ZESZYTY NITKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ S e r i a : GÓRNICTWO z . 41
________ 1969 Nr k o l . 269
Kazi mierz Chmura
UWAGI DOTYCZĄCE GRADIENTU GEOTERMICZNEGO I PRZEWODNOŚCI CIEPLNEJ SKAŁ OBSZARU LUBIN-POLKOWICE
1 . ffst ęp
E k s p l o at a e Ja rudy m i e d z i w o b s z a r z e L u b i n - P o l k o w l c e J e s t m f a s i e d oś wi adc ze ń 1 wymagać b ę d z i e J e s z o z e w i e l e fconcepcyjnyoh r o z w i ą z a ń . W o s t a t n i c h l a t a e h d a j e s i ę obserwować w s z e c h s t r o n ną d z i a ł a l n o ś ć w ki e ru n ku doboru n a j l e p s z y c h sposobów 1 metod w y b ie r an i a k o p a l i n y ze z ł o ż a . Podyktowane t o J e s t p rz ede
wszystkim wzgl ędami ekonomicznymi i warunkami b e z p i e c z n e j p r a - oy z a ł o g i . W związku z tym na p l a n p i e r w s z y wysuwa s i ę problem s t w o r z e n i a o dpo wie dnloh warunków k l i m a t y c z n y c h z a ł o d z e , k t ó r a na pracować na g ł ę b o k o ś o l wyst ępowania z ł o ż a . Z p r a k t y k i g ó r n i c z e j wiadomo, ż e o warunkach k l i m a t y c z n y c h k o p a l n i d e c y d u j ą t r z y podstawowe c z y n n i k i Jak: p i er wo tn a t emperatura s k a ł 1 k o p a l i n y u ż y t e c z n e j , w i l g o t n o ś ć p o w i e t r z a o r a z pr ędko ś ć po
w i e t r z a wprowadzonego do wy r obi s k g ó r n i c z y c h . Dwa o s t a t n i e c z y n n i k i ( w i l g o t n o ś ć i pr ędkoś ć p o w i e t r z a ) w d z i s i e j s z y c h wa
runkach t e e h n i e z n o - g ć r n i c z y c h nogą być r egulowane p op r z e z pr zy s t o s o w a n i e c a ł e g o s ys te mu w e n t y l a o j i do danych warunków i po
t r z e b k l i m a t y c z n y c h . Czynnik p i e r w s z y t o J e s t c z y n n i k p i e r w o t ne j t empe ra t ury s k a ł n i e z a l e ż n y od n a s z e j d z i a ł a l n o ś c i g ó r n i c z e j , z a l e ż y pr ze de ws z ys tk im od w ł a ś c i w o ś c i g e o t e r m i c z n y c h g ór otwor u danego r e g i o n u g ó r n i o z e g o .
W a r t y k u l e tym podamy ws tę pną i marginesową a n a l i z ę odnoś
n i e g e o t e r m i c z n y c h warunków z ł o ż a rud m i e d z i , ponieważ s z c z e g ół owe bada n ia w tym z a k r e s i e prowadzone s ą o b e c n i e w Zakła
d z i e Deśwlada żalnym Kombinatu G ó r n i c z o - H u t n i c z e g o M i e d z i p r z e z mgr i n ż . F . Ża c zka .
134 K az i m i e r z Chmura Z , G r a d i e n t g e o t e r m i c z n y 1 p i e r w o t n e t e m p e r a t u r a s k a ł
G r a d i e n t g e o t e r m i c z n y i p i e r w o t n a t e m p e r a t u r a s k a ł z a l e ż n a j e s t od p r z e w o d n o ś o l c i e p l n e j .
i r z e w o d n o ś ć c i e p l n ą s k a ł o k r e ś l a j ą nam t a k i e p a r a m e t r y c i e p l n e J a k : w s p ó ł c z y n n i k p r z e w o d z e n i a c i e p ł a ( X-, . w s p ó ł c z y n n i k p r z e w o d z e n i a ( wyr ó wn y w an i a) t e m p e r a t u r y ( a ) ; w ł a ś c i w a po
jem no ś ć c i e p l n a ( o ) . W p r z y p a d k u w y s t ę p o w a n i a s k a ł w c a l i ź n i e g ó r o t w o r u wchodzą j e s z c z e g r a d i e n t g e o t e r m l c z o y (G ) i z wi ą za uy z tym s t o p i e ń ( G r ) o r a z p i e r w o t n a t e m p e r a t u r y s k a ł w w y r o h i s - kiOd g ó r n i c z y c h C^p ) .
Mając t e w s z y s t k i e poda ne w l i c z b a o h p a r a m e t r y możemy dośó d o k ł a d n i e u s t a l i ó w a r u n k i k l i m a t y c z n e d l a d a n e j p o d z i e m n e j ko
p a l n i ¡2, 3 ] . Wymienione w ł a ś c i w o ś c i c i e p l n e s k a ł r ó ż n i e k s z t a ł t u j ą s i ę w z a l e ż n o ś c i od r o d z a j u , t y p u i g ł ę b o k o ś c i wy
s t ę p o w a n i a s k a ł . D o ś w i a d c z e n i a w y k a z a ł y , ż e n i e można pominąć p r z y o b l i c z e n i a c h t e m p e r a t u r y p o w i e t r z a w k o p a l n i b e z uwz gl ęd
n i e n i a p a ra m e t r ó w c i e p l n y c h g ó r o t w o r u .
W p r a k t y c e g ó r n i c z e j i n t e r e s u j e n a s p i e r w o t n a t e m p e r a t u r a s k a ł na p r o j e k t o w a n y m p o z i o m i e , a k t ó r a j e s t f u n k c y j n i e z a l e ż na od wspomnianych p a r a m e t r ó w c i e p l n y c h c a ł e g o g ó r o t w o r u .
Wyz nac za ni e p i e r w o t n e j t e m p e r a t u r y s k a ł d l a p r o j e k t o w a n e g o pcziomu t y l k o na p o d s t a w i e z nanego wzoru o p a r t e g o na ś r e d n i e j t e m p e r a t u r z e r o c z n e j i s t o p n i a g e o t e r m i c z n e g o n i e zawsze d a j e nam n a l e ż y t e r e z u l t a t y :
1> 3 \ ) . + ś r G_
r g d z i e :
- p i e r w o t n a t e m p e r a t u r a s k a ł , °C - ś r e d u i a r o c z n a t e m p e r a t u r a , °C AH - g ł ę b o k o ś ć , m
G„ - s t c p i e ń g e o t e r m i c z n y ,
c
J a k wi d ać p o s ł u g u j e s z s i ę ¿ u t a j ś r e d a i ą r o o z o ą t e m p e r a t u r ą , k t ó r a w yn o s i o k . 8 ° C , g ł ę b o k o ś c i ą aa c t ó r ą ma wpływ wyżej p o d a -
Uwagi d o t y c z ą c e g r a d i e n t u . « 135 oa t e m p e r a t u r a p o w i e t r z a na p o w i e r z c h n i Z i e m i ( g ł ę b o k o ś ć t a o k r e ś l a n a J e s t na 25 -3 0 m od p o w i e r z c h n i t e r e n u ) o r a z p o s ł u g u j em y s i ę s t o p n i e m g e o t e r m i c z n y m , k t ó r y o k r e ś l o n y j e s t na o k . 2 8 - 3 3 S_.
°C
O b l i c z e n i a t e m p e r a t u r y można dokonaó wedł ug wyżej podanego wzor u J a k i t e ż wzoru o p i e r a j ą c e g o s i ę na p r z e w o d n o ś c i c i e p l n e j s k a ł 1 s u m a r y c z n e j m i ą ż s z o ś c i da n yc h typów s k a l n y c h . S t o s u j ą c r ó ż n e wzory do w y z n a c z a n i a p i e r w o t n e j t e m p e r a t u r y g ó r o t w o r u na d a n e j g ł ę b o k o ś c i o tr zy mu je my r ó ż n e w a r t o ś c i . P r z y u w z g l ę d n i e n i u p r z e w o d n o ś c i c i e p l n e j s k a ł d l a r ó ż n y c h odmian p e t r o g r a f i c z n y c h 1 typów l i t o l o g i c z n y c h i u w z g l ę d n i a j ą c i c h m i ą ż s z o ś c i , t e m p e r a t u r a p i e r w o t n a g ó r o t w o r u b ę d z i e z b l i ż o n a do f a k t y c z n e j w i e l k o ś c i .
B a d a n i a p a ra m e t r ó w c i e p l n y c h s k a ł muszą byó j e d n a k p r z e p r o wadzane w u s t a l o n y o h w a r u n k a c h t e r m i c z n y c h .
C z ę s t o w p r a k t y c e a e r o l o g i i g ó r n i c z e j , u s t a l a s i ę p r ze wo d n o ś ć c i e p l D ą na p o d s t a w i e g r a d i e n t u g e o t e r m i c z n e g o . Z n a j ą c z pomiarów k a r o t a r z o w y c h l u b b e z p o ś r e d n i o u s t a l o n y w k o p a l n i a c h g r a d i e n t g e o t e r m i c z n y , k t ó r y j e s t z a l e ż n y :
aC
g d z i e ?
- ś r e d n i a w a r t o ś ć z a g ę s z c z a n i a c i e p ł a w s t r u m i e n i u , '—*■
s r b£
X. - ś r e d n i a w a r t . ś ó w s p ó ł c z y n n i k a p r z e w o d z e n i a c i e p ł a , w
a i eg
R - o pór c i e p l n y s k a ł .
P r z e w o d n o ś ć c i e p l n a s k a ł ua j a k i m k o l w i e k p o z i o m i e p r z e k r o j u g e o l o g i c z n e g o może byó w y z n a c z o n a , J e ś l i o c z y w i ś c i e przewodność c i e p l n a s k a ł w y s t ę p u j ą c y c h w p o b l i ż u b a d a n eg o poziomu J e s t
136 K a z i m i e r z Chmura aoaaa 1 j e s t taka sama, j aka o k r e ś l o n a z o s t a ł a na pojedynczych próbkach l a b o r a t o r y j n y c h , wtedy na p o d s t a w i e g r a d i e n t u g e o t e r micznego (G) 1 wyprowadzonego z a g ę s z o z e n l a c i e p ł a w s trumi e
n i u nożna wyznaczyć w s p ó ł c z y n n i k przewodzeni a c i e p ł a X.
W tym przypadku s t o s u j e s i ę wzór:
4 = S 1 N 7
s t ą d
L . w
x x = G^ a deg
_ X1 W
x G2 b deg
g d z i e :
4 - z a g ę s z c z e n i e c i e p ł a w s t r u m i e n i u , W-*r B
G^ - g r a d i e n t g e o t e r B i c z n y na pozi omi e o znanej przewód- n e ś c i c i e p l n e j s k a ł w y s t ę p u j ą c y c h w punkoie pomiaru g r a d i e n t u , °C,
OD
x1 - w s p ó ł c z y n n i k przewodzeni a e l e p ł a s k a ł na p o z l o n i e p r z e k r o j u g e o l o g i c z n e g o na k t ó r y a u s t a l o n y z o s t a ł g r a d i e n t ( G ^ ,
G2 - g r a d i e n t g e o t e r m i c z n y na badanym p o z i o m i e , °C—
X - w s p ó ł c z y n n i k przewodzeni a c i e p ł a na badanym pozi omi e (na g ł ę b o k o ś c i g r a d i e n t u G2 ) ,
Obe cn ie g r a d i e n t g e o t e r B i c z n y u s t a l a s i ę metodą k ar o t a r z o ną w otworach w i e r t n i c z y c h l ub b e z p o ś r e d n i o p r z e z pomiar tem
p e r a t u r y w k o p a l n i a c h podziemnych. W przypadku kopal ń pod
ziemnych r o z p a t r u j e s i ę poąicm planowany (dane t er mi cz n e s k a ł poziomu pl anowanego) w o d n i e s i e n i u do w ł a s n o ś c i t er mi cz ny c h s k a ł na p o z l o n i e czynnym, położonym nad pozl oneB planowanym.
Dl a wy zna cz eni a G z wykresu k a r o t a r z u o d c z y t u j e s i ę war
t o ś c i t empe ra tury 1 g ł ę b o k o ś c i . O b l i c z e n i e g r a d i e n t u przepro—
Uwagi d o t y c z ą c e g r a d i e n t u . 137 wadza s i ę w z a l e ż n o ś c i od z m i e n n o ś c i t e m p e r a t u r y . P r z y j m i e m y na p r z y k ł a d , ż e co 100 m t e m p e r a t u r a s i ę z m i e n i a , wówczas g r a d i e n t g e o t e r m i c z n y b ę d z i e s i ę p r z e d s t a w i a ł wzorem
^ oc
Gi o o = 100 s2"-Tr; b~
g d z i e :
“ t e m p e r a t u r a na końcowym o d c i n k u p r z e k r o j u , °C - t e m p e r a t u r a na początkowym o d c i n k u p r z e k r o j u , °C H2 - g ł ę b o k o ś ć końoowa, m,
H-j “ g ł ę b o k o ś ć p o c z ą t k o w a , m.
G ł ę b o k o ś ć l i c z y m y w p r o s t y c h o d o l n k a c h p i o n o w y c h .
W p r z y p a d k u , gdy w s p ó ł c z y n n i k p r z e w o d z e n i a c i e p ł a 1 t e m pe r a t u r y w o t w o r z e ( l u b w y r o b i s k u podziemnym) j e s t r ó ż n y d l a s k a ł o t a c z a j ą o y c h wówczas musimy o b l i c z y ć r ó ż n l o ę t e m p e r a t u r y , j a k a I s t n i e j e w z w i ą zk u z odmi en ną p r z e w o d n o ś c i ą w o t w o r z e 1 s k a ł a c h o t a c z a j ą c y c h . Wzór na t ę r ó ż n l o ę ma p o s t a ć
A\)= Ai) r-2—
o 4 a 0
.
_2. „ Av , „ _o , _ ,> Op
lg 577 = lg r r ; ~ lg ^ c g d z i e :
A\S - r ó ż n i c a t e m p e r a t u r y między s k a ł a m i b a d a n e g o p u n k t u a s k a ł a m i o t a c z a j ą c y m i d l a r ó ż n e g o c z a s u , °C A\)0 - r ó ż n i c a t e m p e r a t u r y między t e m p e r a t u r ą p o c z ą t k o w ą
3 k a ł y w o t w o r z e a t e m p e r a t u r ą po j e j u s t a l e n i u s i ę po o k r e ś l o n y m c z a s i e , °C
yf - t e m p e r a t u r a s k a ł o t a c z a j ą c y c h , °C r Q - pr omi e ń o t w o r u l u b w y r o b i s k a , m
a - w s p ó ł c z y n n i k p r z e w o d z e n i a t e m p e r a t u r y d l a t e m p e r a t u r y
° m2
p o c z ą t k o w e j , g—.
138 K az imi er a Chmura N a l e ż y t u t a j p o d k r e ś l i ć , ż e z a g s d a i e n i e t e r m i k i g ó r o t w o r u n i e J e s t J e s z c z e d e f i n i t y w n i e 1 o s t a t e c z n i e o p r a c o w a n e .
P r o w a d z o n e s ą w tym z a k r e s i e b a d a n i a podykt owane k o n i e c z n o ś c i ą p o t r z e b g ó r n i c t w a i n i e k i e d y g e o l o g i i ( 3 ) i g e o f - i z y k i .
T e m p e r a t u r ę p i e r w o t n ą (i)p ) s k a ł na p r o j e k t o w a n y m p o z i o m i e możemy wyz na cz yć za pomocą n a s t ę p u j ą c e g o w z or u :
P g d z i e :
+ ^ ś r dl _ ^ ^ < h_ ^ “ l I o
c
^ - ś r e d n i a t e m p e r a t u r a r o c z n a d l a r e g i o n u , C 4gr - ś r e d n i a w a r t o ś ć z a g ę s z c z e n i a c i e p ł a w s t r u m i e n i u , W
H d ^ , d2 , d j - c a ł k o w i t a m i ą ż s z o ś ć danego t y p u ( r o d z a j u )
s k a ł y , m
- ś r e d n i w s p ó ł c z y n n i k p r z e w o d z e n i a c i e p ł a m degW d l a d an e go t y p u ( r o d z a j u ) s k a ł y , W
P r z y w y z n a c z a n i u t e m p e r a t u r y p i e r w o t n e j s k a ł d l a k o p a r ń m i e d z i za pomooą s t o p n i a g e o t e r m i c z n e g o i w s p ó ł c z y n n i k a p r z e w o d z e n i a c i e p ł a nasuwa s i ę uwaga, ż e p r z y p r o j e k t o w a n i u g ł ę b s z y c h poziomów n a l e ż y o p r z e ć s i ę p r z y w y z n a c z a n i u t e m p e r a t u r y na p r z e w o d n o ś c i o i e p l n e j , u w z g l ę d n i a j ą c m i ą ż s z o ś ć p o s z c z e g ó l nych r o d z a j ó w s k a ł . S t w i e r d z o n o bowiem, że na g ł ę b o k o ś c i 900 m t e m p e r a t u r a p i e r w o t n ą s k a ł wyznaczona za pomocą 3 t o p u i a g e o t e r m i c z n e g o J e s t n i e c o m n i e j s z a a n i ż e l i u s t a l o n a p o m ia r am i b e z p o ś r e d n i m i . W m i a r ę z w i ę k s z e n i a g ł ę b o k o ś c i u j a w n i a s i ę w z r o s t t e j r ó ż n i c y t e m p e r a t u r y p i e r w o t n e j s k a ł . S z c z e g ó l n i e wyższą otrzymamy t e m p e r a t u r ę p i e r w o t n ą s k a ł w t y c h w y r o b i s k a c h , k t ó r e b ę d ą z a k ł a d a n e r ó w n o l e g l e do u w a r s t w i e n i a g ó r o t w o r u .
3 . P r z e w o d n o ś ć c i e p l n a s k a ł
S k a ł y n i e s ą d o br y mi p r z e w o d n i k a m i c i e p ł a . P r z e w o d z ą o i e p ł o z o i k o r i e . S ą t e ż i t a k i e t y p y s k a ł , k t ó r e p r z e w o d z ą c i e p ł o b a r dzo s ł a b o . W ł a ś c i w o ś ć t a j e s t d l a s k a ł c h a r a k t e r y s t y c z n a i u j a w n i a c h a r a k t e r k i e r u n k o w y p o d o b n i e j a k u m i n e r a ł ó w .
Uwagi d o t y c z ą c e g r a d i e n t u 139 M i n e r a ł y wcho dz ąc e w s k ł a d s k a ł o d z n a c z a j ą s i ę s w o i s t y m i w ł a ś c i w o ś c i a m i c i e p l n y m i .
C i e p ł o p r z ew o dz on e p r z e z m i n e r a ł y j e s t p r z e z n i e c z ę ś c i o w o a b s o r b o w a n e j a k o e n e r g i a . C i e p ł o j e s t p r z e z m i n e r a ł r ó ż n i e a b s o r b o w a n e , z a l e ż n i e od k i e r u n k u p r z e p ł y w u w nim s t r u m i e n i a c i e p l n e g o względem o s i k r y s t a l o g r a f i c z n y c h . J e s t t o wi ęc w ł a s - noś ó k i e r u n k o w a c h a r a k t e r y s t y c z n a d l a p o s z c z e g ó l n y c h s u b s t a n c j i k r y s t a l i c z n y c h . Z t e g o t e ż w zg l ęd u w m i n e r a l o g i i w y r ó ż n i a s i ę dwie s k r a j n e g r u p y m i n e r a ł ó w :
- m i n e r a ł y d i a t e r m l c z n e , t j . m i n e r a ł y p r z e p u s z c z a l n e d l a s t r u m i e n i o i e p ł a ,
- m i n e r a ł y a d i s t e r m i o z n e , t j . m i n e r a ł y n i e p r z e p u s z c z a l n e d l a s t r u m i e n i o i e p ł a ,
O g ó l n i e b i o r ą c w s z y s t k i e m i n e r a ł y c e c h u j ą c e s i ę m e t a l i c z nym w i ą z a n i e m s i e c i k r y s t a l o g r a f i c z n e j p r z e w o d z ą p r o m i e n i e c i e p ł a d o ś ó d o b r z e [ 2 , 3 , 4] .
W y r a ź n i e z a z n a o z a j ą c a s i ę k i e r u n k o w o ś ó w p r z e w o d z e n i u c i e p ł a u w i e l u m in e r a ł ó w j e s t podobna do k l e r u n k o w o ś c i w z a ł a m a n i u p r o m i e n i ś w i e t l n y c h i w s p ó ł c z y n n i k u l i n i o w e j r o z s z e r z a l n o ś c i o i e p l n e j . Możemy wi ęc p o w l e d z i ć , że mamy t u t a j do o z y n i e n i a z
i z o t r o p o w y m i i a n i z o t r o p o w y m i m i n e r a ł a m i pod względem i c h p r z e w o d n o ś c i c i e p l n e j .
S k a ł y z a g ł ę b i a m ie dz io weg o L u b i n i a u j a w n i a j ą r ó ż n e w a r t o ś - o i l i c z b o w e w s p ó ł c z y n n i k a p r z e w o d z e n i a c i e p ł a i t o zarówno z g o d n i e z k i e r u n k i e m u ł a w i c e n i a , j a k i p r o s t o p a d l e do u ł a w i - c e n l a . W tym ś w i e t l e n i e można pr zyj mować do o b l i c z e ń w a r t o ś c i l i c z b o w e w s p ó ł c z y n n i k a p r z e w o d z e n i a c i e p ł a z l i t e r a t u r y . Ten sam r o d z a j s k a ł y w r ó ż n y c h p u n k t a c h i ne r ó ż n y c h g ł ę b o k o ś ć i a o h b ę d z i e wykazywał r ó ż n ą p r z e w o d n o ś ć c i e p l n ą .
P r z e p r o w a d z o n e w s t ę p n e b a d a n i a nad p r z e w o d n o ś c i ą c i e p l n ą s k a ł z o b s z a r u L u b i n - P o l k o w i c ? p r z e d s t a w i o n o w t a b l i c y 1 .
J a k wyni ka z t a b l i c y 1 w ł a ś o i w n ź c i C i e p l n e g ó r o t w o r u ? « g ł ę b i a Mie dz iowe go L u b i n - P o l k o w i o e k s z t a ł t u j ą s i ę r ó ż n i e .
P r z e p r o w a d z o n e w s t ę p n e b a d a n i a p r z e w o d n o ś c i o i e p l n e j s k a ł z omawiaaego o b s z a r u p o z w a l a j ą w yp r owa d zi ć s z e r e g o g ó l n y c h uwag, k t ó r e p r z y d a l s z y c h b a d a n i a c h t e r m i c z n y n h s k a ł mogą b yć w y k o r z y s t a n e .
Niektóre danetermiczne skałobszaru Lubin-Polkowice
140
i Kazi mie rz Chmura
©o
Eash
OO
oOJ
II
>>
pu 1asu su©
P© V0
tO
o O r* CM
d 3
a> p i 8 oCM
c o
T~ 8 x~IA
n * d et • e et •> •>
o a? o O O O O Q a
n as p
© •m b A TfA 1
CM 1
LA c i X a
©» P* d CM O CM Q fA oo fA
s
Ł0 © u 3 t a O o o O o V
© p p et •> • e> •t et
N O W •lT o o o O O O O
&
»H & » 8 VCM r -
CM 8 o
8
Pe CT\ vo • CM CM CM
© • O •> « « et
P bd O c T V* O Q O O
O • 1 1 1 1 1 1 1
TS 5» (Tc o o VO vo CM
CM D- o fA 0N
8 V£>
'Ofu a •> V* LAet r-«. e et CO»
o « V CM r O O O
•% O LA 00 vo o o fA
r*
5 VO 00 IA IA ON fA
nO * ON on O CM ON CM
cd 'W b0 •> •> • et et e.
* 2 « r~ O o r* r - o r*
•H d (U td 1 1 i 1 1 1 •
O S rM ►d e IA CM LA l > fA LA
n© © Pł
© * 0 © b0 T“ O NO Q LA r~
M 00 CO LA CO O ON ON
•M O P et • et • •l
I* fu o o O o O O V o O*
M a Cd P H I fa
' f
O o fA o c o r - LA
d d © © VX) fA CM V r PA O
d © » P« o CM PA V LA VO CM
>* « >* a
N d c ® > ł r* » et •> •1 m e> •
u V CM O T" r* V* V
o O * P d p
•
c i c i c i c o1 rA 1
LA c i
NO © U ^ f t N !>> flj W U » *H
CM_ LA IA 00 A - V CM o -
a W rA CM o C^* D - CM ON
•> •> et •> •> •t et
SB P o ^ d © O V o O O V O
Jd ©
P P T“ O Q r - O CM PA
d d o IA o
8
V“ CM ON
d © © V V0 V LA O l>-
>> © *M •> •> et et • e>
N d f t b0 r - V- o LA PA
o o © © 1 1 1 J 1 1
r M £ P Dc O O o O O j h O
NO © O
a c - 00
1 00 V“ 00 vo
P . N i o LA co O fA r -
W fe
> &
fik •
i*1 ó O o o O fA r~
p©
& o © d
p p ©
& & .S d ©
tS p p
P<
>» P *rl © d ©
rM •rl © © u u * 0 0
© rM O d n N© © d d
¿ i bo P © d p P tQ N ©
© d d u o © (SI O O
P *d m ¿a :* o o © >» >> d
• o © o O ? d P P P o
© P p >> H *H O 45 d p P 0 p
Ml Jd N © P © O .¡d O © a a P N
tJ n n P N ©
3 3 p o o b0*O
O © >»© bo ©• P k P rM U ©
« «H fM rM ©> N p © o O © p
M Pk 5« V P-* p 3* ,cł Q s a
Uwagi d o t y c z ą c e g r a d i e n t u . . . 141 S k a ł y Z a g ł ę b i a L u b l n - P o l k o w l c e wykazują w ki e ru nku równo
l e g ł y m do u ł a w i c e n l a przy t e m p e r at u rz e 20°C i w u s t a l o n y c h warunkach t e r m i c z n y c h r ó ż n e w a r t o ś o i l i c z b o w e w s p ół c z yn ni k a p r z e wo dz e ni a o i e p ł a , pr ze wo dz e ni a t e m p e r a t u r y , w ł a ś o i w e j po
j e m n o ś c i o i e p l n e j , oporu c i e p l n e g o i z a g ę s z c z e n i a o i e p ł a w s t r u m i e n i u . R óż n i c e t e d a j ą s i ę t e ż zauważyó w ki eru nku pro
s topadły m do u ł a w i o e n i a [2, 3 , 4 ] .
Dość duże z r ó ż n i c o w a n i e w w a r t o ś c i w s p ó ł c z y n n i k a przewodze
ni u c i e p ł a l u b i ń s k i c h s k a ł wynika z i o h c h a r a k t e r u p e t r o g r a f i c z n ego. od w ł a s n o ś c i f i z y k o - m e c b a n i c z n y e h , j ak i t e ż od g ł ę b o k o ś c i z a l e g a n i a t y c h s k a ł .
Z a l e ż n o ś ó między wymienionymi parametrami a w ł a ś c i w o ś c i ą o i e p l n ą s k a ł można u j ą ó w n a s t ę p u j ą c y c h punktach:
- w z r o s t w s p ó ł c z y n n i k a p rz ewo dz eni a c i e p ł a ujawnia s i ę wraz ze wzrostem l i c z b w ł a s n o ś c i f iz y k o m e c h a n i b z n y o h ,
- w s p ó ł o z y n n i k x m a l e j e przy w z r o ś o i e i l o ś c i porów w s k a ł a c h ,
- w s p ó ł c z y n n i k X w z r a s t a przy i l o ś c i o w y m spadku z i a r n o ś r e d n i c y p o n i ż e j 0 , 0 6 mm, wskutek z m n i e j s z e n i a i l o ś c i s t y k u mię
dzy z i a r n o w e g o ,
- w s p ó ł o z y n n i k pr z ewo dz e ni a o i e p ł a wy r aź ni e w z r a s t a d l a s k a ł z a l e g a j ą o y c h na w i ę k s z y c h g ł ę b o k o ś c i a c h . Wzrost t e n o k r e ś l o no od 25 do 5016. Związane t o j e s t pr ze de ws zy s tk im ze s t o p niem d i a g e n e z y s k a ł ,
- w s p ó ł c z y n n i k p r ze wo dz e ni a o i e p ł a m a r g l i mi ed zi o no ś ny oh wzra
s t a wraz ze wzrostem w n i oh u d z i a ł u m i e d z i ,
- z a l e ż n o ś ó między wzrostem g ę s t o ś c i p r z e s t r z e n n e j a przewod
n o ś c i ą o i e p l n ą wyraźna j e s t d l a 3 k a ł z a l e g a j ą c y c h na wi ęk
s z y ch g ł ę b o k o ś c i a c h ,
- duży spadek w i e l k o ś c i w s p ó ł c z y n n i k a x j e s t wi doczny przy w z r o ś c i e p o r o w a t o ś c i w z g l ę d n e j i w i e l k o ś c i porów w s k a ł a c h z warstw w y s t ę p u j ą c y c h na p ł y t s z y c h g ł ę b o k o ś c i a c h . S k a ł y z warstw s t a r s z y c h a z a l e g a j ą c e g ł ę b i e j wykazują m n i e j s z ą po
r o w a t o ś ć , w i ę k s z ą g ę s t o ś ć p r z e s t r z e n n ą i w i ę k s z ą wyt rzyma
142 Kaz im ie r z Chmura ł o ś ć , a co za tym i d z i e o d z n a c z a j ą s i ę one większym w s p ó ł c z y n n i k i e m p r z e w o d z e n i a c i e p ł a i b a r d z i e j wyrównywanymi J e go w a r t o ś c i a m i ,
- w s p ó ł c z y n n i k i X w z r a s t a w r a z ze w z r os te m t e m p e r a t u r y , co z w i ą z a n e J e s t ze z r ó ż n i c o w a n ą g ę s t o ś c i ą p r z e s t r z e n n ą i l i c z b ą p o r o w a t o ś c i w z g l ę d n e j . Wzros t t e n n a s t ę p u j e do t e m p e r a t u r y 65°C powyżej t e j t e m p e r a t u r y u t r z y m u j e s i ę m n ie j w i ę c e j w s t a ł y c h g r a n i c a c h ,
- w i l g o ć r ó w n i e ż wpływa na w z r o s t p r z e w o d n o ś c i c i e p l n e j s k a ł . Związane t o j e s t z w i ę k s z ą p r z e w o d n o ś c i ą wody a n i ż e l i po
w i e t r z a w y s t ę p u j ą c e g o w p o r a c h s k a ł h i g r o s k o p i j n y c h ( po
wie t r z n o - s u c h y c h ) ,
- w s z y s t k i e p a r a m e t r y w ł a s n o ś c i f i z y k o m e c h a n i c z n y c h s k a ł w o k r e ś l o n y c h p r z e d z i a ł a c h w y k a z u j ą z p r z e w o d n o ś c i ą c i e p l n ą pewną z a l e ż n o ś ć l i n i o w ą , k t ó r a p r z y d a l s z y c h b a d a n i a c h po
wi nna byó s z e r z e j i d o k ł a d n i e j w y j a ś n i o n a .
N a j k o r z y s t n i e j j e s t , p r z y o k r e ś l e n i u t e m p e r a t u r y p o w i e t r z a w w y r o b i s k a c h g ó r n i c z y c h na g ł ę b s z y c h p o z i o m a c h , u w z g l ę d n i a ć p r ze w o d n o ś ć c i e p l n ą s k a ł i n d y w i d u a l n i e d l a k a ż d e j p e t r o g r a f i c z n e j odmiany s k a l n e j . N i e k i e d y można t e ż d l a c a ł o ś c i wyro
b i s k p r z y j ą ć s r e a n i w s p ó ł c z y n n i k X o d p o w i a d a j ą c y i l o ś c i o w e mu w y s t ę po wa n iu danego t y p u s k a ł y w danym w y r o b i s k u g ó r n i c z y m .
J e ś l i w y r o b i s k o p r z e b i e g a wz dł uż u w a r s t w i e n i a g ó r o t w o r u s k a l n e g o t o w i e l k o ś ć w s p ó ł c z y n n i k a p r z e w o d z e n i a c i e p ł a b ę d z i e n i e c o wyższa a n i ż e l i gdyby u s ytuowane b y ł o p r o s t o p a d l e do u w a r s t w i e n i a .
J e ś l i w y r o b i s k a p r owa dz one b ę d ą p r o s t o p a d l e do u w a r s t w i e n i a t o ś r e d n i a w i e l k o ś ć w s p ó ł c z y n n i k a X powinna być po
m n i e j s z o n a d l a s k a ł o o k o ł o 10%.
W p r z y p a d k u p r o w a d z e n i a w y r o b i s k na j ed n ak o wy ch g ł ę b o k o ś c i a c h i w r ó ż n y c h s t r a t y g r a f i c z n i e w a r s t w a c h l a b o r a t o r y j n i e p r z e b a d a n y c h , a z w ł a s z c z a p r z y i c h z n a c z n e j p o c h y ł o ś c i ( k ą t u pa du 2 0 - 4 5 ° ) można d l a u ł a t w i e n i a p r z y j ą ć ś r e d n i w s p ó ł c z y n n i k X d l a w s z y s t k i c h r o d z a j ó w s k a ł .
Uwagi d o t y c z ą c e g r a d i e n t u . » 143 LITERATURA
[1] CHMURA K . , FRYCZ A . : Wstępne b a d a n i a nad u s t a l e n i e m p r z e wodn i ct wa c i e p l n e g o s k a ł k a r b o ń s k i c h - G ó r n o ś l ą s k i e g o Za
g ł ę b i a Węglowego, R e f . na Sympozjum naukowe na t e m a t :
"Rozwój b a d a ń w z a k r e s i e nowych metod i a p a r a t u r y p o m ia r o
wej w g ó r n i c t w i e podziemnym". SIT G ó r n i c t w a , PAN, Komi
t e t G ó r n i c t w a , K a t o w i c e 1965*
[2] CHMURA K . : P r z e w o d n o ś ć c i e p l n a s k a ł i w ę g l i g ó r n o ś l ą s k i e go k a r b o n u . Z e s z y t y Naukowe nr 190 P o l . S I . , S e r i a Gór
n i c t w o z . 2 6 , G l i w i c e 1 9 68 .
[3] CHMURA K . : W ł a s n o ś c i f i z y k o t e r m i c z n e s k a ł n i e k t ó r y c h k r a j o w y c h Z a g ł ę b i G ó r n i c z y o h . Wydawnictwo " Ś l ą s k " Katowice ( p r a c a w d r u k u ) .
[
4]
SALSKI W.: C h a r a k t e r y s t y k a g e o t e r m i c z n a s k a ł i wód » r e j o n i e szybu w s c h o d n i e g o Kop. L u b i n , A r c h . Z a k ł a d u Doświadc z a l n e g o KGHM f p r a c a n i e o p u b l i k o w a n a ) L u b i n 1 967.
