Определение геотермии горного массива

Построение температурного профиля горного массива по глубине (в гелиотермозоне, криолитозоне) и оценка мощности распространения вечномерзлых горных пород. Вычисление годового изменения температуры пород на разных глубинах в пределах гелиотермозоны.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 14.12.2010
Размер файла 82,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

“Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова”

Технический институт (филиал) в г. Нерюнгри

Контрольная работа № 1

на тему: «Определение геотермии горного массива»

Вариант 5

Выполнил: ст. гр. ТиТР - 06

Денисов Д.С.

Проверил: преподаватель

Скоморошко Ю.Н.

Нерюнгри 2008г.

Определение геотермии горного массива

Цель занятия - построить температурный профиль горного массива по глубине (в гелиотермозоне, криолитозоне) и оценить мощность СТС, а также мощность распространения вечномерзлых горных пород.

Теоретические положения:

Температурное поле верхней части земной коры определяется взаимодействием внутренних и внешних источников тепла. Внутренние источники тепла относительно стабильны, т.к. связаны с постоянно действующими факторами (радиоактивный распад, гравитационная дифференциация вещества и т.д.). Эти источники вызывают повышение температуры пород с глубиной. Внешние источники (основным из которых является переменная во времени солнечная радиация) вызывают периодические температурные колебания горного массива, затухающие на определенной глубине от поверхности Н0, называемой глубиной гелиотермозоны или глубиной нейтрального слоя.

Температурный режим поверхности Земли в конкретном районе определяется как:

, (1.1)

где тср - среднегодовая температура почвы, °С;

тср=tср+2;

tср - среднегодовая температура воздуха, °С;

Ат - амплитуда колебаний температуры почвы,--°С;

Ат »Аt - 2,5;

Ат - амплитуда колебаний воздуха, °С;

t - время, изменяется от 0 до 8760 - продолжительность года в часах,

Для полуограниченного массива амплитуда годовых колебаний температуры пород на глубине Н определяется по известной формуле:

Ат (Н)=АтЧехр °С, (1.2)

где а - коэффициент температуропроводности, м2/ч;

а=3600Ч ;

lp- коэффициент теплопроводности пород, Вт/(мЧК);

с - удельная теплоемкость пород, Дж/(кгЧК);

r - плотность пород, кг/м3.

Запаздывание колебаний температуры пород по отношению к изменениям температуры воздуха для полуограниченного массива имеет вид:

--dtт--=--,--ч.--(1.3)

Тогда изменение температуры пород в пределах гелиотермозоны с учетом зависимостей (1.2), (1.3) приблизительно описывается уравнением:

--тн,t--=--тср--+--АтЧехр--(1.4)

Глубину гелиотермозоны можно определить из выражения (1.2)

Но=. (1.5)

где Ато) - амплитуда пород на глубине Но, для расчетов можно принять Ато)=_,1--°С.

Изменение температуры пород при углублении на 1м называется геотермическим градиентом qг (G). Тепловой поток в недрах Земли q связан с геотермическим градиентом законом Фурье

q=-----lпЧqг

Знак минус в формуле говорит о том, что вектор геотермического градиента направлен сверху вниз (в сторону увеличения температуры), а тепловой поток - снизу вверх (направление теплопередачи).

Поэтому, геотермический градиент можно определить следующим образом

qг=--q/lп--(1.6)

Средний удельный тепловой поток из недр Земли к ее поверхности составляет q--=--7Ч1_-2Вт/м2.

С увеличением глубины Н ниже нейтрального слоя температура горных пород возрастает приблизительно по линейному закону

Т=То+qгЧ(Н-Но),--(1.7)

где То- температура пород на глубине нейтрального слоя Но и вычисляется по формуле (1.4).

Исходные данные

Теплофизические свойства пород

Таблица 1.1

Наименование

лр ,Вт/(мК)

С*103, Дж/(кгК)

с,кг/м3

Алевролит

1,9

0,83

2540

Гранит

3,5

0,67

2600

Гипс

1,1

1,05

2320

Глина

1,4

0,78

1900

Кварц

2,7

0,96

2500

Песчаник

2,9

0,82

2300

Сланец глинистый

1,75

0,75

2000

Данные по варианту

Показатели

Вариант 5

tср, 0С

-8

At, 0C

19

Мощность пород, м:

Глина

20

Алевролит

Глин. Сланец

20

Песчаник

180

Кварцит

Гипс

220

Порядок проведения работы

1. Рассчитать по формуле (1.1) и построить график изменения текущей температуры поверхности по заданным tср и Аt в функции времени на период один год.

время

0

730

1460

2190

2920

3650

4380

5110

5840

6570

7300

8030

T(ф)

-6

2,3

8,3

10,5

8,3

2,2

-6,0

-14,3

-20,3

-22,5

-20,3

-14,3

2. Вычислить годовое изменение температуры пород на разных глубинах (2, 5, 8,10,13,15,17 метров и т.д.) в пределах гелиотермозоны по формуле (1.4).

Месяц

Время, час

Глубина, м

0

2

5

8

10

13

15

17

3

март

0

-6,0

-11,7

-9,2

-6,3

-5,7

-5,8

-5,9

-6,0

4

апрель

730

2,3

-7,6

-9,1

-6,9

-6,1

-5,8

-5,9

-6,0

5

май

1460

8,3

-3,2

-8,2

-7,2

-6,4

-5,9

-5,9

-5,9

6

июнь

2190

10,5

0,5

-6,7

-7,2

-6,6

-6,0

-5,9

-5,9

7

июль

2920

8,3

2,5

-5,0

-6,9

-6,6

-6,1

-6,0

-6,0

8

август

3658

2,2

2,1

-3,6

-6,3

-6,5

-6,2

-6,0

-6,0

9

сентябрь

4380

-6,0

-0,3

-2,8

-5,7

-6,3

-6,2

-6,1

-6,0

10

октябрь

5110

-14,3

-4,4

-2,9

-5,1

-5,9

-6,2

-6,1

-6,0

11

ноябрь

5840

-20,3

-8,8

-3,8

-4,8

-5,6

-6,1

-6,1

-6,1

12

декабрь

6570

-22,5

-12,5

-5,3

-4,8

-5,4

-6,0

-6,1

-6,1

1

январь

7300

-20,3

-14,5

-7,0

-5,1

-5,4

-5,9

-6,0

-6,0

2

февраль

8030

-14,3

-14,2

-8,4

-5,7

-5,5

-5,8

-6,0

-6,0

3

март

8760

-6,0

-11,7

-9,2

-6,3

-5,7

-5,8

-5,9

-6,0

а глины

0,003

Аср

16,5

Тср

-6

H0=

16

dh

a

глина

10

0,050

0,0034

глин. сл.

30

0,040

0,0042

песчаник

20

0,024

0,0055

гипс

0

0,063

0,0016

H0=

16


Подобные документы

  • Состояние массива горных пород в естественных условиях. Оценка горного давления в подготовительных выработках. Схема сдвижения массива при отработке одиночной лавы. Виды разрушения кровли угольных пластов. Расчет параметров крепи очистной выработки.

    учебное пособие [11,5 M], добавлен 27.06.2014

  • Исследование характера и закономерностей проявления горного давления в очистных выработках. Техника проведения измерений методом разгрузки. Классификация методов оценки напряженного состояния массива горных пород. Измерение деформаций области массива.

    реферат [2,8 M], добавлен 23.12.2013

  • Разработка угольных месторождений. Факторы, влияющие на параметры процесса их сдвижения: вынимаемая мощность пласта, глубина горных разработок и угол падения пород, строение горного массива и физико-механические свойства пород, геологические нарушения.

    контрольная работа [65,8 K], добавлен 15.12.2013

  • Определение основных балансовых запасов месторождения. Порядок расчета физико-механических свойств горных пород и горно-технологических параметров. Вычисление напряжений и построение паспорта прочности. Расчет и анализ горного давления вокруг выработки.

    курсовая работа [282,6 K], добавлен 08.01.2013

  • Подготовка горных пород к выемке. Вскрышные работы, удаление горных пород, покрывающих и вмещающих полезное ископаемое при открытой разработке. Разрушение горных пород, буровзрывные работы, исторические сведения. Методы взрывных работ и способы бурения.

    реферат [25,0 K], добавлен 19.03.2009

  • Определение основных параметров упруго-пластичного состояния породного массива вокруг горизонтальной выработки. Испытание образцов горных пород на одноосное сжатие, статистическая обработка результатов. Оценка возможности пучения породы подошвы.

    контрольная работа [555,6 K], добавлен 29.11.2012

  • Образование магматических, осадочных и метаморфических горных пород. Основные виды горных пород и их классификация по группам. Отличие горной породы от минерала. Процесс образования глинистых пород. Породы химического происхождения. Порода горного шпата.

    презентация [1,2 M], добавлен 10.12.2011

  • Изучение коллекторских свойств пород на больших глубинах и их нефтегазоносности. Факторы, влияющие на качество пород разных типов. Эволюция осадочных пород при погружении, возникновение в них нового порового пространства в процессе их погружения.

    курсовая работа [590,2 K], добавлен 24.05.2012

  • Особенности оценки напряженно–деформированного состояния массива в многолетних мерзлых породах в зависимости от теплового режима выработки. Оценка видов действующих деформаций. Расчет распределения полных напряжений в массиве пород вокруг выработки.

    контрольная работа [47,6 K], добавлен 14.12.2010

  • Геолого-гидрогеологические характеристики калийных месторождений. Типовые задачи управления сдвижением горных пород при подземной разработке. Расчет параметров, характеризующих изменение напряженно-деформированного состояния подрабатываемого массива.

    курсовая работа [642,8 K], добавлен 22.08.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.