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

143 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

34319. Концентрирование сырьевых материалов и выделение полезного компонента методом выпаривания, кристаллизации, фильтрации 24 KB
  Выпаривание метод выделения растворителей из раствора. Пути возможной экономии тепла комбинированные выходные установки сочетание более концентрированного раствора с низкой энергопотребляемостью при удалении растворителя. Процесс выпаривания состоит из двух стадий: 1 удаление основного количества воды 2 выпаривание самого концентрированного раствора. Кристаллизация образование новой твердой фазы из раствора расплава.
34320. Утилизация отходов как основа безотходных и малоотходных технологий 22.5 KB
  Важно максимально использовать отходы тогда снижается использование материалов и расход энергии. Эти предприятия можно будет закрыть если мы научимся использовать отходы. Отходы изношенной футеровки при кладке печей. Отходы микробиологической промышленности: основной лигнин до 1 т в год.
34321. Отходы химической промышленности и способы их утилизации 21.5 KB
  Отработанные масла используют для производства бетонов битума т. Также используется для производства гипсокартонных листов для изоляции. Основной проблемой переработки отходов калийного производства является переработка природного сырья сильвинита KCLNCLнерастворимый осадок KCL полезный компонент который используется в качестве удобрения. Утилизация галита: закладка шахтного производства готовиться суспензия галит вода её под давлением в 20 атмосфер закачивают в место выработки.
34322. Отходы деревообрабатывающей и гидролизной промышленности и способы их утилизации 24.5 KB
  Переработка леса это не только переработка древесины как сырья: технологии рубок транспортировка хранение древесины лесопиление т. В результате неправильной эксплуатации леса может усилиться эрозия увеличиться заиление водных объектов нарушиться гидрологический режим что приведет в свою очередь к усилению паводков нехватке воды и деградации водных экосистем произойдет сокращение генетических ресурсов обострятся социальноэкономические проблемы. Вторичные леса то есть леса появившиеся на месте вырубленных первичных лесов...
34323. Влияние промышленных и бытовых отходов на экономию 24.5 KB
  продукты отходы пром. По физическому состоянию отходы делятся на 3 группы: при сжигании твердого топлива золы из неоплавленных. Отходы легкоплавкие до 1000 градусов среднеплавкие 10001300 и тугоплавкие 1300 и более. Отходы используют как пластифицирующие добавки в битумное прово что увеличивает прочность материала в 2 р.
34324. Вторичное сырье и его классификация 24.5 KB
  продукты отходы пром. По физическому состоянию отходы делятся на 3 группы: при сжигании твердого топлива золы из неоплавленных. Отходы легкоплавкие до 1000 градусов среднеплавкие 1001300 и тугоплавкие 1300л более. Отходы используют как пластифицирующие добавки в битумное прово что увеличивает прочность материала в 2 р.
34325. Возможные способы утилизации и использования вторичного сырья 23 KB
  фосфогипс этот отход производства фосфорных удобрений выбрасывается на свалку хотя мог бы использоваться для получения вяжущего гипса цемента в строительстве многоэтажных зданий можно перерабатывать в строительный гипс может также использоваться при производстве гипсокартонных листов для изоляции стеновых плит перегородок в производстве серной кислоты и CO известь. Испся как добавка в произве аглопарита можно вводить в состав керамической массы для произва кирпича до 8 отходы черной металлургии: образуются доменные...
34326. Комплексное использование сырья 22 KB
  Комплексное использование сырья. Комплексное использование сырья достигается обогащением сырья а также разнообразной химической переработкой сложного сырья с последовательным выделением компонентов в виде ценных продуктов используемых в различных отраслях народного хозяйства что приводит к комбинированию различных прв. Обогащение сырья необходимо т. 1нецелесообразно перевозить пустую породу и 2применение более чистого концго сырья позволит получить качественную продукцию которая обладает более высокой стоимостью.
34327. Экономические проблемы защиты окружающей среды. Очистка газообразных выбросов и сточных вод 24 KB
  Очистка газообразных выбросов и сточных вод. Что касается очистки то необходимым условием повышения эффективности очистки природных и сточных вод явл. Могут применяться следующие варианты обезвреживания и очистки сточных вод: очистка и повторное использование воды; обезвоживание ила и шлама; выпаривание сточных вод; осаждение фильтрование твердых частиц; нейтрализация кислых или щелочных сточных вод; использование очищенных сточных вод в сельском хозяйстве; денитрификация сточных вод. Механические заключаются в отстаивании и...