Способ определения влажности горных пород, содержащих соли кристаллогидраты
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСПО ДЕЛ в .исследованститут галургии А. Реваний рожде-.тех- работ ЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР ИЙ(56) 1. Ларионов А.К., Алексеев В.М.и Липсон Г.А. Влажность грунтови современные методы ее определения. М Госгеотехиздат, 1962,2, Ломтадзе В,Д. Методы лабораторных исследований Физикс-механических свойств горных пород. Л.,"Недра", 1972, с. 118-119 (прототип).3. Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород. Т. Под .ред, Е.М. Сергеева и др., МГУ, 1968, с. 268,4. Позин М,Е. Технология минеральных удобрений, Ленинградское отделение. "Химия", 1974, с. 78.5. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии, М., "Химия", 1971,с. 141. 6, Веденин А.Н., Кудашев Э. зультаты геотермических исследо на рудниках Старобинского место ния. - В сб,: Совершенствование нологии и механизации очистных на комбинате "Беларускалий", Л Минск, 1972, с. 162-166. 801161849(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД, СОДЕРЖАЩИХ СОЛИ-КРИСТАЛЛОГИДРАТЫ, включающий взвешивание исходного образца, высушивание,взвешивание его после сушки и расчетвлажности, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиопределения влажности, предварительно определяют Фазовый состав минеральной части образца и сушку проводят при температуре пласта, из которого образец извлечен, при упругости паров воды, не превышающей максимального значения упругости паровводы над солями-кристаллогидратамипри этой температуре.Изобретение относится к областиопределения физических параметровтвердых тел и может быть использовано при изучении физико-механических, коллекторских и фильтрационных 5свойств пород, содержащих соли-кристаллогидраты.Влажность является одним иэ наиболее важных параметров грунтов игорных пород. Особое значение этотпараметр приобретает при расчетенесущей способности грунтов в строительстве, а также при определениистепени водонасьпценности надсолевыхпород соляных месторождений, что влияет на выбор системы разработки а,следовательно, на степень извлеченияполезного ископаемого.Известен способ определения влажности грунтов методом вакуумирования, 20согласно которому сушка исследуемыхобразцов ведется в эксикаторе придавлении 5-6 мм рт, ст, в присутствиипоглощающего вещества, понижающегоотносительную влажность воздуха,В процессе обезвоживания образцовгрунта в течение 5-7 ч давление и. температура в эксикаторе поддерживаются постоянными,Однако известный способ непригоден 30для определения влажности пород, содержащих соли-кристаллогидраты, таккак, во-первых, температура пластов,из которых извлечен образец, можетсущественно отличаться от комнат; З 5ной, что приводит к изменению фазово. -го состава и растворимости минеральной части образца, а следовательно,к изменению его влажности, и, во-вторых, при давлении 5-6 мм рт. ст, некоготорые кристаллогидраты теряют кристаллизационную воду,Так, например, равновесное давле -ние водяного пара мирабилита (Иа, Б 04.х 10 Н,О) составляет при 20 С4513,2 мм рт, ст,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является способ определения влажности грунтов и горных пород методом термической сушки образцов до постоянного веса при 105 С.21.Согласно этому способу исходныйобразец взвешивают на техническихвесах с .точностью до 0,01 г (р,). 55После взвешивания образец высушиваютв термостате при 100-105 С до постоянного веса . Разность веса породы до высушивания и после, отнесенная к весу абсолютно сухой породы и умноженная на 100, составляет влажность в процентахЫ - 8 " х 100, (1) Данный способ непригоден для определения влажности пород, содержащих соли-кристаллогидраты; гипс (СаБО х х 2 Н 20), бишофит (МяС 1 х 6 Н 2 0), эп- сомит (МоБО.х 7 НО), мирабилит (Ба БО х 10 Н, 0), карналлит (КМ 8 С 1 х хбН 20) и другие, которые при нагревании отдают кристаллогидратную воду,Например, мирабилит начинает отдавать кристаллогидратную воду при 20- 25 С гипс - при 60-80 С и т,д. 3 3.Следовательно, при определении влажности горных пород, содержащих соли-кристаллогидраты, методом термической сушки получаются эавьппенные значения влажности из-за потери кристаллогидратной, воды, Ошибка определения зависит от состава солей-кристаллогидратов и от их содержания в исследуемой породе.Цель изобретения - повышение точности определения влажности пород, содержащих соли-кристаллогидраты.Поставленная цель достигается тем, что предварительно определяют фазовый состав минеральной части образца и сушку проводят при температуре плас, та, из которого образец извлечен, при упругости паров воды, не превышающей максимального значения упругости паров воды над солями-кристал- . логидратами при этой температуре,Сущность предлагаемого способазаключается в следующем.Фазовый состав солей-кристаллогидратов, содержащихся в горных породах,зависит от температуры, изменение которой приводит к нарушению термодинажческого равновесия, существующегов пласте, Зто приводит к переходуфаз, устойчивыхпри температурепласта, в другие, устойчивые приизменившейся температуре. При этомпроисходит изменение содержания кристаллогидратной воды, а следовательно, .изменениг влажности образцов горных пород, Поэтому при определениивлажности необходимо знать температуру пласта, из которого извлеченобразец, и проводить сушку при этойтемпературе,11618 ЭПоскольку температура пластовизменяется в широких пределах в зависимости от глубины залегания, товысушиваиие необходимо проводитьтаким методом, который обеспечиваеттемпературные условия, соответствующие пластовым. При этом в процессеобезвоживания необходимо поддерживать разрежение, не превьппающее максимальное значение упругости паров 10воды над солями-кристаллогидратамипри данной температуре, так каккаждый кристаллогидрат имеет вполнеопределенное давление пара для каждой конкретной температуры 41, 1Это условие обеспечивает сохранение кристаллогидратной воды в образце.На фиг, 1 изображены дифрактограммы мирабилита исходного и после суш- щки предложенным способом (М - линиимирабилита); на фиг. 2 - то же,. послесушки известным способом (Т - линиятенардита); на фиг. 3 - дифрактограммы гипса исходного и после сушки дпредложенным способом (Г - линиягипса); на фиг. 4 - то же, после сушки известным способом (П - линии полугидрата); на фиг. 5 - дифрактограммы образцов гипсовой породы исходногои после сушки предложенным способом(Г. П. К, Ш - линии гипса полугндрата, кварца, натриевого полевого шпата соответственно); на фиг, 6 - тоже, после сушки известным способом;на фиг, 7 - дифрактограммы образцов,35мирабилит- и гипсосодержащей породыисходного и после сушки предложеннымспособом; на фнг. 8 - то же, послесушки известным способом, где М, Г,.Т, П, К, Ш и Д - линии мирабилита,40гипса тенардита, полугидрата кварца, натриевого полевого шпата и доломита соответственно,Для подтверждения изложенногопроведены экспериментальные работы45по определению влажности, Для этогоиз исследуемых образцов изготовленодве серии идентичных образцов,Первая высушивалась по известному способу в термостате при 105 С до поо50стоянного веса, вторая - по предлагаемому способу.Рентгенофазовый анализ исходныхобразцов, проведенный с помощью Мдифрактометра ДРОН(СоК -излуче 2ние), показал следующее: образецсостоит практически из чистого ми 49 4рабилита (фиг. 1); образец 2 - изчистого гипса(фиг. 3); образец 3представлен гипсом с примесью кварца и натриевого полевого шпата(фиг. 5); образцы 4-7 содержатмирабилит, гипс, кварц, полевой шпат,доломит (фиг, 7).Сушку мирабилита (образец 1) производили параллельно двумя разнымиметодами (вакуумированием и выдерживанием) в эксикаторе над насыценнымраствором хлористого натрия при температуре 10 С, которая соответствуеттемпературе пласта мирабилита наглубине 2 м в озере Кучук в моментотбора, При вакуумировании высушивание заканчивалось по достижению разрежения 7 мм рт, ст. При выдерживании образца мирабилита в эксикаторе давление паров воды составляло6,9 мм рт, ст. 5,Образцы 2 и 3 высушивались в вакууме при температуре +15 С, равнойтемпературе пласта Г 6. Сушка заканчивалась при достижении глубины вакуума, равной упругости паров водынад гипсом при данной температуре,Образцы 4-7 высушивались в вакууме при температуре +18 С, котораясоответствовала температуре грунтана промплощадке ПО "Карабогазголсульфат" на глубинах 2-10 м, Сушка заканчивалась при достижении глубины вакуума, равной упругости паров водынад мирабилитом, так как ее величина больше упругости паров воды надгипсом,Таким образом, момент завершениясушки образцов при вакуумированииопределялся достижением максимального значения упругости паров надсолями-кристаллогидратами.при соответствующих температурах, а при обезвоживании над поглотительным раствором - до постоянного веса образца.После высушивания образцы взвешивали и по известной формуле рассчитывали их влажность. Результаты определения влажности образцов термическим и предлагаемым методом приведены в таблице,, Из таблицы видно, что влажность всех образцов, определенная методом термической сушки, значительно выше влажности, полученной предлагаемым методом.Рентгенофазовый анализ образцов, прошедших термическую сушку, пока 1161849валф образец 1 полностью потерял кристаллогидратную воду, в результате мирабилиг перешел в тенардит (Иа 80) (фиг. 2); образец 2 частично потерял кристаллогидратную воду, 5 в результате часть гипса перешла в полугидрат (СаЯО х Н 0) (фиг. 4); образец 3 частично потерял кристаллогидратную воду, что привело к переходу гипса в полугидрат (фиг.6); 1 в в образцах 4-7 в результате потери кристаллогидратной воды произошел переход гипса в полугидрат, а мира.0 илита - в тенардит (фиг, 8),15Рентгенограммы образцов, прошед-.ших сушку по предлагаемому способу,оказались идентичными рентгенограммисходных образцов,Проведенный рентгенофазовый анализ показывает, что завышенные значения влажности при термическом способе определения получены за счет удаления кристаллогидратной воды.Полученные данные показывают, что предлагаемый способ определения влажности горных пород и грунтов, содержащих соли-кристаллогидраты, дает достоверные результаты и может быть использован при оценке водонасыцения и объема жидкой фазы надсолевых пород калийных месторождений для обоснования применения соответствукзцих прогрессивных систем разработки, а также при расчете несущей способности грунтов в строительстве инженерных сооружений (дорог, дамб, зданий и т,д.),В Ф е О ФЧ СЧ ол о 03 Д а 6. ф Гц Э ф йТираж 897 Государственного елам изобретений и сква, Ж, .Раушсмитета СССРткрытийя наб д, 4/5
СмотретьЗаявка
3672219, 08.12.1983
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ ГАЛУРГИИ
ТОЛКАЧЕВ МИХАИЛ ДМИТРИЕВИЧ, МУРАВЬЕВ АЛЕКСАНДР ВАСИЛЬЕВИЧ, ЛОПУШНЯК АЛЕКСАНДР ГРИГОРЬЕВИЧ, ДАНИЛОВА НИНА ВАСИЛЬЕВНА, КОЗЛОВ СТАНИСЛАВ СТЕПАНОВИЧ, ЛИПНИЦКИЙ ВИТАЛИЙ КАРЛОВИЧ, ПОЛЯКОВСКИЙ ВЛАДИМИР ЯКОВЛЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01N 25/56, G01N 5/04
Метки: влажности, горных, кристаллогидраты, пород, содержащих, соли
Опубликовано: 15.06.1985
Код ссылки
<a href="https://patents.su/8-1161849-sposob-opredeleniya-vlazhnosti-gornykh-porod-soderzhashhikh-soli-kristallogidraty.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения влажности горных пород, содержащих соли кристаллогидраты</a>
Предыдущий патент: Способ испытания материалов на термостойкость
Следующий патент: Устройство для определения влажности и изменения объема в процессе сушки образцов
Случайный патент: Устройство для измерения температуры набегающего потока