Физика горных пород и процессов

Beschreibung: Физика горных пород и процессов (ФГП) – это учение о физико-технических свойствах и физических процессах в горных породах, закономерностях изменения свойств и принципах использования при решении различных технологических задач горного производства. Курс содержит основные физико-технические параметры пород, их зависимости от состава и строения пород, изменчивость при воздействии внешних физических полей; методы их экспериментального определения.

Betrag der Credits: 5

Пререквизиты:

• Основы горного производства

Arbeitsintensität der Disziplin:

Unterrichtsarten	Uhr
Vorträge	15
Praktische Arbeiten	30
Laborarbeiten
AASAL (Autonomes Arbeiten der Schüler unter Anleitung des Lehrers)	30
SE (Studentisches Eigenarbeiten)	75
Endkontrollformular	экзамен
Form der Endkontrolle

Komponente: Компонент по выбору

Zyklus: Базовые дисциплины

Цель

• Изучение физико-механических свойств, процессов и закономерностей изменения свойств и принципах их использования при решении различных технологических задач горного производства.

Результат обучения: знание и понимание

• студенты должны знать и понимать: основные понятия и определения физики горных пород; физические свойства горных пород; влияние физических полей на свойства горных пород; физические процессы в породных массивах, базовые физико-технические параметры горных пород. методы их определения.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• уметь исследовать физико-механические свойства горных пород; осуществлять направленное изменение свойств и состояние горных пород и массивов; использовать физико-технические параметры горных пород в расчетах основных процессов горного производства.

Результат обучения: формирование суждений

• уметь выбирать методику определения свойств горных пород и породных массивов в лабораторных и натурных условиях, обрабатывать и использовать результаты эксперимента, делать заключение и оценку.

Результат обучения: коммуникативные способности

• научным, инженерным и организационным потенциалом для решения задач горного производства и реализации технологического регламента процессов добычи полезных ископаемых на основе знаний их физической сущности.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• способность изучать новые методы исследования свойств горных пород, расширить круг решения технологических задач с учетом влияния физика-технических параметров горных пород, интегрировать междисциплинарные подходы.

Lehrmethoden

Лекция проводиться с применением традиционных и активных форм обучения: дискуссия, тренинг или беседа; демонстрация слайдов. Вопросы преподавателя нацелены на активацию процессов усвоения материала, а также на развитие логического мышления. Преподаватель заранее намечает список вопросов, стимулирующих ассоциативное мышление и установления связей с ранее освоенным материалом. Практические занятия позволяют преподавателю также индивидуально общаться со студентами и подходят для интерактивных методов обучения.

Темы лекционных занятий

• Введение. Цель и задачи физики горных пород. Основные понятия предмета физики горных пород. Место ФГПП среди других наук. Объекты и направленность исследований.
• Минералы и горные породы. Строение и состав минералов и горных пород. Горные породы как объект разработки. Массив. Горная масса. Классификация свойств пород. Влияние минерального состава и строения пород на их свойства.
• Общие понятия о физико-технических свойствах горных пород и физических процессах. Физико-технических свойства пород. Базовые физико-технические параметры.
• Механические свойства горных пород. Механические свойства горных пород. Плотность пород. Напряжения и деформация в породах. Упругие свойства пород. Пластические свойства пород.
• Реологические свойства пород. Ползучесть горных пород. Релаксация напряжений.
• Прочность и разрушение горных пород. Теории прочности горных пород. Теория Мора.
• Тепловые свойства пород. Распространение и накопление тепла. Теплоемкость пород. Удельный тепловой поток.Теплопроводность и температуропроводность пород.Тепловое расширение. Термические напряжения в горных породах.
• Упругие колебания и акустические свойства горных пород. Продольные упругие колебания. Поперечные упругие колебания. Скорость распространения упругих волн. Коэффициент отражения.
• Электрические свойства пород. Электрическая поляризация. Диэлектрическая проницаемость. Электрическая проводимость. Диэлектрические потери.
• Магнитные свойства пород. Магнитная индукция. Намагниченность горных пород. Парамагнетики. Диамагнетики. Ферромагнетики.
• Гидравлические свойства горных пород. Содержание жидкостей и газов в породах. Перемещение жидкостей и газов в породах. Физически связанная вода. Молекулярная или пленочная влагоемкость. Свободная вода.
• Обобщенные горно-технологические параметры пород. Крепость горных пород. Хрупкость и пластичность пород. Твердость горных пород. Вязкость, дробимость и абразивность горных пород.
• Физические состояние горных пород в массиве. Трещиноватость пород. Физико-технические свойства разрыхленных пород.
• Процессы подготовки массива пород к выемке. Осушение массивов. Разупрочнение пород. Упрочнение пород. Механическое отделение пород от массива и их экскавируемость.
• Физические процессы горного производства. Механическое бурение пород и их буримость. Взрывание горных пород. Взрываемость горных пород и расчеты процессов взрывания. Дробление и измельчение полезного ископаемого после извлечения. Транспортирование горных пород.

Основная литература

• 1. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород, М., Недра, 2004, 359 с. 2. Ильницкая Е.И. и др. Свойства горных пород и методы их определения. М., Недра, 2009, 392 с. 3.Кобранова В.Н., Лепарская Н. Определение физических свойств горных пород. М., Гостоптехиздат, 160с., переизд. 2010 г.

Дополнительная литература

• 1. Физика горных пород: учебник для вузов / Л.Я. Ерофеев (и др.); под ред. Л.Я. Ерофеева. – Томск: ТПУ, 2006. – 520 с. 2. Физика горных пород. Горное давление. Лабораторный практикум: учебное пособие /С.Ф. Алексеенко, В.П. Мележик. – Киев: Вища шк., 1990. – 183 с. 3. Порцевский А.К., Катков Г.А. Основы физики горных пород, геомеханики и управления состоянием массива. – Учебник для вузов, Изд. МГГУ, 2004 г,, 120 с.