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

131 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

55341. Біосферно-ноосферні ідеї В.І. Вернадського – основа сучасної екології 3.33 MB
  Вчення В. Вернадського тим рельєфніше виступає роль і значення для нас всього того що зробив цей геніальний учений мислитель справжній син України який розробив науковий фундамент силу і глибину глобального геологічного процесу втілюючого сучасний перехід біосфери в ноосферу.
55342. ВПРОВАДЖЕННЯ ПЕДАГОІЧНОЇ ІННОВАЦІЇ 178.5 KB
  Актуальність порушеної проблеми зумовлена наступними суперечностями: між вимогами що постали перед шкільною освітою щодо забезпечення всебічного розвитку учнів і наявними засобами їхнього розвитку...
55343. Проектная деятельность как способ мотивации педагогов к использованию ИКТ 133.5 KB
  Цель программы: формирование мотивации педагогов к использованию средств ИКТ в учебно-воспитательном процессе. Как известно мотивация побуждение к действию динамический...
55344. ПРОЕКТНА ТЕХНОЛОГІЯ ЯК ШЛЯХ ДО РЕАЛІЗАЦІЇ ОСОБИСТІСНО-ОРІЄНТОВАНОГО НАВЧАННЯ 162.5 KB
  Хотілося б звернути увагу на те що проектні технології навчання відтворюють процеси дослідницької діяльності оскільки містять цикл і мають на меті процеси руху від незнання до знання на відміну від традиційних лінійних технологій навчання.
55345. ПІДСТАВКИ ДЛЯ ПАЯЛЬНИКА 295.5 KB
  Визначити призначення виробу: підставка призначена для утримання електропаяльника в нагрітому чи холодному стані в проміжках між роботою та зберігання матеріалу необхідного при паянні.
55347. Зелений клас 192 KB
  Вирішили зробити проект тому що форма проектування дійсно дає змогу консолідувати зусилля усіх сторін і суб’єктів навчальновиховного процесу розширює рамки творчої діяльності. Тематичний напрямок проекту.
55348. Біла ромашка - символ чистого дихання 41 KB
  Мета проекту: формування у шкільної молоді моральних цінностей та життєвих навиків, які сприяють вихованню потреби практично впливати на подолання негативних поведінкових проявів...
55349. МОЄ СЕРЦЕ ВІДКРИТЕ ДЛЯ ДОБРА 304.5 KB
  Мета проекту: привернути увагу учнів Манвелівської школи, батьків, вчителів до проблем соціально-незахищених категорій населення сіл Манвелівка, Нововасильківка, Красне, Зоря, Іванівка та поліпшення умов їх життя;