Плотность полезных ископаемых.

Плотность Минералов.

Плотность Минералов Зависит от относительной атомной массы и плотности упаковки атомов в единице объема. Упаковка определяется атомными радиусами, валентностью и типом связи. Все минералы классифицируются по плотности на 3 группы: тяжелые (>4гр/см3), средние (>2.5-4 гр/см3), легкие (<2.5гр/см3).

 

Плотность горных пород.

Плотность Г.П. зависит от генезиса, минерального состава, пористости, трещиноватости, влажности, степени метаморфизма. Плотность твердой фазы Г.П. зависит от слагающих ее минералов. Ее можно теоретически рассчитать по формуле

Плотность полезных ископаемых.

Плотность полезных ископаемых закономерно изменяется в зависимости от типа минерального сырья. Плотность руд зависит от их структуры и концентрации рудных компонентов. При переходе от вкрапленных руд к брекчиевидным, далее к сплошным массивным текстурам, значения плотности сильно возрастают. Наиболее низкую плотность имеют гидрохимические осадки и энергетическое минеральное сырье. Наибольшую имеют руды тяжелых металлов (магнетит, гематит, хромит, титаномагнетит, сфалерит, галенит)

 

Пористость, виды пористости. Коэффициент пористости.

Пористость – свойство г.п. содержать не заполненные твердой фазой объемы внутри нее. Поры – небольшие пространства, не занятые минеральным скелетом, замкнутые либо сообщающиеся между собой. Связанные поры – открытые, не связанные поры – закрытые. Сумма открытых и закрытых пор – общая пористость. Коэффициент пористости – отношение суммарного объема пор к общему объему сухой породы. Г.П. классифицируются по коэффициенту пористости: Высоко-пористые(больше 20), Повышенно-пористые (15-20), средне-пористые (10-15), пониженно-пористые (5-10), низко-пористые (меньше 5).

 

 

6. Способы определения коэффициентов пористости.

Для определения коэффициента общей пористости отбирают образцы объемом 10-20 см3 и измеряют их одним из 3 способов:

 

 

 

Характеристика пор, поровый состав горных пород

По происхождению поры делятся на 2 типа:

1) Первичные поры-образуются во время формирования Г.П. Их форма определяется структурой осадочных, эффузивных, интрузивных и метаморфических пород. Эти поры со временем могут изменять форму и величину

2) Вторичные поры – трещины, каверны, каналы, образующиеся в результате экзогенных процессов физического и химического выветривания, перекристаллизации, тектогенеза. Также в результате резкого изменения ее объема при перепадах температуры, тектонических напряжений, в ходе процессов кристаллизации.

Структура поровых пространств зависит от типа пород и степени их метаморфизма. Эффективный диаметр – характеризует размер пор, который существенно меняется для различных типов пород. По этому диаметру породы классифицируются на крупные сверхкапиллярные, капиллярные, тонкие субкапиллярные, микропоры.

Поровый состав – отражает распределение пор по размерам. Концентрацию пор определенного диаметра принято выражать в долях от общего объема. Поровый состав отражают программы, представляющие собой вариационные кривые относительных частот. Поровый состав изучают с помощью ртутной и водной порометрии, адсорбции, капиллярной конденсации.

Глинистость.

Глинистость осадочных пород – это их способность содержать тонкие глинистые частицы с эффективными диаметрами 0,01-0,001 мм. Глинистые частицы представляют собой обломки глинистых минералов. Удельная массовая объемная глинистость – свойство горных пород содержать разную массу сухих глинистых частиц на их общую массу. От этой величины зависят значения петрофизических характеристик, таких как эффетивный диаметр пор, удельные электро-водо-газо-теплопроводности.

 

Влагоемкость.

Влагоемкость Г.П. – это способность Г.П. удерживать некоторое количество влаги. Выделяют следующие разновидности влагоемкости:

1) Полная – свойство удерживать разный максимально возможный объем воды на определенный объем сухой породы

2) Гигроскопическая – типична для иссушенных солнцем г.п. верхней части зоны аэрации

3) Максимальная адсорбционная – свойство г.п. поглощать и удерживать разный объем прочносвязанной воды на определённый объем сухой породы.

4) Капиллярная – свойство г.п. удерживать разный объем связанной и капиллярно-подпертой воды на определенный объем сухой породы

5) Подвешенная - свойство г.п. удерживать разный объем связанной или капиллярно-подпертой воды на определенный объем сухой породы

6) Максимальная гигроскопическая – характерна для относительной влажности воздуха в порах породы выще 94%.

 

 

Проницаемость горных пород.

Проницаемость – это свойство г.п. пропускать через себя флюиды, т.е. жидкости, газы и смеси. Различают абсолютную и фазовую проницаемость.

1) Абсолютная проницаемость – это проницаемость породы в случае фильтрации чере нее однородной жидкости или газа.

2) Фазовая проницаемость – способность горных пород, насыщенных смесью нефти газа и воды, пропускать ее отдельные фазы.

Численно величины проницаемости характеризуются коэффициентом проницаемости.

В инженерном и горном деле широко испольуют параметр – коэффициент фильтрации – скорость фильтрации газа или жидкости через породу.

 

 

Обобщенный закон Гука

В основе классической теории упругости лежит обобщенный закон Гука, т.е. предположение о линейной зависимости между прилагаемыми к телу напряжения и вызываемой этим напряжением деформацией. Согласно этому закону Гука для анизотропных тел можно записать следующие зависимости между деформациями и напряжением.

Коэффициенты с11-с66 полностью характеризуют упругие свойства однородного тела и называются упругими постоянными. Для однородных тел эти коэффициенты постоянны по всему объему телу. Также, эти соотношения есть линейные функции шести независимых напряжений и шести компонент деформации, а коэффициенты пропорциональности в этом случае есть упругие постоянные.

 

Удельная теплоемкость.

Теплоемкость С любой горной породы — это коли­чество теплоты, необходимое для повышения ее температуры на 1 градус при неизменных давлении и объеме.

Удельная массовая теплоемкость ст — это количество теплоты, которое требуется для повышения на 1 градус температуры единичной массы образца при неиз­менных термодинамических условиях. Удельную массовую теплоемкость измеряют в Дж/(кг>К)

Аналогично вводятся понятия удельной объемной cv в Дж/(м3-К) и удельной молярной cv в Дж/ (кмоль-К) теплоемкостей

 

Явление радиоактивности.

Радиоактивность — это свойство ядер некоторых элементов самопроизвольно превращаться с изменением состава и энергетического состояния. Радиоактивность яв­ляется внутренним свойством ядер, не засвисит от внешних условий их существования и связана с соотношением ядерных сил

Основным свойством ядерных сил, влияющим на радио­активность, является их короткодействие.

В горных породах наблюдаются в основном три вида радиоактивных превращений:

А л ь ф а -п р е в р а щ е н и е за­ключается в испускании ядром а-частнцы.

Б е т а -п р е в р а щ е н и е состоит в испускании ядром р-частицы (электрона) при преобразовании в ядре нейтрона в протон (п-*р+е~)— 88% ядер радиоактивного изотопа 40К испытывает этот тип превращения

Г а м м а -и з л у ч е н и е — это жесткое электромагнитное излучение, сопровождающее ядерпые превращения. Энергия у-излучения индивидуальна для каждого вида ядер и явля­ется параметром конкретного ядерного превращения.

Законом радиоактивного превращения, заключающимся в том, что количество превращающихся ядер пропорционально имеющемуся коли­честву радиоактивных ядер. Коэффициент этой пропорцио­нальности есть параметр распадающегося атома К и имеет смысл вероятности распада за единицу времени.

Более удобным для использования параметром распада­ющегося ядра является период полураспада за­висящий только от . Период полураспада равен времени, за которое превра­щается половина атомов.

Изотопы элементов, участвующие в этих последовательных превращениях, обра­зуют так называемые радиоактивные ряды, родона­чальниками которых являются уран и торий.

радиоактивное равновесие проявляется в неизменности количеств эле­ментов середины ряда, поскольку число распадающихся и образующихся атомов уравновешено. Количества атомов радиоактивных элементов ряда взаимосвязаны между собой и с количеством атомов родоначальника, т. е. урана или тория

 

Плотность Минералов.

Плотность Минералов Зависит от относительной атомной массы и плотности упаковки атомов в единице объема. Упаковка определяется атомными радиусами, валентностью и типом связи. Все минералы классифицируются по плотности на 3 группы: тяжелые (>4гр/см3), средние (>2.5-4 гр/см3), легкие (<2.5гр/см3).

 

Плотность горных пород.

Плотность Г.П. зависит от генезиса, минерального состава, пористости, трещиноватости, влажности, степени метаморфизма. Плотность твердой фазы Г.П. зависит от слагающих ее минералов. Ее можно теоретически рассчитать по формуле

Плотность полезных ископаемых.

Плотность полезных ископаемых закономерно изменяется в зависимости от типа минерального сырья. Плотность руд зависит от их структуры и концентрации рудных компонентов. При переходе от вкрапленных руд к брекчиевидным, далее к сплошным массивным текстурам, значения плотности сильно возрастают. Наиболее низкую плотность имеют гидрохимические осадки и энергетическое минеральное сырье. Наибольшую имеют руды тяжелых металлов (магнетит, гематит, хромит, титаномагнетит, сфалерит, галенит)