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 Ат(Но) - амплитуда пород на глубине Но, для расчетов можно принять Ат(Но)=_,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 |
qг |
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 27.06.2014Исследование 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 23.12.2013Разработка 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 15.12.2013Определение 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 08.01.2013Подготовка 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 19.03.2009Определение 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 29.11.2012Образование 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 10.12.2011Изучение 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 24.05.2012Особенности 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 14.12.2010Геолого-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