителем тока может быть лишь электрон, удаленный от ядра атома на достаточно большое расстояние и находящийся в зоне проводимости, необходимо некоторое энергетическое воздействие на него. Величина такого воздействия зависит от ширины так называемой запрещенной зоны, отделяющей валентную зону обращения электронов от зоны проводимости.
У проводников ( металлов ) запрещенная зона отсутствует. Приобретая под влиянием внешних факторов дополнительную кинетическую энергию, электроны легко переходят в зону проводимости и становятся способными переносить заряды.