应用气象学第七章冶金、矿井和石油与气象

2022/12/141第七章

冶金、矿井和石油与气象2022/12/142概述冶金、矿井和石油工业属基础原材料和燃料工业，企业规模大、生产战线长、综合性强，露天作业占相当比重，受天气环境制约，生产过程中将遇到各种气象问题，同时从设计、计划、管理、设备等方面考虑如何应用气象信息，趋利避害，提高工效和经济效益，改善劳动条件，具有很大的潜力和重大价值，随着生产规模的扩大，科技含量的增进，冶金、矿井和石油工业将会越来越感到气象服务的迫切需求。

2022/12/143本章主要内容§1冶金与气象§2矿井与气象§3石油与气象2022/12/144本章重点、难点本章重点：大气腐蚀、高温作业环境、热应急效应、矿井通风、矿井瓦斯、煤炭自燃和采油适宜期等概念。金属表面大气腐蚀影响因子分析，矿井瓦斯爆炸气象条件分析，气象条件对石油勘探、钻井和采、输、炼的影响。本章难点：大气腐蚀机制，自然压力和矿井风量的计算。2022/12/145冶金与气象

冶金工业包括矿山开采、选矿、冶炼、加工等主要部门；作为连续性大生产，综合性强，大气污染物排放量大，是受气象条件影响明显的部门，生产调度要求充分掌握气象信息，进行长期生产发展规划，短期不失时机地安排作业计划，进行正确的指挥、决策，充分利用有利天气，规避不利天气或事先采取防御措施。冶金工业是指对金属矿物的勘探、开采、精选、冶炼、以及轧制成材的工业部门。包括黑色冶金工业（即钢铁工业）和有色冶金工业两大类。2022/12/146冶金与气象一、冶金工业大气污染二、冶金企业专业气象服务三、大气腐蚀四、高温作业环境对人的影响和防护2022/12/147冶金工业大气污染冶金工业废气（包括气溶胶）主要分为三类：

生产工业过程中-----化学反应排放的废气；燃料在炉窑中燃烧-----产生烟气和有害气体；

原料和燃料在运输、装卸、储、加工、清理精整过程中-----产生烟尘。2022/12/148冶金工业大气污染废气治理难度大，原因是：※

废气温度高（400-1000℃），对管道材料，组件结构以及净化方式的选择有特殊要求。※

冷却处理技术难度大，烟气中含有硫、水分和一氧化碳，必须解决水汽结露，粉尘防火防爆问题。※

烟气阵发性强，且无组织排放（厂房、天窗）量大。废烟气同时具有一定的回收利用价值。“湿、蚀、变”在各种工业炉窑的能量支出中，废气余热约占15%～35%2022/12/149冶金工业大气污染在劳动保护和环境保护方面，冶金企业面临着艰巨的任务。其中充分利用气象信息进行合理排放、科学治理是气象专业服务工作的重要方面。2022/12/1410冶金企业专业气象服务冶金企业的主要生产过程一般对天气不太敏感，总的来说，天冷和微风气候条件比较适宜，高温、高湿下工作效率易受影响，妨碍职工健康，加重负荷和空调功率。2022/12/711冶金企业业专业气气象服务务降水：入炉原料料、燃料料的含水水量、因因大量吸吸热而影影响冶炼炼强度的的提高和和燃料比比的降低低、炼钢钢厂整模模、工程程进度、、保证质质量、新新建高炉炉、焦炉炉的开工工投产及及大修、、中修、、暴漏在在外的炉炉体。直接影响响生产过过程的天天气、因因素环境湿度度：无喷吹燃燃料技术术---加湿鼓鼓风喷吹燃料料技术---脱脱湿鼓风风大风高炉喷吹吹燃料(fuelinjectionintoblastfurnace)，将气体、液体或固体燃燃料通过过专门的的设备从从风口喷喷入高炉炉，以取取代高炉炉炉料中中部分焦焦炭的一一种高炉炉强化冶冶炼技术术。2022/12/712冶金企业专专业气象服服务为了对冶金金企业全面面深入地开开展专业气气象服务工工作，必须须深入到冶冶金企业各各个生产部部门、生产产环节和具具体生产工工序，与生生产管理和和调度部门门密切配合合，建立起冶金金企业专业业气象服务务计算机系系统，着重进行行专业气象象检索、气气象咨询服服务、灾害害性危险性性天气警报报服务，把把气象服务务与生产调调度，管理理融为一体体，对重要要天气进行行自动输入入、警报提提示，各种种预报随机机文件处理理以及调度度值班管理理层层落实实，防患于于未然。主要影响天天气包括：：大风、暴雨雨、高温、、大雪、低低温、雷暴暴等，做到到安全渡汛汛，不停炉炉，不停电电，不水淹淹，运输畅畅通，料场场不流失，，防风、防防寒、防暑暑降温。2022/12/713大气腐蚀大气腐蚀:大气腐蚀主主要是大气气中的氧和和水分的作作用。在污染大气气中，硫化化物、氯化化物，二氧氧化碳等气气体和煤烟烟、盐粒、、尘埃会加加剧大气腐腐蚀的进程程。我国1993年因腐腐蚀造成的的损失达一一千多亿元元，其中以以金属腐蚀蚀为主。每每年因腐蚀蚀报废的金金属设备和和材料相当当于金属年年产量的20%-40%，而而大气腐蚀蚀约占总金金属腐蚀的的一半。2022/12/714大气腐蚀金属表面大大气腐蚀的的机制金属表面大大气腐蚀的的影响因子子大气腐蚀的的分类大气腐蚀的的防护2022/12/715金属表面大大气腐蚀的的机制金属表面的的大气腐蚀蚀起因于大大气温度、、湿度条件件下表面形形成电解液液膜引起的的电化学腐腐蚀。降水、相对对湿度较高高环境金属表面形形成水膜电解质溶液液SO2、NO2、CO2等酸性气体体和盐类2022/12/716金属表面大大气腐蚀的的机制由于液膜很薄，它不同于于浸没在电电解液中的的电化学腐腐蚀过程，，虽然氧在在水中溶解解度很低，，但空气中中的氧可以以不断地向向液膜供给给，并通过过液膜到达达金属表面面。这时液膜中中的阴极过过程主要表表现为氧的的去极化作作用。酸性介质中性或碱性性介质当金属表面面干湿交替替时，腐蚀蚀率特别大大。瞬时腐腐蚀速率随随温湿条件件而明显变变化。2022/12/717金属表面大大气腐蚀的的机制1、钢试片半半浸在水中中，为什什么“水水线”部分分最容易腐腐蚀？这在在实际中有有何重要意意义？讨论：2022/12/718金属表面大大气腐蚀的的机制对于干燥的空气气，虽然其中中的氧及少少量硫蒸气气和氯气，，仍可产生生化学腐蚀蚀，但并无无通常意义义下的电极极反应，此时在金属属表面形成成氧化物反反应过程。2022/12/719金属表面大大气腐蚀的的影响因子子空气湿度---空气中的相相对湿度f是决定金属属表面大气腐蚀蚀的基本因因子。空气温度大气中的污污染气体大气气溶胶胶2022/12/720金属表面大大气腐蚀的的影响因子子---相对湿度f在10%-30%之之间时：金属表表面电化学学反应受抑抑制，不可可能发生溶溶液电极反反应，只能能出现轻度度的干燥氧氧化作用；；f在40%-60%之之间时：在表面面可形成2-3个分分子层厚的的吸附水分分子膜，相相应的大气气腐蚀很弱弱，并局限限于吸附的的污染点上上；f＞65%时：表面可可形成水膜膜，其性质质与水相同同，可发生生明显的腐腐蚀作用。。对许多金属属来说，通通常把fc=60%作为产生大大气腐蚀的的临界相对对湿度。2022/12/721金属表面大大气腐蚀的的影响因子子---相对湿度钢铁腐蚀速速度与相对对湿度的关关系图2022/12/722金属表面大大气腐蚀的的影响因子子---空气温度气温升高，，因化学反反应增强而而使腐蚀速速率增加，，一般气温温低于0℃℃，腐蚀速速率可忽略略。但由于于大气中水水分含量不不变时，随随气温增高高，相对湿湿度减小，，相应又将将使腐蚀速速率减缓，，故存在相应于于最大腐蚀蚀速率的温温湿度条件件。有资料证明明：温度每每提高10℃，钢铁的腐腐蚀就增加加1倍。2022/12/723金属表面大大气腐蚀的的影响因子子---空气温度Brooks（1950）建立腐蚀损损伤经验公公式：A为腐蚀指数数，我国黄黄河秦岭以以南A值在0.4--0.5之间，，7月普遍遍增大，比比1月增1—2倍，，黄淮平原原、长江中中下游、南南岭以南和和四川盆地地最为严重重。2022/12/724金属表面大大气腐蚀的的影响因子子---空气温度2022/12/725金属表面大大气腐蚀的的影响因子子---大气中的污污染气体城市工业区区的大气中中含有SO2、H2S、NO2、NH3、CO2、CL2、O3等有害污染染气体，他他们可形成成稀酸，对对铁、铜、、锌等产生生严重腐蚀蚀。在大气腐蚀蚀中，大气气酸沉降的的影响最为为显著。大气腐蚀与与污染气体体的浓度密密切相关。。2022/12/726金属表面面大气腐腐蚀的影影响因子子---大气气气溶胶主要是烟烟灰、盐盐粒和尘尘埃。它们通通过吸湿湿和毛细细凝聚作作用在金金属表面面维持湿湿润和形形成酸性性溶液，，促进金金属表面面的电化化学腐蚀蚀作用。。有些烟烟灰还可可以引起起电偶腐腐蚀作用用（不同同金属材材料接触触形成原原电池作作用引起起）。2022/12/727大气腐蚀蚀的分类类干大气腐腐蚀（无无液膜））；潮湿大气气腐蚀（（f＜100%，，肉眼看不不见水膜膜）；湿湿大气腐腐蚀（表表面出现现可见凝凝结水膜膜）。按相对湿湿度可把把大气腐腐蚀分为为：按不同环环境大气气的污染染成分和和含量变变化，可可把大气气的腐蚀蚀性分成成三种类类型：乡村大气气；城市大气气；海洋大气气。2022/12/728大气腐蚀蚀的分类类氯化物沉沉积率高高，5-50mg/（（m2·d），，海岸附近近高达150mg/（（m2·d）乡村大气气：二氧化硫硫的沉积积率≤10mg/（（m2·d），，氯化物（（主要是是NaCL）沉积率≤≤5mg/（（m2·d）；；城市大气气：二氧化硫硫的沉积积率10-80mg/（（m2·d），，其中工业业区尤其其是污染染源（烟烟囱）附附近可高高达200mg/（（m2·d）；；海洋大气气：2022/12/729大气腐蚀蚀的分类类如何解释释钢桩在在海水环环境中不不同区段段腐蚀速速率分布布？2022/12/730大气腐蚀蚀的分类类深水盐溶溶液中钢钢腐蚀速速率在通常大大气条件件下，3-6%的Nacl水溶液的的腐蚀性性是最强强的。一一般做做腐蚀试试验，常常用3-5%的Nacl水溶液。。海水含含盐量为为3-3.5%，因此具具有强腐腐蚀性。。2022/12/731大气腐蚀蚀的分类类不同腐蚀蚀性大气气对主要要金属的的大气腐腐蚀率

钢锌铝*铜乡村大气5-100.5-1＜0.1＜1海洋大气10-300.5-20.4-0.61-2城市或工业区10-601-1011-3*点腐蚀蚀，常较较均匀腐腐蚀更具具危害性性，大多多数金属属都可产产生点腐腐蚀，尤尤以铝表表面最为为显著。。2022/12/732大气腐蚀蚀的防护护把金属设设备和材材料置于于遮蔽或或覆盖之之下，以以避免雨雨淋；降低使用用和贮存存环境的的空气相相对湿度度至临界界值以下下，减少少环境污污染气体体浓度，，及时清清除金属属表面灰灰尘（主主要用于于对仓储储金属制制品的保保护）；；针对性地地使用大大气缓蚀蚀剂；对精密仪仪器和设设备，还还可采取取干洁空空气封存存；使用铝塑塑薄膜、、厚聚乙乙烯薄膜膜封套包包装。2022/12/733大气腐腐蚀的的防护护气象部部门根据当当地的的气候候特征征，考考虑金金属设设备和和材料料的使使用贮贮存条条件，，提供供中长长期湿湿度资资料和和预报报服务务，还还应包包括降降水量量分布布变化化及其其PH值，SO2和CL-沉积率率估计计等，，并为为涂刷刷缓冲冲剂提提供有有关大大气环环境的的气象象咨询询服务务，如如大气气成分分，空空气温温、湿湿度，，降水水量和和日照照（接接触性性缓蚀蚀剂常常受日日光退退化影影响））。2022/12/734高温作作业环环境对对人的的影响响和防防护冶金企企业的的炼铁铁、炼炼钢、、轧钢钢、锻锻压等等生产产环节节，常常处于于高温温强辐辐射环环境下下作业业，产业工工程中中将热热源散散热量量＞89.72KJ/(m2·h)的环境境称为为高温温作业业环境境。在高温温作业业环境境下，，人体体通过过呼吸吸、出出汗和和体表表血管管的扩扩散等等方式式向体体外散散热调调节体体温以以适应应作业业环境境。若人体体产热热量仍仍大于于散热热量时时，将将导致致体内内热积积蓄，，促使使呼吸吸和心心率加加快，，皮肤肤表面面血管管和血血流量量急剧剧增加加，有有时可可达至至常值值的7倍之之多，，此现现象称称为热热应急急效应应。2022/12/735高温作作业环环境对对人的的影响响和防防护产业工工程中中遇到到的高高温作作业环环境，，一般般可分分为三三种基基本类类型：：（1））高高温温强强辐辐射射作作业业（2））高高温温高高湿湿作作业业（3））夏夏天天露露天天作作业业环境境有有效效温温度度：：17-22.5℃℃，以以此此为为基基数数，，当当环环境境温温度度达达25.3℃℃时，，男男性性事事故故率率上上升升为为140%，女女性性增增至至108%。2022/12/736高温温作作业业环环境境对对人人的的影影响响和和防防护护为改改善善热热环环境境的的影影响响，，必必须须从从生生产产技技术术、、工工艺艺过过程程、、生生产产组组织织和和保保健健措措施施等等各各方方面面积积极极控控制制和和改改进进。。尽量量将将热热源源布布置置在在车车间间外外部部或或天天窗窗下下或或夏夏季季主主导导风风向向的的下下风风；；在在热热源源和和操操作作者者之之间间设设置置屏屏障障。。当相相对对湿湿度度超超过过50%时时，，人人体体通通过过蒸蒸发发汗汗液液的的散散热热功功能能降降低低，，若若遇遇某某些些作作业业环环境境限限制制气气温温调调解解，，则则可可采采用用降降湿湿调调解解，，在在通通风风器器中中设设置置去去湿湿剂剂或或适适当当提提高高气气流流速速度度，，合合理理布布置置自自然然通通风风的的门门窗窗、、进进风风排排风风的的风风口口。。2022/12/737矿井井与与气气象象矿井井空空气气成成分分变变化化和和通通风风调调节节要要求求矿井井气气候候矿井井自自然然通通风风和和强强制制通通风风露天天矿矿气气象象煤矿矿瓦瓦斯斯爆爆炸炸的的气气象象条条件件分分析析和和预预报报煤炭炭自自燃燃及及其其预预报报煤尘尘爆爆炸炸2022/12/738基础础知知识识介介绍绍我国国原原煤煤产产量量是是世世界界产产量量的的35%，却却占占了了世世界界煤煤矿矿工工人人死死亡亡人人数数的的80%。中中国国煤煤矿矿百百万万吨吨死死亡亡率率2.041，现现在在发发展展中中的的煤煤炭炭大大国国，，比比如如印印度度、、南南非非、、波波兰兰，，他他们们在在0.5左右，我们们是2.04，他们是0.5，也就是他他们的4倍。先进国国家，像美美国、澳大大利亚就更更低了，大大概是0.01--0.05，我们现在在是它的40倍--150倍，英国矿矿工自2002年至今一直直保持0死亡率。全世界每年年重大矿难难（死亡人人数在10人以上）90％都发生在在中国，可可见中国在在煤矿管理理上存在的的很大的问问题。还有有，下面只只是列举了了有记录的的死亡数据据，还存在在的很多没没有记录的的死亡数据据，估计每每年中国因因矿难死亡亡的矿工近近1万人！！！！2022/12/739基础知识介介绍中美两国官官方公布的的矿难死亡亡数据是：：中国矿难死死亡人数美国矿难死死亡人数中国死亡比比美国多2002年6995人，27人259倍2003年6683人、30人223倍2004年6027人、28人215倍2005年5986人、22人272倍2006年5770人，47人123倍2007年3758人37人101倍2008年3215人52人62倍2009年2630人34人77倍2022/12/740基础知识介介绍---煤的的开采由于煤炭资资源的埋藏藏深度不同同，一般相相应的采用用矿井开采（埋藏较深深）和露天开采（埋藏较浅浅）两种方方式。可露露天开采的的资源量在在总资源量量中的比重重大小，是是衡量开采采条件优劣劣的重要指指标，我国国可露天开开采的储量量仅占7.5%，美美国为32%，澳大大利亚为35%；矿矿井开采条条件的好坏坏与煤矿中中含瓦斯的的多少成反反比，我国国煤矿中含含瓦斯比例例高，高瓦瓦斯和有瓦瓦斯突出的的矿井占40%以上上。我国采采煤以矿井井开采为主主，如山西西、山东、、徐州及东东北地区大大多数采用用这一开采采方式，也也有露天开开采，如内内蒙古霍林林河煤矿就就是我国最最大的露天天矿区。2022/12/741基础知识介介绍地壳内部或表面富集的有用矿物，在质和数上达到工业要求和开采条件的部位叫做矿床。矿床的空间范围包括矿体和围岩。矿床：矿床中达到到工业要求求的含矿部部分，是直直接开采的的对象。矿体周围无无开采价值值的岩石。。2022/12/742基础知知识介介绍划归一个矿井开采的矿床或矿床的一部分叫做井田。井田：：为开发地下矿床，首先要掘凿一系列井巷，使地面与矿床之间形成完整的提升、运输、通风、排水、行人、供电、供水、供压风等生产系统。这些井巷工程的建立称为矿床开拓。矿床开开拓：：2022/12/743基础知知识介介绍矿块、矿壁：为了有计划、有步骤地开采矿床，将井田再按开采范围、采矿工艺、投资状况等因素划分若干开采单元。在缓倾斜、倾斜和急倾斜的矿床中，按井田范围，沿垂直方向用平巷划分成阶段，在阶段内再分割成若干矿块。在水平和近水平的矿床中，按井田范围，由平巷与沿倾斜方向的斜巷分割成盘区，在盘区内再划分成矿壁。矿块和矿壁则是最基本的开采单元，是开采活动的场所。2022/12/744基础础知知识识介介绍绍为矿床开拓而掘凿的各种井巷叫做开拓巷道。根据开拓巷道在矿床开采中所发挥的作用，可分为主要开拓巷道和辅助开拓巷道。开拓拓巷巷道道：：是指如何安全、经济地采出矿块或矿柱内矿石的方法，包括矿块的采准切割、回采、采空区处理等工作。采矿矿方方法法：：2022/12/745基础知知识介介绍地面的空气进入矿井后，成分就要发生变化，这种变化主要是氧含量减少，二氧化碳、沼气、一氧化碳、硫化氢、水蒸气增加。没有被井下作业地点污染、成分与地面空气基本相同或相差不大的风流，称为新鲜风流。新鲜风风流：：经过采掘工作面以及其它用风地点，成分与地面空气差别较大的风流称为乏风。乏风：：2022/12/746基础知知识介介绍平硐是一种种水平平或接接近水水平的的隧道道，开开掘于于水平平或倾倾斜煤煤层在在地表表露出出处，，常随随着煤煤层开开掘，，它允允许采采用任任何常常规方方法将将煤从从工作作面连连续运运输到到地面面。对埋藏藏过深深不适适于用用露天天开采采的煤煤层，，可用用3种种方法法取得得通向向煤层层的通通道，，即竖井、、斜井井、平平硐。竖井是一种种从地地面开开掘以以提供供到达达某一一煤层层或某某几个个煤层层通道道的垂垂直井井。从从一个个煤层层下掘掘到另另一个个煤层层的竖竖井称称盲井井。在在井下下，开开采出出的煤煤倒入入竖井井旁侧侧位于于煤层层水平平以下下的煤煤仓中中，再再装入入竖井井箕斗斗从井井下提提升上上来。。斜井是用来来开采采非水水平煤煤层或或是从从地面面到达达某一一煤层层或多多煤层层之间间的一一种倾倾斜巷巷道。。斜井井中装装有用用来运运煤的的带式式输送送机，，人员员和材材料用用轨道道车辆辆运输输。2022/12/747基础知识识介绍2022/12/748基础知识识介绍矿井空气气的温度、湿湿度、热热辐射和和气流直接关系系到矿井井生产效效率和安安全。一一些主要要矿井灾灾害如矿井水灾灾、矿井井火灾、、煤瓦斯斯爆炸和和煤尘爆爆炸都与气象象条件密密切相关关。水、火、、瓦斯、、煤尘、、顶板是是矿井五五大自然灾害害。2022/12/749基础知识识介绍2022/12/750基础知识识介绍2022/12/751基础知识识介绍又叫矿内火灾或井下火灾。是指发生在煤矿井下巷道、工作面、硐室、采空区等地点的火灾。能够波及和威胁井下安全的地面火灾，也叫矿井火灾。矿井火灾灾外因火灾灾是由于外外部火源源如明火火、放炮炮、电流流短路、、机械磨磨擦和撞撞击等原原因引燃燃可燃物物造成的的矿井火火灾。内因火灾灾是易燃物物（煤、、坑木等等）接触触空气氧氧化发热热，因热热量积聚聚而导致致易燃物物着火的的矿井火火灾(占75%）。2022/12/752基础知识识介绍矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水灾。矿井水灾是煤矿常见的主要灾害之一。一旦发生透水，不但影响矿井正常生产，而且有时还会造成人员伤亡，淹没矿井和采区，危害十分严重。矿井水灾灾（透水水）2022/12/753基础知识识介绍2007年12月6日王家岭岭透水事事故死亡亡38人，获救救115人，抢险险搜寻耗耗资已经经远超1个亿。这这个原定定于2010年10月投入运运营的煤煤矿项目目，预计计年产原原煤千万万吨，煤煤种是优优质瘦煤煤，是极极好的炼炼焦配煤煤，每吨吨价格可可达一千千多元，，是一般般取暖用用煤的三三倍以上上，投产产后可望望年利税税10亿元。为为了尽快快让这笔笔巨大的的收益变变成现实实，王家家岭煤矿矿承建方方中煤一一建63处一直致致力于提提高工程程进度，，今年以以来，共共收到项项目甲方方的贺信信达14次之多，，直到突突然打通通与老空空井的矿矿壁，酿酿成这起起事故。。而目前前判断王王家岭矿矿恢复建建设至少少要几个个月的时时间。2022/12/754基础知识识介绍矿井的一一通三防防----通风风，，防防治治瓦瓦斯斯，，防防治治粉粉尘尘，，防防火火。。电气气设设备备中中的的三三专专两两闭闭锁锁和和三三无无----专用用变压压器器，专专用用开开关关，，专专用用线线路路；；风风电电闭闭锁锁，，瓦瓦斯斯电电闭闭锁锁；；无无鸡鸡爪爪子子，，羊羊尾尾巴巴，，明明接接头头。。2022/12/755矿井空空气成成分变化和通风风调节节要求求矿井空空气成成分变变化矿井空空气中中含氧氧减少少，二二氧化化碳含含量增增加，，生产产过程程中释释放和和排出出的各各种有有害有有毒气气体和和粉尘尘。通风调调节方方式主要采采取通风方法，，不断断向井井下作作业点点供给给足量量的新新鲜空空气；；还可可采取取防止进进风污污染，加强强采空空区密密闭，，防止止有害害气体体涌出出等有有效方方式。。/view/4a5cd6da50e2524de5187e47.html2022/12/756矿井空气成成分变化和和通风调节节要求供给的新鲜鲜空气一般般每人不得少少于4m3/min，以稀释和排排出各种有有毒有害气气体，放射射性、爆炸炸性气体以以及粉尘，，确保作业业点良好的的空气质量量。通风调节要要求通常要求进进风流中的的空气成分分中，氧含量不得得低于20%（体积积），CO2含量不得高高于0.5%，总回回风流中不不得超过0.75％％；当采掘掘工作面风风流中二氧氧化碳浓度度达到1.5％或采采区、采采掘工作面面回风道风风流中二氧氧化碳浓度度超过1.5％时，，必须停工工处理。含含尘量不得得超过0.5mg/m3。2022/12/757矿井空气成成分变化和和通风调节节要求氧的浓度%人体的症状反应17静止状态无影响，工作时引起喘息、呼吸困难、心跳。10--12失去知觉、对人的生命有严重威胁。9以下在短时间内窒息死亡。2022/12/758矿井空气成成分变化和和通风调节节要求CO浓度/％主要征状0.022~3小时内可能会引起轻微头痛0.0840分钟内出现头痛，晕眩和恶心。2小时内发生体温和血压下降，脉搏微弱，出冷汗，可能出现昏迷。0.325~10分钟内出现头痛，晕眩。半小时内可能出现昏迷并有死亡危险。1.28几分钟内出现昏迷死亡。《煤矿安全规规程》规定井下空空气中一氧氧化碳的浓浓度不得超超过0.0024%。2022/12/759矿井空气成成分变化和和通风调节节要求矿井内有害害气体浓度度限成分体积浓度（ppm）质量浓度（mg/m3）CO2430NOx（换算成NO2）2.55SO2515H2S6.6102022/12/760矿井井空空气气成成分分变变化化和和通通风风调调节节要要求求在铀矿矿井井下下空气气中中氡氡的的子子体体潜潜能能值值不不应应大大于于8.3μJ/m2。严格格控控制制游游离离SiO2含量量超超过过10%的的矿矿尘尘量量。。使用用柴柴油油及及设设备备的的矿矿井井井井下下作作业业点点，，有毒毒有有害害气气体体应应符符合合：：CO＜＜50ppm，，CO2＜5ppm，，甲醛醛＜＜5ppm，，丙烯烯醛醛＜＜0.12ppm。。2022/12/761矿井井气气候候井下下气气温温、、湿湿度度主主要要决决定定于于矿矿物物与与岩岩层层的的物物理理化化学学性性质质、、开开采采深深度度、、生生产产工工艺艺、、地地理理地地质质因因素素等等。。矿井井生生产产最最适适宜宜的的温温度度取取为为15-20℃℃，，最最适适宜宜湿湿度度为为50——70%，，若不不满满足足时时，，可可在在一一定定程程度度上上影影响响生生产产作作业业和和矿矿工工身身体体健健康康。。2022/12/762矿井井气气候候一般般矿矿井井内内热热源源较较多多，，包括括地地热热、、压压缩缩热热、、岩岩面面散散热热、、岩岩层层下下沉沉摩摩擦擦热热，，机机电电设设备备散散热热和和废废气气排排热热，，氧氧化化生生热热，，人人体体散散热热，，而而且且随随着着矿矿井井延延深深，，生生产产扩扩大大，，热热量量还还会会增增加加。。纬度度较较高高的的丘丘陵陵山山区区，，冬冬季季低低温温，尤尤其其是是寒寒潮潮侵侵袭袭，，常常使使井井筒筒、、井井口口冰冰冻冻，，对对提提升升矿矿石石、、原原煤煤，，上上下下材材料料器器件件和和人人员员输输送送均均有有妨妨碍碍，，冰冰溜溜断断裂裂下下掉掉可可危危机机人人身身安安全全。。矿井井湿湿度度随矿矿岩岩自自然然湿湿度度以以及及喷喷雾雾、、洒洒水水等等湿湿式式凿凿岩岩防防尘尘作作业业方方式式而而异异。。2022/12/763矿井井气气候候温度（℃）矿井类别和工作段煤矿金属矿化学矿铀矿干球采掘工作面26272626机电设备30

特殊条件下采取补充措施

3030湿球热水型矿井和高硫矿井

27．5

我国国现现行行矿矿井井热热环环境境标标准准---矿矿石石空空气气最最高高允允许许温温度度2022/12/764矿井井气气候候一般般矿矿岩岩湿湿度度越越大大，，粉粉尘尘浓浓度度越越低低，，存存在在一一最最佳佳湿湿度度值值，超超过过此此值值后后，，粉粉尘尘下下降降趋趋势势减减缓缓，，若若再再取取人人工工增增湿湿方方法法，，经经济济效效益益甚甚低低，，而而且且过过渡渡增增高高矿矿井井相相对对湿湿度度不不利利于于矿矿工工健健康康。。从降降低低粉粉尘尘考考虑虑，，单单纯纯湿湿式式作作业业并并非非良良策策，，洒洒水水喷喷雾雾对对细细微微粉粉尘尘的的捕捕获获效效果果较较差差，，必必须须同时时采采用用干干式式捕捕尘尘措措施施以以及及通通风风等等方方法法进进行行综综合合防防治治。。2022/12/765矿井气候矿井粉尘允允许浓度矿尘类别最大允许浓度（mg/m3）含游离SiO2≥10%的矿尘2含游离SiO2＜10%的矿尘10含游离SiO2＜10%的滑石粉尘4含石棉≥10%的矿尘22022/12/766矿井气候矿井气候条条件三要素素是：温度度、湿度和和风速。（1）温度度：温度是构构成井下气气候条件的的主要因素素，最适宜宜于人们劳劳动的温度度是15～～20℃。。金属和化化学矿山安安全规程规规定井下采采掘地点温温度一般不不超过27℃；《煤煤矿安全规规程》规定定采掘工作作面的空气气温度不得得超过26℃，机电电硐室的空空气温度不不得超过30℃。2022/12/767矿井气气候以目前前的气气候标标准为为基础础，国国内外外研究究统计计表明明，气气温每每增加加1℃，矿井井生产产效率率则降降低6-8%。气温温每增增加1℃，矿工工劳保保医疗疗费增增加8—10%；根据南南非的的最新新统计计，在在湿球球温度度32.8——33.8℃下工作作的工工人，，千人人中暑暑死亡亡率为为0.57，《中国大大百科科全书书.矿冶.矿山安安全与与卫生生》对此也也有记记载。。气温每每增加加1℃，井下下机电电设备备的故故障率率增加加1倍以上上。2022/12/768矿井井气气候候（2））湿湿度度：：空气气湿湿度度指指空空气气中中所所含含水水蒸蒸气气量量的的多多少少。。它它分分为为绝绝对对湿湿度度和和相相对对湿湿度度。。矿矿井井空空气气的的湿湿度度一一般般指指相相对对湿湿度度。。相相对对湿湿度度的的大大小小直直接接影影响响水水分分蒸蒸发发的的快快慢慢，，因因此此，，能能影影响响人人体体的的出出汗汗蒸蒸发发和和对对流流散散热热。。人人体体最最适适宜宜的的相相对对湿湿度度一一般般为为50%～～60%。。（3））风风速速。。风速速除除对对人人体体散散热热有有着着明明显显影影响响外外，，还还对对矿矿井井有有毒毒有有害害气气体体积积聚聚、、粉粉尘尘飞飞扬扬有有影影响响。。风风速速过过高高或或过过低低都都会会引引起起人人的的不不良良生生理理反反应应。。2022/12/769矿井井自自然然通通风风和和强强制制通通风风矿井井通通风风的的目的的在在于于消消烟烟、、排排毒毒、、降降尘尘。。首先先应应分分析析研研究究矿矿山山自自然然通通风风规规律律，，充充分分利利用用自自然然风风流流的的有有效效作作用用，，控控制制其其不不利利影影响响，，辅辅以以机机械械强强制制通通风风以以满满足足矿矿井井对对总总供供风风量量及及各各作作业业点点需需风风量量的的要要求求。。

矿井通风系统是由扇风机和通风网络两部分组成。风流由入风井口进入矿井后，经过井下各用风场所，然后进入回风井，由回风井排出矿井，风流所经过的整个路线称为矿井通风系统。2022/12/770矿井井自自然然通通风风和和强强制制通通风风自然然通通风风：：进风风井井与与排排风风井井因因标标高高差差、、空空气气受受热热条条件件不不同同，，出出现现温温差差，，引引起起压压差差，，可可形形成成自自然然通通风风。。自然然风风压压一一般般都都比比较较小小，，且且不不稳稳定定，，所所以以《《煤煤矿矿安安全全规规程程》》规规定定：：每每一一矿矿井井都都必必须须采采用用机机械械通通风风。。强制制通通风风：：机械械通通风风方方法法。。利用用扇扇风风机机运运转转产产生生的的通通风风动动力力，，致致使使空空气气在在井井下下巷巷道道流流动动的的通通风风方方法法叫叫做做机机械械通通风风。。2022/12/771矿井井自自然然通通风风和和强强制制通通风风是指风流经过用风地点或区域后，不排入回风系统而进入另一用风地点的通风方式。串联联通通风风：：通风风方方式式：中中央央式式，，对对角角式式，，混混合合式式通风风方方法法：压压入入式式，，抽抽出出式式，，混混合合式式。。一一般般采采用用抽抽出出式式，，防防止止矿矿井井停停电电时时瓦瓦斯斯不不超超线线/view/435170.htm?fr=ala0_12022/12/772矿井井自自然然通通风风和和强强制制通通风风矿井井风风量量具具体体计计算算主要要考考虑虑人人的的额额定定风风量量，，CH4或CO2的涌涌出出量量，，还还要要考考虑虑炸炸药药用用量量，，排排尘尘风风速速要要求求，，内内燃燃机机功功率率，，必必须须保保证证作作业业点点有有害害气气体体浓浓度度、、气气温温和和风风速速符符合合安安全全规规程程规规定定。。一般般最最优优排排尘尘风风速速：：掘进进工工作作面面为为0.4-0.7m/s，，回采采工工作作面面为为1.5-4m/s；；当煤煤中中含含水水分分3%-4%时时，，最最优优排排尘尘风风速速为为2.3-2.5m/s，，水分分每每增增加加1%，，最最优优排排尘尘风风速速增增加加0.01-0.15m/s。。当风风速速大大于于4.5m/s时，，风风流流中中矿矿尘尘浓浓度度反反而而增增大大。。2022/12/773最适适矿矿井井气气候候最小风速不同相对湿度下适宜气温（℃）60%-70%70%-90%＞90%0.252423220.52524231.02625242.02626252022/12/774露天矿气气象露天矿大大气污染染露天矿的的温度场场一般年降降水量小小，平均均风速低低，冰冻冻期长，，干旱、、蒸发量量较大矿矿区，由由于稳定定层结概概率高，，逆温梯梯度大，，通常大大气污染染严重，，延续时时间长；；露天矿的的温度场场决定于于露天矿矿内太阳阳辐射分分布和底底板岩层层的地热热状态。。2022/12/775露天矿气气象露天矿的的自然通通风露天矿的的自然通通风决定定于露天天矿平面面尺度与与深度之之比。露天矿的的水淹灾灾害---大大气降水水尤其是是暴雨。。2022/12/776露天矿气气象露天矿污污染气象象监测和和预报：：在采坑坑口和坑坑内分设设观测场场，监测测参数包包括两部部分：气象参数数---风风向风速速、气温温、湿度度、气压压、日照照时间、、地表温温度、降降水量和和蒸发量量；污染物浓浓度参数数---粉粉尘，CO，CO2，，NOx，SO2，醛类3.4苯并并芘等浓浓度和自自然沉降降量。建建立当地地气象台台站与采采场坑口口、坑内内现场气气象资料料相关。。2022/12/777煤矿瓦斯斯爆炸的的气象条条件分析析和预报报是井下有有害气体体的总称称，其主主要成分分是沼气气（CH4，，占83.4%--96.5%），它它不溶于于水，对对空气的的相对密密度为0.554，具具很强的的渗透性性。矿井瓦斯斯当瓦斯对对空气的的浓度达达5%--16%，且且空气中中的含氧氧量在12%以以上，遇遇高温（（600-750℃））或明火火所引起起爆炸。。瓦斯爆炸炸2022/12/778煤矿瓦斯斯爆炸的的气象条条件分析析和预报报矿井瓦斯斯浓度预预报瓦斯浓度度与高压压（脊））或冷锋锋（静止止锋）控控制有关关。同时时考虑气气压和气气温可获获得瓦斯斯爆炸信信号。矿矿井瓦斯斯浓度还还与煤层层瓦斯含含量、围围岩地质质、采煤煤生产方方式、日日采煤量量和通风风条件有有关。2022/12/779煤矿瓦斯斯爆炸的的气象条条件分析析和预报报预防瓦斯爆炸的技术措施（1）防止瓦斯斯积聚。所谓瓦瓦斯积聚聚是指局局部瓦斯斯浓度超超过2%，体积积超过0.5m3的现象。。为了防防止瓦斯斯积聚，，每一矿矿井必须须从生产产技术管管理上尽尽量避免免出现盲盲巷，临临时停工工地点不不准停风风，并加加强通风风系统管管理，严严格执行行瓦斯检检查制度度，及时时安全地地处理积积聚瓦斯斯。2022/12/780（2）防止瓦斯斯引燃。防止瓦瓦斯引燃燃的措施施是严禁禁和杜绝绝一切火火源；严严格管理理和控制制生产中中可能发发生的火火、热源源，防止止它的产产生或限限制其引引燃瓦斯斯的能力力。因而而严禁携携带烟草草和点火火物品下下井；矿矿灯应完完好，否否则不得得发放，，矿灯严严禁被拆拆开、敲敲打、撞撞击；加加强电气气设备管管理和维维护，采采用防爆爆型的电电气设备备，井下下供电还还应做到到无鸡爪爪子、无无羊尾巴巴、无明明接头、、坚持使使用煤电电钻综合合保护；；坚持局局扇使用用风电闭闭锁煤矿瓦斯斯爆炸的的气象条条件分析析和预报报2022/12/781（3））防止瓦瓦斯爆爆炸范范围扩扩大。万一一发生生爆炸炸，应应使灾灾害限限制在在尽可可能小小的范范围，，并尽尽可能能减少少损失失，为为此通通风系系统力力求简简单，，采用用并联联通风风，禁禁止大大串联联通风风。煤矿瓦瓦斯爆爆炸的的气象象条件件分析析和预预报2022/12/782煤炭自自燃及及其预预报煤炭自自燃为为一复复杂的的理化化和生生物过过程。一般般煤炭炭粉碎碎程度度越烈烈，因因表面面积大大，易易受氧氧化，，易自自燃。。煤龄龄短，，吸附附性强强，易易发热热，刚刚开采采的煤煤层，，因表表面活活性大大，易易氧化化放热热，煤煤中少少量水水分，，利于于黄铁铁矿（（FeS2））生成硫硫酸亚亚铁（（FeSO4）使之粉粉化而而增强强氧化化作用用。煤煤炭低低温氧氧化，，煤堆堆的大大小决决定了了散热热条件件，若若不易易散热热，煤煤堆散散热量量小于于煤体体产生生的热热量，，是热热量聚聚集，，温度度升高高加速速氧化化，达达煤的的自燃燃点，，即可可引起起煤堆堆自燃燃。2022/12/783煤炭自自燃及及其预预报品种化学成分（%）自燃性（℃）挥发物不饱和化合物硫化物自然危险温度碳化点自燃点褐煤41-6020-258-1060-65100-120250-450烟煤12-405-150.5-6.365150-250400-500泥煤-----50------70-80100-105205-300无烟煤3.5--------------200-400＞500煤的化化学成成分及及自燃燃性2022/12/784煤炭自自燃及及其预预报煤炭自自燃必必须满满足的的三个个基本本条件件：具有自自燃倾倾向的的呈碎碎裂状状堆积积的煤煤炭；；有一定定的供供氧条条件以以维持持煤的的氧化化过程程；在煤氧氧化过过程中中生成成并积积蓄的的热量量难以以及时时散发发。其中有有关煤煤炭氧氧化的的气象象指标标十分分重要要，并并可用用针对对性的的控制制氧气气浓度度的方方法加加以防防治。。矿内内空气气成分分变化化，主主要是是氧含含量减减小，，CO2，CO含量增增加，，预示示将发发生煤煤层自自燃，，煤层层流出出的水水温增增高，，出现现雾气气，也也是煤煤层自自燃的的前奏奏。2022/12/785煤尘爆爆炸2005年年11月27日日，黑黑龙江江省龙龙煤集集团七七台河河分公公司东东风煤煤矿发发生特特别重重大煤煤尘爆爆炸事事故，，事故故造成成171人人死亡亡。“大跃进进”年代，，中外外采矿矿史上上最悲悲惨的的煤尘尘大爆爆炸在在我国国最大大的煤煤炭生生产基基地——大同矿矿务局局发生生了。。事故故死亡亡677人，连连同被被救出出的228人中又又死亡亡5人，共共死亡亡682人，这这一世世界最最高死死亡纪纪录一一直保保持至至今。。2022/12/786煤尘爆爆炸悬浮煤煤尘达达一定定浓度度，在在热源源作用用下，，被干干馏生生成可可燃气气体，，再与与空气气中的的氧混混合，，遇火火源燃燃烧并并放热热，传传输至至附近近煤尘尘，不不断循循环燃燃烧，，反应应加快快，最最终导导致爆爆炸。。煤尘粒粒度（（平均均直径径）从从0.75μm-1mm都能参参与爆爆炸，，但爆爆炸性性最强强的粒粒度在在75μm以下，，煤尘尘爆炸炸的浓浓度下下限约约45g/m3，一般112g/m3，爆炸力力最强强的浓浓度为为300-400g/m3。煤的挥挥发分分越高高，爆爆炸危危险性性越大大。而煤煤尘中中的水水分和和灰分分越高高时（（30%--40%），，可使使煤尘尘的爆爆炸性性迅速速下降降。2022/12/787煤尘爆爆炸2022/12/788煤尘爆爆炸矿井煤煤尘爆爆炸的的三要要素是是什么么?可燃物物氧氧气燃点2022/12/789石油与与气象象参考书书：《石油与与气象象》新疆石石油管管理局局编著著，1993简介:论述了了应用用气象象学原原理、、气象象、气气候资资料及及其解解决石石油勘勘探和和油田田建设设中的的有关关问题题石油油勘探探与气气象、、钻井井与气气象、、炼油油与气气象等等9章。/v_playlist/f1067694o1p1.html2022/12/790石油与气气象石油多集集中在被被不透水水岩层包包围或限限制的砂砂岩内，，一般位位于构造造凸起处处。在多多孔的岩岩石中石石油浮在在盐水层层的上面面，采用用钻孔进进行开采采；在环环绕大陆陆的浅海海底有许许多产油油地层，，在这里里可以架架起支柱柱固定在在大陆架架岩石上上的海上上钻井平平台；但但是在较较深的地地方，必必须采用用系于固固定位置置的海上上浮动钻钻台。但但是全世世界开采采剩下的的许多石石油资源源---重油和沥沥青砂，不那么么容易开开采。2022/12/791石油与气气象1998年11月6日《人民日报报》的第7版有一篇篇题为《重油——下世纪重重要能源源》的文章中中介绍：：1998年时，常常规原油的的可采储储量仅剩剩1500亿吨，而而当时全全球原油油年产量量已达30亿吨，而而重油和和沥青砂砂，这种种储量高高达4000亿吨的烃烃类资源源日益引引起人们们的关注注。稠油是世世界经济济发展的的重要资资源，其其储量约约有4000亿-6000亿立方米米。我国据据不完全全统计，，探明和和控制储储量已达达16亿吨，重重点分布布在胜利利、辽河河、河南南、新疆疆等油田田。在全全球大约约10万亿桶剩剩余石油油资源中中，70%以上是重重油资源源。我国国对稠油油油藏的的研究、、开发和和加工已已日趋成成熟，并并形成相相当大的的开采规规模，而而且产量也占占全国石石油总产产量的1/10。2022/12/792石油与气气象当传统开开采石油油的油田田产量逐逐渐萎缩缩时，需需要采用用新的方方法来开开采石油油，目前前石油开开采技术术主要包包括：四维地震震勘探法法注气抽油油定向钻探探2022/12/793石油与气气象四维地震震勘探石石油1927年，地地质学家家根据反反射声波波转换成成地壳的的详尽剖剖面图，，并据此此拼合成成一种3维模型型，它能能揭示多多孔岩层层中的石石油蕴藏藏状况，，从而将将石油的的发现率率和收获获率提高高20%。现在已能能将反复复地震法法勘测的的结果组组合成4维模型型，该模模型不仅仅能勘测测出油田田中石油油、气体体和水之之所在，，还能预预测出它它们下一一步的流流向。但但它对埋埋藏在极极硬岩层层中或盐盐床下的的油田则则无能为为力。主主要通过过不同物物质具有有不同反反射声波波特点，，将反射射回来的的声波经经计算机机处理转转换成图图像，最最终便形形成一个个能指导导钻井操操作的模模型。2022/12/794石油与气气象注气抽油油传统对油油井进行行抽油，，直到油油流渐渐渐枯竭的的方法，，时常使使得60%或更更多的油油未被采采不出来来。一种更为为有效的的方法是是将天然然气、蒸蒸汽或液液态二氧氧化碳注注入枯井井。然后后，注入入物便通通过岩石石上的微微孔向下下扩散，，若是计计划周密密，注入入物还会会将被遗遗弃的石石油推向向相邻的的油井。。另一个个办法是是时常将将水注到到石油的的下面以以增大其其压力，，从而帮帮助它向向上流到到地表。。2022/12/795石油与与气象象定向钻钻探“定向向钻探探”是是石油油开采采的第第三大大技术术进展展，其其可以以开发发被遗遗忘的的储油油层，，而成成本却却比注注入法法来得得低。。石油油工程程技术术人员员可以以利用用各种种新设设备使使油井井在地地下数数千米米处的的储油油层内内从垂垂直走走向变变为完完全水水平走走向。。传统统上，，钻探探工要要转动动长长长的钻钻杆，，即““钻具具组””，钻钻具组组将地地表的的钻机机同油油井底底部的的钻头头连为为一体体。当当钻杆杆必须须拐弯弯时，，这种种方法法就不不行了了。因因此，，要使使钻探探方向向改变变，并并不是是使钻钻具组组改变变转动动方向向，而而是让让安装装在靠靠近钻钻头处处的泥泥浆驱驱动电电机只只转动动起挖挖掘作作用的的带尖尖头的的金刚刚石钻钻齿，，从而而使安安在泥泥浆驱驱动电电机与与钻头头之间间的弯弯管接接头，，控制制钻探探方向向。2022/12/796石油与与气象象国际上上一些些公司司已研研制出出先进进的传传感器器，其其精确确度大大为提提高。。传感感器负负责测测定钻钻井周周围岩岩石的的电阻阻，其其它一一些传传感器器则发发射出出中子子和射射线，，然后后对被被岩石石和孔孔隙流流体散散射回回来的