627

Определение плотности горных пород методом гидростатического взвешивания

Лабораторная работа

География, геология и геодезия

В ходе лабораторной работы мы определили плотность горных пород методом гидростатического взвешивания. В результате измерений получили, что σ ср= 0,12, максимальная погрешность при измерении образца составила 0,36.

Русский

2013-01-06

112 KB

134 чел.


Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский  государственный горный  институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Физика горных пород

Лабораторная работа №1

Определение плотности горных пород методом гидростатического взвешивания

Выполнил: ст.гр.РФ-09        /Лаврикова И.В../

                                                               (подпись)                      (Ф.И.О.)                                                                     

Проверил:            ______                   /Филимонов А.П./

        (подпись)                     (Ф.И.О.)  

  

Оценка: _____________

Дата: _____________

Санкт-Петербург

2010 г.

Плотность — скалярная физическая величина, определяемая для однородного вещества массой его единичного объёма. Для неоднородного вещества плотность в определённой точке вычисляется как предел отношения массы тела (m) к его объёму (V), когда объём стягивается к этой точке. Средняя плотность неоднородного вещества есть отношение  m/V.

Плотность измеряется в кг/м³ в системе СИ и в г/см³ в системе СГС.

Для постановки гравиразведки и особенно истолкования результатов необходимо знать плотность горных пород, ибо это единственный физический параметр, на котором базируется гравиразведка.

Плотностью породы (или объемным весом) называется масса (m) единицы объема (v) породы .

σ =m/V

      Обычно плотность определяется для образцов, взятых из естественных обнажений, скважин и горных выработок. Наиболее простым способом определения плотности образца является взвешивание образца в воздухе (m) и в воде  и затем расчет σ . На этом принципе построен наиболее распространенный и простой прибор для измерения плотности - денситометр, позволяющий определять  с точностью до 0,01 г/см3.

Также   для измерения плотности используются:

пикнометр — прибор для измерения истинной плотности ;

ареометр (денсиметр, плотномер) — измеритель плотности жидкостей ;

Бурик Качинского и бур Зайдельмана — приборы для измерения плотности почвы.

Для достоверности и представительности измерения следует производить на большом количестве образцов (до 50 штук). По многократным измерениям плотности образцов одного и того же литологического комплекса строятся вариационная кривая или график зависимости значений  от количества образцов, обладающих данной плотностью. Максимум этой кривой характеризует наиболее вероятное значение плотности для данной породы. Существуют гравиметрические и другие геофизические способы полевых и скважинных определений плотности.

Плотность горных пород и руд зависит от химико-минералогического состава, т.е. объемной плотности твердых зерен, пористости и состава заполнителя пор (вода, растворы, нефть, газ). Плотность изверженных и метаморфических пород определяется в основном минералогическим составом и увеличивается при переходе от пород кислых к основным и ультраосновным. Для осадочных пород плотность определяется прежде всего пористостью, водонасыщенностью и в меньшей степени составом. Однако она сильно зависит от консолидации осадков, от их возраста и глубины залегания, с увеличением которых она растет.

Различают минералогическую плотность горных пород (отношение массы высушенных и измельчённых до исчезновения пор твёрдых частиц породы к объёму, ими занимаемому), плотность абсолютно сухой породы и плотность породы, заполненной флюидами (отношение массы твёрдой, жидкой и газообразной фаз горной породы к объёму, занимаемому этими фазами). Измерение плотности горных пород на образцах ведётся главным образом гидростатическим способом, реже гамма-гамма методами. В естественном залегании плотность горных пород определяют по данным плотностного гамма-гамма-каротажа либо (что менее точно) оценивают по данным гравиметрических исследований в горных выработках или путём расчётов по гравиметрическим съёмкам.

σ =

σ 

На уровне грунтовых вод все поры насыщены, т.е. h уровня грунтовых вод, nmax.

Жидкость из керна испаряется ≈30%.

3 группы горных пород требующие определения плотности:

1.Магматические,метаморфические,интенсивно-латефицированные

n<3% ;

σ взвешивание в воздухе и в воде ;

σ =, где m- масса образца в воздухе; -масса образца в воде.

∆σ =0,001-0,05

2.а) Эффузивные осадочные горные породы (метасоматические изменённые горные породы и руды)

n>3% ;

σопр.скважины ниже h грунтовых вод по формуле :σ =

Используется р для измерения плотности - денситометр, позволяющий определять  с точностью до 0,01 г/см3. Если нет возможности, то образец парафинируют.

б) Образец берут из кернохранилищ , образцы газоводонасыщенные.

Kпористости= n ≈ 5-6 %

σ =

σ =0,3

Погрешность () зависит от :

-недостаточно точное взвешивание образца ;

-различие газа водонасыщенности ;

-особенность состава пород (глинистости, солистости).

Наиболее точность метода 150-200 г.

=0,01- 0,02

3. Осадочные и эффузивные горные породы.

n > 5-6 % -парафинированные ;

взвешивают в воздухе и определяют массу ;

пар=65-70 С˚→

σ =

σ- поправка за различие влагонасыщения ;

∆σ = ∆ω , где ∆ω- погрешность, дисперсия во влажности образца.

∆ω = 0,05

Использованные формулы:

  1.  ∆σ =0,3·n/100 , (
  2.  σрасч=

    3.   σ = σрасч-σтабл

Таблица с полученными и рассчитанными данными:

название горной породы

m,

г

m1,

г

m- m1,

г

n,

%

Δσ,

г/см3

,

г/см3

σрасч

σтабл

δσ

1

перидотит

106,8

70,0

36,8

5

0,015

2,90

2,92

3,19

-0,27

2

туфо-брекчия

216,8

146,8

70,0

3,10

3,11

2,75

0,36

3

филлит

199,4

129,8

69,6

2,86

2,88

2,70

0,18

4

пироксенит

248,2

171,6

76,6

3,24

3,26

3,19

0,07

5

диабаз 1

169,8

114,4

55,4

3,06

3,08

2,85

0,23

6

диабаз 2

212,6

141,2

71,4

2,98

2,99

2,85

0,14

18,24

17,53

0,71

Вывод: в ходе лабораторной работы мы определили плотность горных пород методом гидростатического взвешивания. В результате измерений получили ,что σ ср= 0,12 ,максимальная погрешность при измерении образца составила 0,36


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

75375. ЛАЗЕРНЫЕ ДОПЛЕРОВСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ 58.5 KB
  В соответствии с 2 относительная методическая погрешность измерения путевой скорости по разности частот. Принципиальная схема лазерного доплеровского измерителя скорости ЛДИС с опорным лучом Расщепитель пучка Лазерный пучок Рассеянное излучение частота Требования к лазеру: Минимальное поглощение и рассеяние излучения лазера в атмосфере включая...
75376. ЛАЗЕРНЫЕ ДАЛЬНОМЕРЫ 94.5 KB
  Импульсный метод – измерение времени распространения короткого импульса лазерного излучения до объекта и обратно. Фазовый метод – измерение разности фаз у колебаний мощности модулированного лазерного излучения на выходе из источника и возвратившегося после отражения
75377. ПРИНЦИПЫ ОПТИЧЕСКОЙ БЛИЖНЕПОЛЬНОЙ МИКРОСКОПИИ 185 KB
  Соотношение неопределенностей Неопределенность координаты фотона не может быть меньше чем длина волны. Если декремент затухания сделать большим то после подстановки в 1 получается следующий результат: неопределенность координаты намного меньше длины волны.
75378. ПРИНЦИПЫ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ НА КОМПАКТ-ДИСКЕ И ЕЕ СЧИТЫВАНИЯ 281 KB
  Этапы производства оптических дисков фотолитография процесс изготовления штампа диска. Считывание информации с поверхности диска Принцип считывания информации: регистрация изменения мощности отражённого света. Различие между дисками только для чтения и дисками однократной многократной записи заключается в способе формирования питов.
75379. Преимущества оптического волокна как среды для передачи информации 225.5 KB
  Полезная ширина полосы одиночно излученного светового импульса определяется импульсной передаточной функцией рассматриваемого оптического волокна ОВ. Учитывая что оптическая ширина полосы волокна определяется импульсной передаточной функцией этого волокна можно показать что измеренная на уровне 3 дБ по мощности оптическая ширина полосы Во оценивается с помощью показателя полная ширина полосы на уровне половины от максимума...
75380. Затухание оптического излучения в волокне 167.5 KB
  Существовало две глобальных проблемы при разработке оптических систем передачи данных: 1) источник света и 2) носитель сигнала. Первая разрешилась с изобретением лазеров в 1960 году, вторая - с появлением высококачественных оптических кабелей в 1970 году
75381. ХРОМАТИЧЕСКАЯ ДИСПЕРСИЯ В ОДНОМОДОВОМ ВОЛОКНЕ И УШИРЕНИЕ ПЕРЕДАВАЕМОГО ИМПУЛЬСА 113 KB
  В полосе прозрачности 850 нм более длинные волны распространяются с большей скоростью чем короткие например излучение на длине волны 865 нм распространяется в кварцевом стекле с большей скоростью чем излучение на длине волны 835 нм. Совсем наоборот происходит в полосе прозрачности 1550 нм: более короткие длины волн распространяются с большими скоростями чем более длинные излучение с длиной волны 1535 нм распространяется быстрее чем с длиной волны 1560 нм. Спектр оптического сигнала имеет конечную ширину ...
75382. МЕЖМОДОВАЯ ДИСПЕРСИЯ В МНОГОМОДОВОМ ВОЛОКНЕ 74 KB
  Импульсы излучения для мод более высоких порядков появляются на выходе из волокна позже Траектории лучей в градиентном волокне Многомодовое волокно со ступенчатым поперечным распределением показателя преломления Групповая скорость распространения света в волокне...
75383. МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОТЕРЬ ИЗ-ЗА НЕСОВЕРШЕНСТВА ВОЛОКНА 50 KB
  Главная цель производителя оптоволокна получить более точную геометрию волокна. Три параметра как показала практика оказывают наибольшее влияние на характеристики сростка: концентричность сечений сердцевины и оболочки допуск на диаметр оболочки и собственный изгиб волокна. Улучшение этой характеристики при производстве волокна уменьшает шанс неточного расположения сердцевины что способствует получению сростков с меньшими потерями.