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

129 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

1880. Здоровый образ жизни 16.33 KB
  Проведение беседы со студентами по поводу здорового образа жизни. Привлечение студентов к здоровому образу жизни.
1881. Создание воспитательного пространства как фактор педагогизации среды 17.85 KB
  Воспитательное пространство - это среда, механизмом организации которой является педагогическое событие детей и взрослых. Педагогизация среды – это простаивание структуры, отношений, оформление пространства, окружающих образовательное учреждение и места проживания семей как целесообразно воспитывающих.
1882. Воспитательный потенциал урока 20.13 KB
  Базой развития и воспитания ребенка продолжают оставаться фундаментальные знания, которые он получает в ходе образовательного процесса. Однако образование личности должно быть сориентировано не только на усвоение определенной суммы знаний.
1883. Разработка метода обнаружения развития аварии в кабельной линии до пробоя изоляции 217.6 KB
  Цель работы — разработка метода обнаружения развития аварии в кабельной линии до пробоя изоляции, разработка структурной схемы работы устройства прогнозирующей защиты, создание устройства, разработка алгоритма и программного обеспечения для устройства.
1884. ГЛАГОЛЬНЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ В СОВРЕМЕННОМ РУССКОМ ЯЗЫКЕ: СЕМАНТИКА И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ 281.12 KB
  Показать взаимосвязь фактов действительности и словообразовательной системы русского языка, выявить структурно-семантические особенности глагольных новообразований с модификационным значением, описать стилистические возможности глагольных новообразований, установить особенности функционирования последних в тексте.
1885. ЛИНГВОКУЛЬТУРНАЯ И КОГНИТИВНАЯ РЕПРЕЗЕНТАЦИЯ КОНЦЕПТА ИНТЕРЕС В РУССКОМ И АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКАХ 282.27 KB
  Феномен интереса в языковом сознании, реконструируемый из употребления соответствующих языковых единиц в английском и русском языках, извлеченных из языковых и речевых источников.
1886. МНОГОЧЛЕННЫЕ ОМОНИМИЧЕСКИЕ ФРАЗЕОЛОГИЧЕСКИЕ РЯДЫ В СТРУКТУРНОМ И СЕМАНТИЧЕСКОМ АСПЕКТАХ 283.42 KB
  Многочленные фразеологические омонимы. Многочленный фразеологический омонимический ряд состоит из трех и более фразеологических омонимов и представляет собой один из частных случаев проявления омонимических отношений между фразеологизмами.
1887. ПРОЦЕССУАЛЬНЫЕ ФРАЗЕОЛОГИЗМЫ СУБКАТЕГОРИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 283.69 KB
  Объектом исследования являются процессуальные фразеологизмы субкатегории деятельности как системно организованное объединение процессуальных фразеологических единиц, характеризующееся особыми структурными и семантическими свойствами.
1888. Темпоральность художественного текста на материале английского и татарского языков 285.63 KB
  Цель заключается в том, чтобы на основе сопоставительно-типологического анализа системы глагольных времен двух языков, которые не являются близкими в структурно-типологическом отношении, выявить и показать типологические сходства и различия, как в плане выражения, так и в плане содержания.