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宿县矿区地温场分布特征及其控制因素研究
作 者: 郭艳
导 师: 吴基文
学 校: 安徽理工大学
专 业: 地质工程
关键词: 地温场 地温梯度 COMSOL模拟 地热 宿县矿区
分类号: P314
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 25次
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内容摘要
本论文以宿县矿区为研究对象,以近似稳态孔为基准,对简易测温孔进行校正,利用校正后数据并结合井下巷道测温,分析出矿区地温分布特征及其地温场控制因素;利用COMSOL软件模拟反演矿区地温场,分析矿区主采煤层热害情况,评价矿区地热资源。取得的主要成果和认识有:矿区西部和东部地温梯度偏小,局部地区低于1.6℃/百米,出现负异常;矿区中部地温梯度较高,大部分在2.2℃/百米以上,局部达到3℃/百米以上,出现正异常。推测约在-642m深度出现一级热害,在-904m深度出现二级热害。矿区水平地温特征与地温梯度的分布趋势基本保持一致。同一水平上,西南部温度相对较低;东北部和东南部温度相对较高;矿区中部地温变化不大。沿垂直方向,地温随深度的增加而增大。基底构造、松散层厚度及地下水活动对本矿区地温场的分布影响较大,并起控制作用。利用COMSOL软件,对地温场分布进行数值模拟,并得出断层对地热具有一定的阻挡作用,且得到该矿区底部热源热流值Qb的平均值为0.05W/m2。该模型对更深部煤层开采指导工作也具有一定的参考价值。利用热储法对矿区-1500m以上范围地温资源预测,得出地热储量约为1.08542*1020J。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-13 插图清单 13-15 附表清单 15-16 1 绪论 16-24 1.1 课题背景 16-18 1.2 国内外研究动态 18-20 1.2.1 国外研究现状 18-19 1.2.2 国内研究概况 19-20 1.3 发展趋势 20-21 1.4 本论文的研究内容、主导思想、研究方案与技术路线 21-24 1.4.1 论文研究的主要内容 21-22 1.4.2 主导思想 22 1.4.3 研究方案 22-23 1.4.4 技术路线 23-24 2 宿县矿区概况 24-38 2.1 矿区地理概况 24-27 2.1.1 矿区位置范围及交通 24 2.1.2 矿区地貌 24-25 2.1.3 矿区气候 25 2.1.4 经济状况 25-26 2.1.5 自然地震 26-27 2.2 矿区地质概况 27-36 2.2.1 区域地质 27-32 2.2.2 宿县矿区构造 32-33 2.2.3 岩浆岩 33-36 2.3 煤层 36-38 3 宿县矿区地温特征 38-62 3.1 矿区地温测试与校正 38-50 3.1.1 测温孔校正 38-41 3.1.2 矿区巷道测温 41-50 3.2 矿区地温特征 50-62 3.2.1 矿区地温梯度 50-54 3.2.2 分水平地温特征 54-60 3.2.3 垂直方向地温特征 60-62 4 矿区井温曲线的类型及其应用 62-74 4.1 井温曲线的类型 62-68 4.1.1 井温曲线类型 62 4.1.2 井温曲线的整体形态 62-64 4.1.3 含水层在井温曲线上的特征 64-68 4.2 宿县矿区井温曲线整体形态类型及应用 68-74 5 宿县矿区地温场控制因素 74-82 5.1 构造对地温的影响 74-77 5.2 松散层对地温的影响 77-79 5.3 地下水对地温的影响 79-80 5.4 岩浆岩对地温的影响 80-82 6 宿县矿区地温场模拟 82-96 6.1 模型的建立 82-88 6.1.1 软件简介 82-83 6.1.2 研究对象 83-85 6.1.3 几何模型的建立 85-86 6.1.4 参数的选取和网格的划分 86-88 6.2 模型结果分析 88-94 6.2.1 模型结果 88-90 6.2.2 钻孔实测温度与模型结果对比 90-94 6.3 Comsol软件对地温模拟分析 94-96 7 地热资源评价 96-100 7.1 地热资源预测 96-97 7.2 地热资源的利用现状及前景 97-100 8 结论 100-102 8.1 主要研究成果 100-101 8.2 问题与建议 101-102 参考文献 102-106 致谢 106-108 作者简介及读研期间主要科研成果 108
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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地球物理学 > 大地(岩石界)物理学(固体地球物理学) > 地热学
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