Геоэнергетика Украинского кристаллического щита

Abstract

Цель. Разработать аналитический метод, который позволяет исследовать энергетическое состояние горных пород в пределах Украинского кристаллического щита. Методика. Аналитические исследования энергетического состояния горных пород выполнялось с помощью нового метода исследования – энтропийного. Исследование процессов перераспределения потенциальной энергии в массиве горных пород проводилось по аналогии с открытой термодинамической системой. Принятый методологический подход позволил исследовать процессы энергетического обмена в горных породах и закономерные преобразования одних видов энергии в другие. Результаты. Проведен анализ и выполнена систематизация геодинамических условий при подземной разработке рудных месторождений Украины. Показаны пути развития новых гипотез, теорий и методов исследования энергетического состояния горных пород. Раскрыта проблематика описания в мировой практике природного состояния горных пород. Определены компоненты перераспределения энергии в массиве горных пород: энтропии, потенциальных напряжений и углов их действия. Проведена проверка полученных результатов на сходимость и сделаны соответствующие выводы по их применению. Научная новизна. Термодинамический баланс в горных породах Украинского кристаллического щита формируется за счет уравновешивания вертикальных и горизонтальных энергетических потоков, которые при увеличении глубины разработки повышают по степенной зависимости компоненты тензора напряжений, отклоняя их от гидростатических. Практическая значимость. Разработан энтропийный метод исследования, который позволяет исследовать естественное состояние горных пород с увеличением глубины. Усовершенствована классификация методов исследования напряженно-деформированного состояния горных пород за счет введения синергетической группы, которая включает энтропийный, термодинамический и энергетический методы. Установлено, что распространение энтропии в горных породах украинского кристаллического щита протекает во взаимно перпендикулярных направлениях, которые соответствуют вертикальным и горизонтальным энергетическим потокам.