Негізгі әдебиеттер: 1.[14-17]
Қосымша әдебиеттер: 4.[1-10]
Бақылау сұрақтары:
Пәнді оқудың мақсаты.Тау-кен жыныстарын қазу обектісі дегенді қалай түсінесіз.
Студент пәнді оқығаннан кейін нені білуі керек.
Тау-кен өндірісінің қандай технологиялық процестерін білесіз?
№3 Дәріс
Тау жыныстарының физика-техникалық қасиеттері бойынша жіктеу
Аннотация: Жыныстардың минералды құрамы мен құрылысы және көп фазалылығы, оларға әр түрлі күштер, жылу, электр өрісі әсер еткенде жыныстың түрлі физикалық қасиеттері бар екенін көрсетеді.
Кілт сөздер: кен-технологиялық параметрлер, механикалық, скаляр шама
Жоспар:
1. Жыныстың физикалық қасиеті.
2. Жынысқа белгілі бір физикалық өрістер немесе орта әсер еткенде оның ерекше сипаты.
3. Жыныстардың минералды құрамы мен құрылысы және көп фазалылығы, оларға әр түрлі күштер, жылу, электр өрісі әсер еткенде жыныстың түрлі физикалық қасиеттері
Әдістемелік нұсқау
Жыныстардың минералды құрамы мен құрылысы және көп фазалылығы, оларға әр түрлі күштер, жылу, электр өрісі әсер еткенде жыныстың түрлі физикалық қасиеттері бар екенін көрсетеді.
Жыныстың физикалық қасиеті дегеніміз, жынысқа белгілі бір физикалық өрістер немесе орта әсер еткенде оның ерекше сипаты.
Жыныстың әр физикалық қасиеті санды түрде, қасиеттің сандық өлшем бірлігі болып табылатын, бір немесе бірнеше параметрлермен (көрсеткіш, сипаттама) бағаланады.
Жыныстың түрлі әсерлерге, нақты саймандардың (мысалы, бұрғылау), механизмдердің немесе технологиялық процестердің (мысалы, жарылыс) әсеріне кері әсерін сипаттайтын қасиеттерін кен-технологиялық параметрлер деп атайды.
Жыныстардың казу процесі кезіндегі кері әсерін сипаттайтын физикалық және кен-технологиялық параметрлердің барлық жиынтығын физикалық-техникалық параметрлер деп айту қабылданған.
Тау-кен жыныстары мен минералдардың түрлі физикалық техникалық параметрлерін және олардың өзгергіштігін құрайтын факторларды екі топқа бөледі. Бұл жыныспен (минералмен) байланысқан және оның атын анықтайтын (жыныстар үшін минералды құрамы мен құрылысы, минералдар үшін химиялық құрамы мен кристалдың решеткалары) ішкі факторлар, және жалпы түрде сыртқы өріс деп аталатын сыртқы факторлар (түрлі физикалық өрістер, сыртқы әсерлер, жынысқа әсер етуші сыртқы орта).
Тау жыныстары физикасында "сыртқы өріс" деп, сол уақытта жынысқа әсер етуші энергия немесе заттың түрін айтады.
Физикалық-техникалық параметрлерді жыныстың кері әсерін тудыратын сыртқы өрістердің түрлеріне қарай бөледі.
Осыдан келіп механикалық өріс (қысым) және соған сәйкес жыныстардың механикалық қасиеттері, жылулық өріс (температура, жылу ағыны) және жылулық қасиеттері, электрлік, магниттік және радиациялық өрістер жөне соларға сәйкес жыныстың қасиеттерін бөледі. Одан басқа, тағы да заттың өріс (флюидтер) және соған сәйкес гидравликалық және газодинамикалық қасиеттері болады.
Ауыспалы таңбалы күштердің жынысқа әсер етуі акустикалық қасиеттерімен, ал электромагниттік толқындардың әсері электромагниттік қасиеттерімен түсіндіріледі.
Екеуі де толқынды процестермен байланысты болғандықтан, толқынды қасиеттер тобына біріктіруге болады.
Анықтамадан көріп отырғанымыздай, кен-технологиялық параметрлер нақтылы жағдайларға және жынысқа әсер ету құралдарына байланысты.
Технологиялық әсер ету процестерінің белгілі бір түрлеріне жатуына байланысты кен-технологиялық параметрлер бірнеше топқа бөлінеді:
1) жыныстың механикалық әдіспен жалпы бұзылғыштығын сипаттайтын, мысалы қаттылық, бекемдік, тұтқырлық және ұсақталғыштық;
2) жыныстың белгілі бір механизмдермен бұзылғыштығын сипаттайтын, мысалы бұрғыланғыштығы, кесуге кедергісі, жарылғыштығы және т.б.;
3) жыныстың құралға әсер етуін бағалайтын, мысалы түрпілік;
4) пайдалы қазбаның сапасын бағалайтын, мысалы көмірдің көкістілігі, құрылыс тастарының аязға беріктігі және жылуға беріктігі;
тау-кен жынысына әсер етуші басқа да процестердің (бұзудан басқа) өнімділігімен тиімділігін анықтайтын, мысалы байығыштығы, сүзілгіштігі, үйінді де тұрақтылығы т.б.;
пайдалы қазба кен орындарын қазу кезіндегі жыныстардың ерекше сипатын анықтайтын, мысалы құлау қаупі, метанның барлығы, өздігінен жанғыштығы және басқалары;
тау-кен жыныстарына - оларды бұзу, бекемдеу, балқыту және т.б. мақсатында әр түрлі механикалық емес әдістермен әсер ету тиімділігін бағалайтын, мысалы термобұрғыланғыштық, жоғары жиіліктегі токпен қыздыру тиімділігінің белгісі, электротермомеханикалық бұзылғыштығы және басқалары.
Көлемді және жинақты процестерді түсіндіретін физикалық-техникалық параметрлер скаляр шама және сыртқы өрістердің, әсер ету бағытына байланысты емес (мысалы, тығыздығы, жылусыйымдылығы).
Басқа параметр минерал бөлшектерінің бағытталу дәрежесі мен әсер ету өрісінің бағытына байланысты және жалпы түрде векторлар мен тензорлар арқылы белгіленеді.. Олар тензорлы шамалар деп аталады.
Жыныстардың жүзден аса физикалық-техникалық параметрлері белгілі, олардың бәрін барлық тау жыныстары үшін өлшеп білу мүмкін емес.
Әр түрлі жыныстарды бірге қарастыру, анализдеу және жіктеу мақсатында, жынысты бір мезгілде физикалық және геологиялық дене ретінде, кен қазындылары объектісі ретінде қарастыратын және сипаттайтын ең керек деген және жететін параметрлердің белгілі бір шектелкен тобын бөліп қарайды. Тау-кен жыныстарының ондай параметрлері негізгі параметрлер деп аталады. (2.1 кесте).
2.1 кесте
Тау-кен жыныстарының негізгі физикалық-техникалық көрсеткіштері
Қасиеттері
|
Негізгі параметрлер
|
Белгі-ленуі
|
Өлшем бірлігі
|
Анықтамасы
|
Орташа өзгеру аралыгы
|
|
Тығызд ық
|
Көлемді масса
|
ρ
|
кг/м3
|
Құрғақ тау-кен жынысының табиғи бұзылмаған струкгурасының (кеуектермен, жарықшақтармен) бірлік көлемінің массасы
|
1500-3000
|
|
Кеуектілік
|
Р
|
%
|
Жыныстың бірлік көлеміндегі барлық кеуектіктердің салыстырмалы көлемі
|
1,5-30
|
|
Механикалық
|
Қысу кезіндегі беріктілік шегі
|
σкысу
|
Па
|
Жыныс бұзылуға ұшыраған кезіндегі бір осьті қысу күшінің шекті мәні
|
107-3•108
|
|
Созу кезіндегі беріктілік шегі
|
σсозу
|
Па
|
Жыныс бұзылуға ұшыраған кезіндегі бір осьті созылу күшінің шекті мәні
|
0-2•107
|
|
Серпімділік модулі (Юнг модулі)
|
Е
|
Па
|
Әсер етуші тік кернеудің оған сәйкес бойлама серпімді деформация арасындағы пропорционалдық ко-эффициенті
|
109-3•ІО11
|
|
Пуассон коэффициенті
|
ν
|
-
|
Бір осьті қалыпты күшпен әсер еткендегі серпімді және бойлама көлденең деформациялар арасыңдағы пропорционалдық коэффициенті (салыстырмалы деформацияның бойлама деформацияғы қатынасы)
|
0,1 -0,45
|
|
Жылулық
|
Жылу өткізгіштік коэффициенті
|
λ
|
Вт(м-К)
|
Бірлік ара-қашықгықга температура ІК-ге өзгергенде перпендикуляр бірлік көлденең қима арқылы өтетін уақыттағы өтетін жылу мөлшері
|
0,2-12
|
|
Меншікті жылу коэффициенті
|
с
|
Дж(кг•К)
|
1 кг заттың температурасын 1К-ге көтеру үшін қажет жылу мөлшері
|
(0,5-1,5)•103
|
|
Сызықтық жылулық ұлғаю коэффициенті
|
α
|
К-1
|
Денені ІК-ге қыздырғандағы салыстырмалы ұзаруы
|
2•10-6- І0-4
|
|
Электро магниттік
|
Меншікті Электр кедергісі
|
ρэ
|
Омм
|
Электр өрісінің кернеулігі 1 В/м болғандағы 1м2 үлгіден өтетін ток күшіне кері шама
|
І0-3-108
|
Салыстырмалы диэлектрик өткізгіштік
|
εr
|
-
|
Жыныс енген кезде электр өрісінің кернеулігі қанша есе азаюын көрсететін коэффициент
|
2-30
|
Салыстырмалы магнитті өткізгіштік
|
μ
|
-
|
Үлгіні енгізгенде өрістін магниттік индукциясының вакуумдегі өріспен салыстырғанда қанша есе өзгеретіндігін көрсететін коэффициент
|
0,9998-6,5
|
Негізгі параметрлерге, жыныстардың басқа параметрлерін табуға мүмкіндік беретін, 12 қарапайым, бастапқы және тәуелсіз физикалық параметрлерді жатқызады.
Негізгі физикалық параметрлер барлық жыныстарды зерттеуге негіз болып табылады. Сондықтан оларды анықтау міндетті түрде керек.
Достарыңызбен бөлісу: |