ЗАДАНИЕ. № п/п Вид защитного экрана Интенсивность ИКИ I (Вт/м2) на расстоянии L (см) от источника Норма ИКИ (ГОСТ 12.1.005-88)

 

№ п/п	Вид защитного экрана	Интенсивность ИКИ I (Вт/м2) на расстоянии L (см) от источника	Норма ИКИ (ГОСТ 12.1.005-88)	Эффективность экранирования
	Без экрана								-
	Цепной экран							0,63
	Асбестовый							0,84
	Алюминиевый							0,87
	Латунь							0,82
	Мешковина							0,77

 

Рис.2. Графики зависимости I=f(L) с использованием различных экранов.

Вывод: Согласно графическим данным самым эффективным является использование алюминиевого защитного экрана. Также на расстоянии более 50см от источника теплового излучения возможно применение защитных экранов из асбеста и расстоянии более 55см экранов из латуни без превышения норм ИКИ по ГОСТ 12.1.005-88.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

С поверхности Земли постоянно излучается тепловая энергия. Тепловой проток через поверхность Земли q составляет порядка 0.07 Вт/м² и значительно (в 10-100 раз) превышает энергию, высвобождаемую при землетрясениях и вулканической деятельности.

Тепловой поток определяется произведением коэффициента теплопроводности (l) и градиента температуры DТ:

q = l·DТ. (6.6)

Температурный градиент характеризует скорость нарастания температуры с глубиной. Величина его варьирует в интервале от 1 до 5^оС на каждые 100 метров, составляя в среднем у поверхности Земли 2^оС/100 м. Коэффициент теплопроводности, характеризующий способность горной породы передавать тело от более нагретой части менее нагретой, зависит от состава породы и изменяется в среднем для земной коры:

Таблица 1

Средние коэффициенты теплопроводности слоев земной коры

 

l, Вт/(м·k)	Слой земной коры
0.6	Водный
1.9	Осадочный
2.3	Гранито-метаморфический
3.4	Базальтовый
4.2	Верхняя мантия

Карта теплового потока через поверхность Земли приведена на рис. 6.2. Она характеризует термическое состояние приповерхностной зоны Земли до глубин в несколько сот километров. Отметим две важные особенности теплового потока.

1. Средние тепловые протоки через континентальную и океаническую поверхности Земли приближённо одинаковы. Это побудило учёных пересмотреть представление о вкладе радиогенного тепла в тепловой поток Земли. Радиоактивные элементы находятся преимущественно в гранитном слое земной коры, который в океанической коре отсутствует. Следовательно, на континентах источники тепла сосредоточены, в основном, в наружных гранитном и базальтовом слоях (по расчётам от 40 до 70% q), а на океанах - они находятся в мантии и, скорее всего, рассосредоточены на глубину до нескольких сотен километров.

2. Геотермические аномалии коррелируются с различными геологическими структурами, что позволяет использовать данные о тепловом потоке при их интерпретации. Глобальные аномалии теплового потока приурочены к рифтовым зонам и другим активным областям литосферы.

ЗАДАНИЕ

 

 

1. Оцените температуру на глубине 100 км в заданной точке (табл. 3), используя карту теплового потока на поверхности Земли (рис. 6.2), строение литосферы (табл. 2), средние коэффициенты теплопроводности слоев земной коры (табл. 1). Постройте разрез литосферы и график изменения температуры с изменением глубины.

На карте (рис.6.2) значения теплового потока приведены в относительных единицах. Для получения теплового потока в единицах СИ необходимо умножить приведённые значения на 0,04 Вт/м².

 

 

2. На глубинах порядка 100 км происходит зарождение базальтовых магм. В условиях атмосферного давления базальт плавится при температуре 1100 ^оС. Из сопоставления Ваших результатов по п. 1 с этой температурой сделайте заключение, как влияет повышение давления в недрах Земли на температуры плавления её вещества.

 

3. Фундамент Западно-Сибирской плиты под месторождениями нефти и газа часто сложен известняками или гранитами (табл. 3). Оцените тепловой поток из фундамента, если по измерениям в скважинах температурный градиент в породах фундамента составляет (табл. 3). Какая теплопроводность вышезалегающей тюменской свиты, если температурный градиент в ней равен (табл.3). Осреднённые значения теплопроводности известняков – 1.5 Вт/(м*к), гранитов – 3.8 Вт/(м*к).

 

Таблица 2