Методы определения плотности, объемной массы и пористости горной породы

 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:

[pic 1]

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:

[pic 2]

где ρ - объемная маса породы, кг/м3 ;

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

VЖ - объем жидкости в единице объема породы, м3

VГ - 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:

[pic 3]

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:

[pic 4]

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 плотностигорной породы используют пикнометр - мерную колбу точного объема.