Влагоемкость и водоотдача

Влагоемкостью горных пород называют способность их принимать, вмещать и удерживать определенное количество воды. Влагоемкость характеризуется коэффициентом влагоемкости, который выражается в весовых или объемных процентах. В весовых – это отношение массы воды к массе сухой породы; в объемных – отношение объема воды к объему образца. Взаимосвязь между весовой и объемной влагоемкостью выражается формулой

WО.В. = WВ.В. · ε, где

WО.В. – коэффициент объемной влагоемкости,

WВ.В. – коэффициент весовой влагоемкости,

ε – объемный вес сухой породы, г/см3.

Различают гигроскопическую, молекулярную, капиллярную и полную влагоемкость горных пород. Гигроскопическая и молекулярная влагоемкость отвечает количеству гигроскопической и пленочной воды, удерживаемой на поверхности частиц электро-молекулярными силами, т.е. эта вода наиболее прочно связана с породой. Капиллярная влагоемкость соответствует заполнению капиллярных пор водой. Полная влагоемкость соответствует полному насыщению горных пород водой.

По влагоемкости горные породы подразделяются на:

а) влагоемкие – торф, ил, глина, суглинки;

б) слабовлагоемкие – мел, мергель, глинистый песок, лёссовые породы;

в) невлагоемкие – монолитные магматические, метаморфические и осадочные породы, а также песок, гравий, галька.

Водоотдача – способность горной породы, насыщенной до полной влагоемкости, отдавать часть воды путем свободного стекания под влиянием силы тяжести. Водоотдача горных пород характеризуется коэффициентом гравитационной водоотдачи, выражается в долях единицы или процентах:

Mв = Wп.в. – Wм.в., где

Mв – коэффициент водоотдачи,

Wп.в. – полная влагоемкость, %,

Wм.в. – максимальная молекулярная влагоемкость, %.

Проницаемость горных пород – это способность пропускать через себя воду или другие жидкости, газы и их смеси.

Проницаемость зависит от размера сообщающихся между собой пор и трещин в горных породах и характеризуется коэффициентом фильтрации (см/сек, м/сек, м/сут), а также коэффициентом проницаемости см² или дарси.

По проницаемости и коэффициенту фильтрации породы подразделяются на пять групп (табл. 14.2).