1、地温1、地温与矿井气温的关系地温是一个极其重要的开采技术条件,事实上,开采下限的设定一定程度上就是考虑到地温。人不能长时间在过高的温度或过低的温度下生存,更何况是从事体力劳动。地温与矿井的气温是两个不同概念,勘查阶段所测定的地温是钻孔冲洗液与围岩平衡状态下的温度,基本上能够反映地下岩体的温度,而矿井的气温则是地下岩体热量、机器设备运转热量、水流热量、煤层氧化热量、岩矿氧化热量、人体热量与空气流热量混合平衡的结果,其中,地温起到了主要的作用。2、地下岩体温度的分带根据深度的不同,地下岩体的温度受地表的影响程度随深度增加而减弱,最上部受到昼夜温差的影响,再下部则受到季节温差的影响,之下则不受地表温
2、差的影响,其温度与当地年平均温度一致,称为恒温层。恒温层以下地温开始逐渐上升,与深度呈正比关系,即存在温度梯度规律。因此,计算某一深度的地温,必须从恒温层开始按梯度向下增加。3、钻孔测温的种类1)简易测温:在钻孔终孔后短时间内进行测温,此时孔内冲洗液与围岩之间尚未达到热平衡,所测温度与真实地温的偏差较大。2)稳态测温:钻孔终孔后的时间足够长,孔内的冲洗液与围岩之间已完全达到热平衡,冲洗液的温度与地温完全一致,所测温度反映了真实的地温。3)近似称态测温:钻孔终孔后有一定时间,钻孔内某些孔段冲洗液与围岩之间已达到热平衡,所测温度基本上反映了真实的地温。3、地温的几个基本概念:1)地温梯度:在增温带
3、内,每百米地温的增量。2)正常地温梯度:梯度小于或等于 30C/hm3)异常地温梯度:地温梯度超过 30C/hm4)地温高温区:地温超过 400C 的区域。(地温 3137 度为一级热害区,超过 37 度为二级热害区)5)地温梯度正常背景的高温区:地温梯度为正常,但地温超过 400C 的区域。6)地温梯度异常背景的高温区:地温梯度超过 30C/hm,且地温超过 400C 的区域。4、恒温层深度及地温梯度的计算1)恒温层的确定方法:两种方法,第一种是实地长期观测钻孔内稳态温度,至少经历一个冬天与一个夏天;第二种方法,利用当地年平均气温来确定恒温层深度。2)地温梯度的计算:不能仅用简易测温的数据来
4、算,要进行恒温层的校正来得出当地正确的地温曲线,再用这条地温曲线来计算地温梯度。5、地温图件的基本内容1)地温剖面图:在地质剖面图的基础上,增加等温线,等温线按照剖面上或邻近剖面的钻孔实测温度资料来勾画。2)等温线平面图虽然我们说某个矿区其地温主要与深度相关,地温梯度大致相同。但实际上,地下岩体的温度受到了其它许多因素的控制,地下热场决定了温度场,地下的等温面是十分复杂的。地下某个点的温度不仅与地热背景有关,也与载体岩性有关,与热的传导(构造)有关,与载体岩性的放射性物质种类及放射强弱有关,与地下水的运动有关,等等因素。这些都会使得同标高位置具有不同的温度,地下的等温面全然不是一个简单的平面,
5、而是一个近似平面的复杂曲面。为了正确地表达这种等温面的状况,就必须绘制各种等温线平面图。等温线平面图实质上就是等温面与空间平面的交线,是将复杂的等温面简化为二维的等温线。各类等温线平面图主要包括:某标高的地下等温线平面图:是一个标高平面与一系列等温面的交线在水平面上的投影。具体的做法:以水平切面图为底图,从一系列的地温剖面图上取得该高程面与各个等温线的交点,将这些交点转到水平切面图上,连结等温点成等温线。某矿层的等温线平面图:是某矿层底板或顶板与一系列等温面的交线在水平面上的投影。具体做法:以矿底板或顶板等高线图为底图,从一系列的地温剖面图上取得该矿层底板或顶板与各个等温线的交点,将这些交点转到底图,连结等温点成等温线。由此可知,想做成地温剖面图或等温线平面图,需要足够的地温点资料,即需要在图件范围内大量测量许多钻孔的地温数据。