Способ определения содержания глинистых минералов в горной породе Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

IND

да со Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при прогнозировании физико-механическиз свойств горной породы, в частности ее прочности. Известен способ определения глинистости горных пород с помощью радиоактивного гамма-каротажа. Способ основан на регистрации естественного гамма-излучения горных пород с помощью радиоактивных счетчиков, засылаемых в разведочную скважину. Чем больше содержание глинистых фракций в породе, тем выше их естественная радиоактивность l. Существенным недостатком способа является большая погрешность измерений, возникающая из-за наличия посторонних растворенных радиоактивных веществ в воде или другой жидкости, пропитывающей породу. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения содержания глинисты минералов в горной породе, включающий отбор образцов,изготовление пробы путем истирания образца в порошок и проведение анализа 2. Недостатками известного способа являются, неточность результатов, трудоемкость их осуществления, поскольку результаты анализа зависят от субъективных качеств исследовани опыта, зрения и т.п. Для; повышения точности и достоверности требуется проводить большое количество экспериментов разными исследователями, что увеличивает их трудоемкость и длительность, а также подвергать ис пытываемую породу дополнительному химическому анализу. Целью изобретения является повыш ние точности способа и снижение тру доемкости работ. Поставленная цель достигается те что согласно способу определения со держания глинистых минералов в горной породе, содержащему отбор образ цов, изготовление пробы путем истир ния образца в порошок и проведение анализа, порошок пробы смешивают с дистиллированной водой, пропускают луч света через смесь и дистиллированную воду, определяют степень поглощения светового потока и, сравни вая эти показатели, судят о содержа нии глинистых минералов в породе. Для определения содержания глини тых минералов в песчанике алевритовом отбирают образцы породы в шахте Затем изготавливают пробу путем.тол чения породы и ее истирания. После этого просеивают 300 г истертой про через сито размером ячеек 1 мм. Отм ряют 0,2 дм с лпучего порошка и сме шивают его в стеклянном сосуде толщ ной 70 мм с 1 л дистиллированной воды при 20°С. После десятиминутног размокания получившийся раствор интенсивно встряхивают и устанавливают на неподвижный стол. Спустя 2 мин сосуд просвечивают с помощью оптической системы стоватной лампочки, питаемой стабилизированным переменным напряжением 220 В. Интенсивность светового потока, прошедшего через сосуд, регистрируют по силе тока в селеновом фотоэлементе (15 делений по шкале измерительного прибора). После этого перед оптической системой устанавливают сосуд с чистой дистиллированной водой и измеряют СИЛУ тока (2850 делений). Находят логарифм отношения токов, равный Л In (2850/15) 4,2. После этого по заранее установленной по контрольным опытам зависимости определяют содержание глинистых минералов 25,01А (6,95-Д) Контрольные опыты проводятся для установления тарировочной зависимости следующим образом. С помощью шлифового анализа ( известным способом) определяют содержание глинистых минералов в породе, а затем измеряют степень поглощения светового потока смеси порошка исследуемой породы с дистиллированной водой предлагаемым способом. Результаты опытов наносят на график в координатах степень поглощения как функция от содержания глинистых минералов. Для большей достоверности тарировочной зависимости испытывают смеси с заведомо известным содержанием глинистых частиц, например смесь кварцевого песка с чистой глиной. Физический процесс, на котором основан способ, заключается в использовании малых размеров компонент, из которых состоят глинистые минералы по сравнению с другими такими минергшами. Глинистые минералы состоят из легко расцепляющихся пакетов, размеры которых в сотни и десятки тысяч меньше структурных составляющих и других типов минералов. За счет этого скорость осаждения в воде у глинистых компонент в 100-1000 раз меньше, чем у любых других компонент. Поэтому после смешивания породного порошка с дистиллированной водой неглинистые компоненты или растворяются до ионного состояния ( в результате чего раствор не мутнеет, остается прозрачным) или быстро выпадает в осадок. Глинистые компоненты долгое время находятся в воде во взвешенном состоянии, замутняя воду. При этом чем больше концентрация глинистых частиц в породе, тем больше замутнение. В результате пропускания лучг; .света через раствор легко измерить 1степень поглощения светового потока. А поскольку степень поглощения зависит от концентрации глинистых частиц, способ удобен дЛя ее измерения. Главные преимущества предлагаемого способа определения содержания глинистых минералов в горной породе заключаются в высокой точности, простоте и малой трудоемкости измерения. Точность определения находится в пределах 2-5%, тогда как с помощью шлифового известного способа достигается точность порядка 10-15%. Точность измерения достигается, во-первых, за счет дробления и истирания породы, в результате чего происходит разделение минералов, состав ляющих образец породы и освобождаютс глинистые компоненты; во-вторых, за счет возможности исследования больших объемов породы (практически до нескольких килограмм и более) од;новременно, что позволяет .усреднить |неоднородность распределения минералов в объеме исследуемого горного участка. Для измерений применяется простое доступное оборудование и аппаратура, не -требукадие; высокой квалификации в обращении (в отличии от изготовления шлифов, работы с микроскопом и т.п.). На испытание одной пробы по предлагаемому способу требуется 25 мин времени (по известному способу - более 5 ч). Это позволяет сэкономить 2-3 человека-смены на один образец и 10-15 тыс.рублей при разведке месторождения. Использование предлагаемого способа определения содержания глинистых минералов в горной породе позволяет ускорить и упростить петрографические исследования. В результате оперативно предсказыва Ьт прочностные и гидравлические свойства горных пород, что весьма важно при проектировании, строительстве и эксплуатации современных наземных и подземных сооружений.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ В ГОРНОЙ ПОРОДЕ, включающий отбор образцов, изготовление пробы Путем истирания образца в порошок и проведение анализа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости работ, порошок проба смешивают с дистиллированной водой, пропускают луч света через эту смесь и дистиллированную воду, определяют степень поглощения светового потока и, сравнивая эти показатели , судят о содержании глинистых , минералов в породе.