Практическая работа № 1

Определение плотности, пористости и проницаемости горных пород

1. Определение плотности горных пород пикнометрическим способом

При определении плотности горных пород пикнометрическим методом ГОСТ6427-52 предусматривается использование пикнометра емкостью 100 см³. Пикнометр представляет собой колбу шаровидной формы с узким длинным горлышком. На горлышко наносится метка, соответствующая номинальному объему пикнометра.

Определение плотности горных пород с помощью пикнометра (рис. 1.1) производится следующим образом.

Испытуемая горная порода измельчается с помощью молотка или металлической ступы в порошок, который просеивается через сито сеткой № 02. принято считать, что размеры частиц породы, прошедшие через ячейки сетки № 02, соизмеримы с размерами вероятных пор в породе.

Рис. 1. Схема определения плотности с помощью пикнометра: а – навеска, порошка измельченной породы; б – пикнометр с водой; в – пикнометр с навеской порошка и водой

Порошок породы высушивают с сушильном шкафу или муфельной печи при температуре 80 – 110 ⁰С до постоянного веса, что позволяет исключить влияние естественной влажности породы на показатели плотности горных пород.

Постоянство массы определяется периодическим взвешиванием прогреваемого порошка породы на аналитических весах или, в крайнем случае, на аптечных весах с точностью не превышающей 0,1 г. Первое взвешивание производится через 10 – 15 мин после начала прогревания порошка, а затем повторяется через 2 – 3 мин. Для опыта от высушенной пробы берут навеску порошка массой 10 ±0,1 г.

Пикнометр заполняют дистиллированной водой до метки и взвешивают.

Отливают из пикнометра часть воды (примерно половину) и высыпают в пикнометр навеску порошка породы. После этого взбалтыванием или подогревом удаляют из пикнометра пузырьки воздуха, попавшие в воду с породой.

Пикнометр с водой охлаждают до комнатной температуры, доливают до метки и взвешивают.

Опыт повторяют несколько раз.

Если испытуемая порода растворяется в воде, то используется инертная к данному материалу жидкость, например – безводный бензин, глицерин и др.

Плотность вычисляют по формуле:

(1)

где - масса абсолютно сухой твердой компоненты, г; - масса пикнометра с водой и грунтом, г; - масса пикнометра с водой, г; - плотность жидкости, г/см

По заданным вариантам (таблица 2) определить плотность минеральной массы горной породы и выбрать вид этой породы.

№ варианта	Масса пикнометра,	Масса пикнометра с грунтом	Масса воздушно-сухого грунта	Масса абсолютно сухой твердая компонента	, или	Пикнометр с грунтом и водой	Пикнометр с водой	твердой фазы
1	31,10	45,07	14,57	14,29	1,0	139,25	130,70
2	31,07	46,08	15,01	14,87	1,0	140,83	132,28
3	31,12	45,02	13,90	13,71	1,0	107,76	99,21
4	31,21	46,02	14,81	14,65	1,0	125,07	117,07
5	31,24	45,62	14,38	14,17	1,0	139,27	130,72
6	32,35	46,73	14,38	14,09	1,0	139,95	132,16
7	31,05	46,05	15,00	14,75	1,0	124,91	116,36
8	31,20	46,25	15,05	14,88	1,0	125,06	117,06
9	31,08	45,06	13,98	13,73	1,0	124,94	116,39
10	31,10	45,30	14,20	14,01	1,0	124,96	116,46