Определение объемной массы исследуемой горной породы

Методические указания

К выполнению лабораторной работы № 2

по курсу "Инженерная геология с основами гидрогеологии"

(для студентов специальности 05.03.06 Экология и природопользование)

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ГОРНЫХ ПОРОД

 

 

СИМФЕРОПОЛЬ – 2017

Цель работы - изучить методы определения плотности, объемной массы и пористости горной породы.

 

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

К плотностным параметрам относятся: плотность, объемная масса (удельный и объемный веса) и пористость.

Плотностью породы называется масса единицы объема абсолютно сухой породы без учета пор и трещин. Плотность породы можно определить по формуле:

где ρ₀ - плотность породы, кг/м³;

m - масса породы, кг;

V - объем породы, м³.

Плотность зависит только от минерального состава породы,

 

Объемной массой породы называется масса единицы объема породы с учетом пор, трещин и их заполнителей. Ее можно рассчитать по формуле:

где ρ - объемная маса породы, кг/м³ ;

V_Т - объем твердой фазы в единице объема породы, м³;

V_Ж- объем жидкости в единице объема породы, м³

V_Г - объем газа в единице объема породы, м³.

 

Объемная масса зависит от минерального состава, строения породы и заполнителя порового пространства.

Плотность породы всегда больше объемной массы.

Объемную массу используют в расчетах:

· запасов полезного ископаемого (в геологоразведке);

· горного давления;

· производительности горных предприятий и оборудования;

· расхода взрывчатых веществ при буровзрывных работах;

· при выборе крепи, транспортных средств;

· при обогащении полезного ископаемого и других процессах горного производства.

 

В практике горного дела часто пользуются показателями удельного и объемного весов.

Удельным весом называется вес единицы объема абсолютно сухой породы без учета пор и трещин.

Удельный вес (Н/м³) и плотность (кг/м³) породы, связаны соотношением:

где g- ускорение свободного падения тела.

Объемный вес (Н/м³) и объемная масса (кг/м³) связаны таким же соотношением.

В зависимости от величины плотности, породы делят на:

· легкие - ρ₀ < 2,5·I0³ кг/м³ (таких пород около 13 %);

· средние - 2,5·I0³ < ρ₀ <4,5 I0³кг/м³ (53,2 %);

· тяжелые - ρ₀ > 4,5·I0³ кг/м³ (33,8 %).

Пористостью называется совокупность всех пустот в горных породах, заключенных между минеральными частицами или их агрегатами в единице объема породы.

Пористость можно рассчитать, зная плотность и объемную массу породы по формуле:

Она измеряется в процентах или в долях единицы.

Пористость зависит от:

· происхождения;

· формы зерен и их упаковки;

· наличия цементирующего вещества и его плотности и других факторов.

Приборы и принадлежности необходимые для опыта: весы, разновесы, пикнометры, мерный цилиндр, дистиллированная вода, образцы породы.

 

Определение плотности породы

Пикнометрическим методом

При пикнометрическом методе определения плотности горной породы используют пикнометр - мерную колбу точного объема.

Метод основан на изменении массы пикнометра, наполненного дистиллированной водой, при замене части ее навеской исследуемой горной породы.

 

ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1. Отобрать, измельчить и просеять через сито с отверстиями 0,5 мм образцы исследуемой горной породы.

2. Взвесить сухой пикнометр (масса – m₁).

3. В пикнометр насыпать 10-15 г прошедшей через сито породы, и взвесить – m₂.

4. В пикнометр с породой налить до 0,5 его объема дистиллированной воды, встряхиванием удалить из породы воздух, долить воды до метки и вновь взвесить – m₃.

5. Из пикнометра все вылить, вымыть, налить в пикнометр дистиллированной воды до метки, сверху пикнометр обтереть фильтровальной бумагой и взвесить -. m₄.

6. Плотность горной породы (кг/м³) рассчитать по формуле:

где ρ₀^w – плотность воды.

7. Результаты измерений и вычислений занести в табл.1.

 

Таблица 1 – Результаты измерения плотности

Наименование породы	Номер пикнометра	Результаты измерений, кг				Результаты вычислений, кг/м3
		m1	m2	m3	m4	ρ0	ρ0 ср.
	1	0,01	0,035	0,055	0,045
	2	0,011	0,03	0,05	0,045
	3	0,012	0,028	0,052	0,047
	4	0,011	0,031	0,05	0,043
	5	0,012	0,03	0,049	0,046
	6	0,014	0,025	0,045	0,04

 

 

Определение объемной массы исследуемой горной породы

1.Отобрать и взвесить образцы исследуемой горной породы (m, кг).

2.В мерный цилиндр налить воды до определенной, метки - V₁, осторожно опустить образец породы в цилиндр – V₂, и по объему вытесненной воды – V₀, определить объем образца (V=V₂-V₁). V₂= V₁+ V₀

3.По формуле:

рассчитать объемную массу породы (кг/м³⁾.

Полученные результаты занести в табл.2.

 

Таблица 2 – Результаты измерения объемной массы

Наименование породы	Масса образца, кг	Результаты измерений, 10-3 м3				Результаты вычислений, 10-3 кг/м3
		V1	V0	V2	V	ρ	ρ ср.
	0,035	0,038	0,02	0,058	0,02
	0,03	0,033	0,019	0,052	0,019
	0,028	0,035	0,022	0,057	0,022
	0,031	0,03	0,021	0,051	0,021
	0,03	0,029	0,023	0,052	0,023
	0,025	0,028	0,019	0,047	0,019

 

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 9622; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!