Referat.me

Название: Определение геотермии горного массива

Вид работы: контрольная работа

Рубрика: Геология

Размер файла: 43.08 Kb

Скачать файл: referat.me-62230.docx

Краткое описание работы: 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.

Определение геотермии горного массива

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)=Ат ×ехр °С, (1.2)

где а - коэффициент температуропроводности, м2 /ч;

а=3600× ;

lp - коэффициент теплопроводности пород, Вт/(м×К);

с – удельная теплоемкость пород, Дж/(кг×К);

r – плотность пород, кг/м3 .

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

dt = , . (1.3)

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

, t =  +  × (1.4)

Глубину гелиотермозоны можно определить из выражения (1.2)


Но =. (1.5)

где Ато ) – амплитуда пород на глубине Но , для расчетов можно принять  ( )=0,1 °.

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= - l ×q

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

q = q/l (1.6)

Средний удельный тепловой поток из недр Земли к ее поверхности составляет q = 7×10-2 /2 .

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

= +q ×(- ), (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

λπ ,Вт/(мК)

С*103 , Дж/(кгК)

ρ,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 , 0 С

-8

At , 0 C

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(τ)

-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


Похожие работы

  • Разработка обоснованного проекта устойчивого борта карьера

    Министерство образования Российской Федерации Магнитогорский государственный технический университет им.Г.И. Носова Факультет горных технологий и транспорта

  • Расход газа

    1. Исходные данные Средний состав природного газа: Месторождение газа Город-потребитель Состав газа в % по объёму C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 Тенгенское Новосибирск

  • Повышение эффективности технологии разработки глубокозалегающего Тундрового месторождения Кольск

    Цель: Повышение эффективности технологии разработки глубокозалегающего Тундрового месторождения Кольской ГМК. Идея работы: Отработка глубокозалегающих крутопадающих рудных тел Тундрового месторождения необходимо вести в восходяще-нисходящем порядке многостадийной системой разработки, при этом параметры схемы вскрытия и технологии очистной выемки руды в блоке необходимо определять на базе разработанных экономико-математических моделей для Тундрового месторождения Кольской ГМК.

  • Горный хрусталь

    Горный хрусталь — минерал, чистая природная двуокись кремния, бесцветная, прозрачная разновидность кварца, одна из кристаллических модификаций кремнезёма (SiO2). Чистые бездефектные кристаллы горного хрусталя встречаются относительно редко и высоко ценятся. Практическое значение имеют кристаллы размером от 3—5 см.

  • Горное давление. Виды горного давления

    7. Горное давление. Виды горного давления. Горное давление – это силы (напряжения), возникающие в массиве пород, окружающих горную выработку. Проявляется: в виде прогиба кровли, вспучивания почвы, растрескивания, сдвижения, деформации и разрушения пород вокруг выработки, раздавливание и отжиме целиков угля, увеличения нагрузки на крепь, внезапных выбросах угля и газа, горных ударов и пр.

  • Расчет водохранилища сезонного регулирования стока

    Особенности построения батиграфических и объемных кривых водохранилища. Определение среднего многолетнего годового стока воды (норма стока) в створе плотины. Характеристика мертвого объема водохранилища. Анализ водохранилища сезонного регулирования.

  • Обработка геодезических измерений на участке трассы автомобильной дороги

    Министерство науки и образование Российской Федерации Южно-Уральский Государственный Университет Архитектурно-Строительный факультет Кафедра градостроительства

  • Нивелирование трассы

    Обработка журнала нивелирования Исходные данные: Азимут начальной линии ПК0–ВУ1 равен: А1= (3600–К0)+ К`= 3600–60+6`= 354006` Отметка начального репера Н1 = 21,000 м

  • Экзогенные процессы в земной коре. Подземные воды и льды криолитозоны

    Криолитозоны: сущность понятия; распространение; присхождение; структура. Подземные воды криолитозоны: надмерзлотные; межмерзлотные; внутримерзлотные; подмерзлотные. Группы льдов, формирующихся в горных породах: погребенный; инъекционный; конституционный.

  • Оценка напряженно-деформированного состояния массива пород

    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.