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

130 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

5365. Уровни познания. Эмпирическое и теоретическое исследование 67 KB
  Уровни естественнонаучного познания Изучение естествознания нужно не только для того, чтобы мы как культурные люди знали и разбирались в его результатах, но и для понимания самой структуры нашего мышления. Итак, мы отправляемся в безбрежное море поз...
5366. Механизм излучения. Виды спектральных анализов 34.44 KB
  Спектр - это разложение света на составные части, лучи разных цветов. Метод исследования химического состава различных веществ по их линейчатым спектрам испускания или поглощения называют спектральным анализом. Для спектрального анализ...
5367. Составление гидравлической схемы и рассчет привода волочно-пакетирущей машины 159.5 KB
  Исходные данные для проектирования Валочно-пакетирующая машина. Поворот платформы. Нагрузка на штоке гидроцилиндра - Т=130 (кН) Скорость движения штока цилиндра – V=24 (м/с) Температура окружающей среды...
5368. Проектирование агрегатного участка и повышение технологического процесса в агрегатном участке 950 KB
  Транспортный комплекс Республики Беларусь занимает исключительно важное место в жизнеобеспечении ее многоотраслевой экономики и реализации социальной политики государства. Устойчивое и эффективное его функционирование является необходимым у...
5369. Метод оценки загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом с использованием геоинформационных систем 669.5 KB
  Актуальность темы В 2007 году выбросы вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух на территории Российской Федерации достигли 16,3 млн. тонн при неуклонном росте объема выбросов с 1997 г. В большинстве городов вкл...
5370. Проектирование техпроцесса изготовления детали ось 97 KB
  Целью представленного курсового проекта являлось проектирование техпроцесса изготовления детали ось. В результате был разработан техпроцесс, состоящий из девяти операций, приведены расчеты режимов резания, припусков, дано описание и расче...
5371. Основы внешнеэкономической деятельности 38 KB
  Определите круг вопросов, относящихся к компетенции федеральных органов. В компетенции федеральных органов решение следующих вопросов: Определение основных принципов осуществления ВЭД и внешнеэкономической политики России в целом ...
5372. Коллоидная химия. Конспект лекций 1.83 MB
  Коллоидная химия Коллоидные системы и предмет коллоидной химии Коллоидные системы Историческая справка Первоначально коллоидная химия была лишь главой физической химии. Теперь это самостоятельная дисциплина со своим кругом идей...
5373. Конкурентоспособность промышленной продукции и пути ее достижения 48.1 KB
  Данная работа посвящена проблеме достижения конкурентоспособности продукции предприятия. Рассмотрены этапы жизненного цикла продукции от ее разработки до упадка. Проведен анализ стратегии поведения служб фирмы на этих этап...