Контрольная работа: Определение геотермии горного массива

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 т_ср – среднегодовая температура почвы, °С;

т_ср =t_ср +2;

t_ср – среднегодовая температура воздуха, °С;

А_т – амплитуда колебаний температуры почвы, °С;

А_т »А_t – 2,5;

А_т – 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:

А_т (Н)=А_т ×ехр °С, (1.2)

где а - коэффициент температуропроводности, м² /ч;

а=3600× ;

l_p - 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)

Н_о =. (1.5)

где А_т (Н_о ) – амплитуда пород на глубине Н_о , для расчетов можно принять _ (_ )=0,1 °.

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

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--