Геоенергетика Українського кристалічного щита

Abstract

Мета. Розробити аналітичний метод, що дозволяє досліджувати енергетичний стан гірських порід у межах Українського кристалічного щита. Методика. Аналітичні дослідження енергетичного стану гірських порід виконувалися за допомогою нового методу дослідження – ентропійного. Дослідження процесів перерозподілу потенційної енергії в масиві гірських порід проводилося за аналогією з відкритою термодинамічною системою. Запропонований методологічний підхід дозволив дослідити процеси енергетичного обміну в гірських породах і закономірні перетворення одних видів енергії в інші. Результати. Проведено аналіз і виконана систематизація геодинамічних умов при підземній розробці рудних родовищ України. Показані шляхи розвитку нових гіпотез, теорій і методів дослідження енергетичного стану гірських порід. Розкрита проблематика опису у світовій практиці природнього стану гірських порід. Визначені компоненти перерозподілу енергії в масиві гірських порід: ентропії, потенціальних напружень і кутів їх дії. Проведена перевірка отриманих результатів на збіжність і зроблені відповідні висновки щодо їх застосування. Наукова новизна. Термодинамічний баланс у гірських породах Українського кристалічного щита формується за рахунок урівноваження вертикальних і горизонтальних енергетичних потоків, що при збільшенні глибини розробки підвищують за степеневою залежністю компоненти тензора напружень, відхиляючи їх від гідростатичних. Практична значимість. Розроблено ентропійний метод дослідження, що дозволяє дослідити природній стан гірських порід зі збільшенням глибини. Удосконалена класифікація методів дослідження напружено-деформованого стану гірських порід за рахунок уведення синергетичної групи, що включає ентропійний, термодинамічний та енергетичний методи. Встановлено, що поширення ентропії в гірських породах Українського кристалічного щита протікає у взаємно перпендикулярних напрямках, які відповідають вертикальним і горизонтальним енергетичним потокам.