Способ определения содержания глинистых минералов в горной породе

,1010269 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК Я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК С ВИДЕТЕ У ИЯ ЛЪСТВ АВТОРСКОМУ Крас стиГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1 (21) 33006 33/22-0 3(46) 07.04. 83. Бюл. Р 13 (72) М.П. Зборщик, В.В. Назимко, В.Л. Самойлов и Е.И. Назимко (71) Донецкий ордена Трудового ного Знамени. политехнический ин тут(56) 1. Справочник геолога по природному газу. Т. 4. "Разведочные работы"., Л., 1957, с. 167.2. Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород. М., "Высшая школаф 1967, с. 329-330 ( прототип ).(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ В ГОРНОЙПОРОДЕ, включающий отбор образцов,изготовление пробы путем иетиранияобразца в порошок и проведение анализа, о т л и ч а ю щ и й с я тем,.что, с целью повышения точности иснижения трудоемкости работ, порошокпроба смешивают с дистиллированнойводой, пропускают луч света черезэту смесь и дистиллированную воду,определяют степень поглощения светового потока и, сравнивая этипоказатели, судят о содержании глинистыхминералов в породе.Изобретение относится к горномуделу и может быть использовано припрогнозировании физико-механическихсвойств горной породы, в частностиее прочности,Известен способ определения глинистости горных пород с помощью радиоактивного гамма-каротажа. Способоснован на регистрации естественногогамма-излучения горных пород с помощью радиоактивных счетчиков, засылаемых в разведочную скважину.Чем больше содержание глинистыхфракций в породе, тем выше их естественная радиоактивность 1.Существенным недостатком способаявляется большая погрешность измерений, возникающая из-за наличияпосторонних растворенйых радиоактивных веществ в воде или другой жидкости, пропитывающей породу.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ определения содержания глинистыхминералов в горной породе, включающий отбор образцов, изготовлениепробы путем истирания образца в 25порошок и проведение анализа 2 .Недостатками известного способаявляются. неточность результатов,трудоемкость их осуществления, поскольку результаты анализа зависят 30от субъективных качеств исследования,опыта, зрения и т.п. Для повышенияточности и достоверности требуетсяпроводить большое количество экспериментов разными исследователями, учто увеличивает их трудоемкость идлительность, а также подвергать испытываемую породу дополнительномухимическому анализу.Целью изобретения является повышение точности способа и снижение тру Одоемкости работ.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу определения содержания глинистых минералов в горной породе, содержащему отбор образцов, изготовление пробы путем истирания образца в порошок и проведениеанализа, порошок пробы смешивают сдистиллированной водой, пропускаютлуч света через смесь и дистиллиро Ованную воду, определяют степень поглощения светового потока и, сравнивая эти показатели, судят о содержании глинистых минералов в породе.Для определения содержания глинистых минералов в песчанике алевритовом отбирают образцы пброды в шахте.Затем изготавливают пробу путем.тол- .чения породы и ее истирания. Послеэтого просеивают 300 г истертой пробычерез сито размером ячеек 1 мм. Отме ряют 0,2 дм З сыпучего порошка и смешивают его в стеклянном сосуде толщиной 70 мм с 1 л дистиллированнойводы при 20 С. После десятиминутногоразмокания получившийся раствор ин тенсивно 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 = 1 п (2850/15) = 4,2. После этого по заранее установленной по контрольным опытам зависимости определяют содержание глинистых минералов25,01 Л6,95-Л)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 минералами. 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, эамутняя воду. При этом чем больше концентрация глинистых частиц в породе, тем больше замутнение. В результате пропускания луч;, света через раствор легко измерить степень поглощения светового пото1010269 Составитель Л. БерезкинаРедактор В. Иванова Техред Е.Харитрнчик, Корректор А. Повх Заказ 2432/20 Тираж 601 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ка. А поскольку степень поглощения зависит от концентрации глинистых частиц, способ удобен для ее измерения.Главные преимущества предлагаемого способа определения содержания 5 глинистых минералов в горной породе заключаются в высокой точности, про" стоте и малой трудоемкости измерения. Точность определения находится в пределах 2-5%,тогда как с помощью 10 шлифового известного способа достигается точность порядка 10-15Точность измерения достигается, во-первых, за счет дробления и исти" рания породы, в результате чего происходит разделение минералов, составляющих образец породы и освобождаются глинистые компоненты; во-вторых, эа счет возможности исследования боль" ших объемов породы (практически до нескольких килограмм и более) одновременно, что позволяет .усреднить неоднородность распределения минералов в объеме исследуемого горного участка.Для измерений применяется простое доступное оборудование и аппаратура, не требующие; 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 спосо" бу - 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 предсказывают прочностные и гидравлические свойства горных пород,м что весьма важно при проектировании, строительстве и эксплуатации современных наземных и подземных сооружений.