應用氣象學第七 章

2023/2/31第七章

冶金、礦井和石油與氣象2023/2/32概述冶金、礦井和石油工業(yè)屬基礎原材料和燃料工業(yè)，企業(yè)規(guī)模大、生產(chǎn)戰(zhàn)線長、綜合性強，露天作業(yè)占相當比重，受天氣環(huán)境制約，生產(chǎn)過程中將遇到各種氣象問題，同時從設計、計劃、管理、設備等方面考慮如何應用氣象信息，趨利避害，提高工效和經(jīng)濟效益，改善勞動條件，具有很大的潛力和重大價值，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大，科技含量的增進，冶金、礦井和石油工業(yè)將會越來越感到氣象服務的迫切需求。

2023/2/33本章主要內(nèi)容§1冶金與氣象§2礦井與氣象§3石油與氣象2023/2/34本章重點、難點本章重點：大氣腐蝕、高溫作業(yè)環(huán)境、熱應急效應、礦井通風、礦井瓦斯、煤炭自燃和采油適宜期等概念。金屬表面大氣腐蝕影響因子分析，礦井瓦斯爆炸氣象條件分析，氣象條件對石油勘探、鉆井和采、輸、煉的影響。本章難點：大氣腐蝕機制，自然壓力和礦井風量的計算。2023/2/35冶金與氣象

冶金工業(yè)包括礦山開采、選礦、冶煉、加工等主要部門；作為連續(xù)性大生產(chǎn)，綜合性強，大氣污染物排放量大，是受氣象條件影響明顯的部門，生產(chǎn)調(diào)度要求充分掌握氣象信息，進行長期生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃，短期不失時機地安排作業(yè)計劃，進行正確的指揮、決策，充分利用有利天氣，規(guī)避不利天氣或事先采取防御措施。冶金工業(yè)是指對金屬礦物的勘探、開采、精選、冶煉、以及軋制成材的工業(yè)部門。包括黑色冶金工業(yè)（即鋼鐵工業(yè)）和有色冶金工業(yè)兩大類。2023/2/36冶金與氣象一、冶金工業(yè)大氣污染二、冶金企業(yè)專業(yè)氣象服務三、大氣腐蝕四、高溫作業(yè)環(huán)境對人的影響和防護2023/2/37冶金工業(yè)大氣污染冶金工業(yè)廢氣（包括氣溶膠）主要分為三類：

生產(chǎn)工業(yè)過程中-----化學反應排放的廢氣；燃料在爐窯中燃燒-----產(chǎn)生煙氣和有害氣體；

原料和燃料在運輸、裝卸、儲、加工、清理精整過程中-----產(chǎn)生煙塵。2023/2/38冶金工業(yè)大氣污染廢氣治理難度大，原因是：※

廢氣溫度高（400-1000℃），對管道材料，組件結構以及凈化方式的選擇有特殊要求?！?/p>

冷卻處理技術難度大，煙氣中含有硫、水分和一氧化碳，必須解決水汽結露，粉塵防火防爆問題?！?/p>

煙氣陣發(fā)性強，且無組織排放（廠房、天窗）量大。廢煙氣同時具有一定的回收利用價值。“濕、蝕、變”在各種工業(yè)爐窯的能量支出中，廢氣余熱約占15%～35%2023/2/39冶金工業(yè)大氣污染在勞動保護和環(huán)境保護方面，冶金企業(yè)面臨著艱巨的任務。其中充分利用氣象信息進行合理排放、科學治理是氣象專業(yè)服務工作的重要方面。2023/2/310冶金企業(yè)專業(yè)氣象服務冶金企業(yè)的主要生產(chǎn)過程一般對天氣不太敏感，總的來說，天冷和微風氣候條件比較適宜，高溫、高濕下工作效率易受影響，妨礙職工健康，加重負荷和空調(diào)功率。2023/2/311冶金企業(yè)專業(yè)氣象服務降水：入爐原料、燃料的含水量、因大量吸熱而影響冶煉強度的提高和燃料比的降低、煉鋼廠整模、工程進度、保證質(zhì)量、新建高爐、焦爐的開工投產(chǎn)及大修、中修、暴漏在外的爐體。

直接影響生產(chǎn)過程的天氣、因素環(huán)境濕度：無噴吹燃料技術---加濕鼓風噴吹燃料技術---脫濕鼓風大風高爐噴吹燃料(fuelinjectionintoblastfurnace)，將氣體、液體或固體燃料通過專門的設備從風口噴入高爐，以取代高爐爐料中部分焦炭的一種高爐強化冶煉技術。2023/2/312冶金企業(yè)專業(yè)氣象服務為了對冶金企業(yè)全面深入地開展專業(yè)氣象服務工作，必須深入到冶金企業(yè)各個生產(chǎn)部門、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和具體生產(chǎn)工序，與生產(chǎn)管理和調(diào)度部門密切配合，建立起冶金企業(yè)專業(yè)氣象服務計算機系統(tǒng)，著重進行專業(yè)氣象檢索、氣象咨詢服務、災害性危險性天氣警報服務，把氣象服務與生產(chǎn)調(diào)度，管理融為一體，對重要天氣進行自動輸入、警報提示，各種預報隨機文件處理以及調(diào)度值班管理層層落實，防患于未然。主要影響天氣包括：大風、暴雨、高溫、大雪、低溫、雷暴等，做到安全渡汛，不停爐，不停電，不水淹，運輸暢通，料場不流失，防風、防寒、防暑降溫。2023/2/313大氣腐蝕大氣腐蝕:大氣腐蝕主要是大氣中的氧和水分的作用。在污染大氣中，硫化物、氯化物，二氧化碳等氣體和煤煙、鹽粒、塵埃會加劇大氣腐蝕的進程。我國1993年因腐蝕造成的損失達一千多億元，其中以金屬腐蝕為主。每年因腐蝕報廢的金屬設備和材料相當于金屬年產(chǎn)量的20%-40%，而大氣腐蝕約占總金屬腐蝕的一半。2023/2/314大氣腐蝕金屬表面大氣腐蝕的機制金屬表面大氣腐蝕的影響因子大氣腐蝕的分類大氣腐蝕的防護2023/2/315金屬表面大氣腐蝕的機制金屬表面的大氣腐蝕起因于大氣溫度、濕度條件下表面形成電解液膜引起的電化學腐蝕。降水、相對濕度較高環(huán)境金屬表面形成水膜電解質(zhì)溶液SO2、NO2、CO2等酸性氣體和鹽類2023/2/316金屬表面大氣腐蝕的機制由于液膜很薄，它不同于浸沒在電解液中的電化學腐蝕過程，雖然氧在水中溶解度很低，但空氣中的氧可以不斷地向液膜供給，并通過液膜到達金屬表面。這時液膜中的陰極過程主要表現(xiàn)為氧的去極化作用。酸性介質(zhì)中性或堿性介質(zhì)當金屬表面干濕交替時，腐蝕率特別大。瞬時腐蝕速率隨溫濕條件而明顯變化。2023/2/317金屬表面大氣腐蝕的機制1、鋼試片半浸在水中，為什么“水線”部分最容易腐蝕？這在實際中有何重要意義？

討論：2023/2/318金屬表面大氣腐蝕的機制對于干燥的空氣，雖然其中的氧及少量硫蒸氣和氯氣，仍可產(chǎn)生化學腐蝕，但并無通常意義下的電極反應，此時在金屬表面形成氧化物反應過程。2023/2/319金屬表面大氣腐蝕的影響因子空氣濕度---空氣中的相對濕度f是決定金屬表面大氣腐蝕的基本因子。

空氣溫度大氣中的污染氣體大氣氣溶膠2023/2/320金屬表面大氣腐蝕的影響因子---相對濕度

f在10%-30%之間時：金屬表面電化學反應受抑制，不可能發(fā)生溶液電極反應，只能出現(xiàn)輕度的干燥氧化作用；f在40%-60%之間時：在表面可形成2-3個分子層厚的吸附水分子膜，相應的大氣腐蝕很弱，并局限于吸附的污染點上；

f＞65%時：表面可形成水膜，其性質(zhì)與水相同，可發(fā)生明顯的腐蝕作用。對許多金屬來說，通常把fc=60%作為產(chǎn)生大氣腐蝕的臨界相對濕度。2023/2/321金屬表面大氣腐蝕的影響因子---相對濕度鋼鐵腐蝕速度與相對濕度的關系圖2023/2/322金屬表面大氣腐蝕的影響因子---空氣溫度氣溫升高，因化學反應增強而使腐蝕速率增加，一般氣溫低于0℃，腐蝕速率可忽略。但由于大氣中水分含量不變時，隨氣溫增高，相對濕度減小，相應又將使腐蝕速率減緩，故存在相應于最大腐蝕速率的溫濕度條件。有資料證明：溫度每提高10℃，鋼鐵的腐蝕就增加1倍。2023/2/323金屬表面大氣腐蝕的影響因子---空氣溫度Brooks（1950）建立腐蝕損傷經(jīng)驗公式：A為腐蝕指數(shù)，我國黃河秦嶺以南A值在0.4--0.5之間，7月普遍增大，比1月增1—2倍，黃淮平原、長江中下游、南嶺以南和四川盆地最為嚴重。2023/2/324金屬表面大氣腐蝕的影響因子---空氣溫度2023/2/325金屬表面大氣腐蝕的影響因子---大氣中的污染氣體城市工業(yè)區(qū)的大氣中含有SO2、H2S、NO2、NH3、CO2、CL2、O3等有害污染氣體，他們可形成稀酸，對鐵、銅、鋅等產(chǎn)生嚴重腐蝕。在大氣腐蝕中，大氣酸沉降的影響最為顯著。大氣腐蝕與污染氣體的濃度密切相關。2023/2/326金屬表面大氣腐蝕的影響因子---大氣氣溶膠

主要是煙灰、鹽粒和塵埃。它們通過吸濕和毛細凝聚作用在金屬表面維持濕潤和形成酸性溶液，促進金屬表面的電化學腐蝕作用。有些煙灰還可以引起電偶腐蝕作用（不同金屬材料接觸形成原電池作用引起）。2023/2/327大氣腐蝕的分類干大氣腐蝕（無液膜）；潮濕大氣腐蝕（f＜100%，肉眼看不見水膜）；濕大氣腐蝕（表面出現(xiàn)可見凝結水膜）。按相對濕度可把大氣腐蝕分為：按不同環(huán)境大氣的污染成分和含量變化，可把大氣的腐蝕性分成三種類型：鄉(xiāng)村大氣；城市大氣；海洋大氣。2023/2/328大氣腐蝕的分類

氯化物沉積率高，5-50mg/（m2·d），海岸附近高達150mg/（m2·d）鄉(xiāng)村大氣：二氧化硫的沉積率≤10mg/（m2·d），氯化物（主要是NaCL）沉積率≤5mg/（m2·d）；城市大氣：二氧化硫的沉積率10-80mg/（m2·d），其中工業(yè)區(qū)尤其是污染源（煙囪）附近可高達200mg/（m2·d）；海洋大氣：2023/2/329大氣腐蝕的分類如何解釋鋼樁在海水環(huán)境中不同區(qū)段腐蝕速率分布？2023/2/330大氣腐蝕的分類深水鹽溶液中鋼腐蝕速率在通常大氣條件下，3-6%的Nacl水溶液的腐蝕性是最強的。一般做腐蝕試驗，常用3-5%的Nacl水溶液。海水含鹽量為3-3.5%，因此具有強腐蝕性。2023/2/331大氣腐蝕的分類不同腐蝕性大氣對主要金屬的大氣腐蝕率

鋼鋅鋁*銅鄉(xiāng)村大氣5-100.5-1＜0.1＜1海洋大氣10-300.5-20.4-0.61-2城市或工業(yè)區(qū)10-601-1011-3*點腐蝕，常較均勻腐蝕更具危害性，大多數(shù)金屬都可產(chǎn)生點腐蝕，尤以鋁表面最為顯著。2023/2/332大氣腐蝕的防護把金屬設備和材料置于遮蔽或覆蓋之下，以避免雨淋；降低使用和貯存環(huán)境的空氣相對濕度至臨界值以下，減少環(huán)境污染氣體濃度，及時清除金屬表面灰塵（主要用于對倉儲金屬制品的保護）；針對性地使用大氣緩蝕劑；對精密儀器和設備，還可采取干潔空氣封存；使用鋁塑薄膜、厚聚乙烯薄膜封套包裝。2023/2/333大氣腐蝕的防護氣象部門根據(jù)當?shù)氐臍夂蛱卣?，考慮金屬設備和材料的使用貯存條件，提供中長期濕度資料和預報服務，還應包括降水量分布變化及其PH值，SO2和CL-沉積率估計等，并為涂刷緩沖劑提供有關大氣環(huán)境的氣象咨詢服務，如大氣成分，空氣溫、濕度，降水量和日照（接觸性緩蝕劑常受日光退化影響）。2023/2/334高溫作業(yè)環(huán)境對人的影響和防護冶金企業(yè)的煉鐵、煉鋼、軋鋼、鍛壓等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，常處于高溫強輻射環(huán)境下作業(yè)，產(chǎn)業(yè)工程中將熱源散熱量＞89.72KJ/(m2·h)的環(huán)境稱為高溫作業(yè)環(huán)境。

在高溫作業(yè)環(huán)境下，人體通過呼吸、出汗和體表血管的擴散等方式向體外散熱調(diào)節(jié)體溫以適應作業(yè)環(huán)境。若人體產(chǎn)熱量仍大于散熱量時，將導致體內(nèi)熱積蓄，促使呼吸和心率加快，皮膚表面血管和血流量急劇增加，有時可達至常值的7倍之多，此現(xiàn)象稱為熱應急效應。2023/2/335高溫作業(yè)環(huán)境對人的影響和防護產(chǎn)業(yè)工程中遇到的高溫作業(yè)環(huán)境，一般可分為三種基本類型：（1）高溫強輻射作業(yè)（2）高溫高濕作業(yè)（3）夏天露天作業(yè)環(huán)境有效溫度：17-22.5℃，以此為基數(shù)，當環(huán)境溫度達25.3℃時，男性事故率上升為140%，女性增至108%。2023/2/336高溫作業(yè)環(huán)境對人的影響和防護為改善熱環(huán)境的影響，必須從生產(chǎn)技術、工藝過程、生產(chǎn)組織和保健措施等各方面積極控制和改進。盡量將熱源布置在車間外部或天窗下或夏季主導風向的下風；在熱源和操作者之間設置屏障。當相對濕度超過50%時，人體通過蒸發(fā)汗液的散熱功能降低，若遇某些作業(yè)環(huán)境限制氣溫調(diào)解，則可采用降濕調(diào)解，在通風器中設置去濕劑或適當提高氣流速度，合理布置自然通風的門窗、進風排風的風口。2023/2/337礦井與氣象礦井空氣成分變化和通風調(diào)節(jié)要求礦井氣候礦井自然通風和強制通風露天礦氣象煤礦瓦斯爆炸的氣象條件分析和預報煤炭自燃及其預報煤塵爆炸2023/2/338礦井氣候井下氣溫、濕度主要決定于礦物與巖層的物理化學性質(zhì)、開采深度、生產(chǎn)工藝、地理地質(zhì)因素等。

礦井生產(chǎn)最適宜的溫度取為15-20℃，最適宜濕度為50—70%，若不滿足時，可在一定程度上影響生產(chǎn)作業(yè)和礦工身體健康。2023/2/339礦井氣候

一般礦井內(nèi)熱源較多，包括地熱、壓縮熱、巖面散熱、巖層下沉摩擦熱，機電設備散熱和廢氣排熱，氧化生熱，人體散熱，而且隨著礦井延深，生產(chǎn)擴大，熱量還會增加。緯度較高的丘陵山區(qū)，冬季低溫，尤其是寒潮侵襲，常使井筒、井口冰凍，對提升礦石、原煤，上下材料器件和人員輸送均有妨礙，冰溜斷裂下掉可危機人身安全。

礦井濕度隨礦巖自然濕度以及噴霧、灑水等濕式鑿巖防塵作業(yè)方式而異。2023/2/340礦井氣候溫度（℃）礦井類別和工作段煤礦金屬礦化學礦鈾礦干球采掘工作面26272626機電設備30

特殊條件下采取補充措施

3030濕球熱水型礦井和高硫礦井

27．5

我國現(xiàn)行礦井熱環(huán)境標準---礦石空氣最高允許溫度2023/2/341礦井氣候

一般礦巖濕度越大，粉塵濃度越低，存在一最佳濕度值，超過此值后，粉塵下降趨勢減緩，若再取人工增濕方法，經(jīng)濟效益甚低，而且過渡增高礦井相對濕度不利于礦工健康。從降低粉塵考慮，單純濕式作業(yè)并非良策，灑水噴霧對細微粉塵的捕獲效果較差，必須同時采用干式捕塵措施以及通風等方法進行綜合防治。2023/2/342礦井氣候礦井粉塵允許濃度礦塵類別最大允許濃度（mg/m3）含游離SiO2≥10%的礦塵2含游離SiO2＜10%的礦塵10含游離SiO2＜10%的滑石粉塵4含石棉≥10%的礦塵22023/2/343礦井氣候礦井氣候條件三要素是：溫度、濕度和風速。（1）溫度：溫度是構成井下氣候條件的主要因素，最適宜于人們勞動的溫度是15～20℃。金屬和化學礦山安全規(guī)程規(guī)定井下采掘地點溫度一般不超過27℃；《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定采掘工作面的空氣溫度不得超過26℃，機電硐室的空氣溫度不得超過30℃。/news/Detail.aspx?cid=38&id=2552023/2/344礦井氣候以目前的氣候標準為基礎，國內(nèi)外研究統(tǒng)計表明，氣溫每增加1℃，礦井生產(chǎn)效率則降低6-8%。氣溫每增加1℃，礦工勞保醫(yī)療費增加8—10%；根據(jù)南非的最新統(tǒng)計，在濕球溫度32.8—33.8℃下工作的工人，千人中暑死亡率為0.57，《中國大百科全書.礦冶.礦山安全與衛(wèi)生》對此也有記載。氣溫每增加1℃，井下機電設備的故障率增加1倍以上。

2023/2/345礦井氣候（2）濕度：空氣濕度指空氣中所含水蒸氣量的多少。它分為絕對濕度和相對濕度。礦井空氣的濕度一般指相對濕度。相對濕度的大小直接影響水分蒸發(fā)的快慢，因此，能影響人體的出汗蒸發(fā)和對流散熱。人體最適宜的相對濕度一般為50%～60%。（3）風速。風速除對人體散熱有著明顯影響外，還對礦井有毒有害氣體積聚、粉塵飛揚有影響。風速過高或過低都會引起人的不良生理反應。2023/2/346礦井自然通風和強制通風礦井通風的目的在于消煙、排毒、降塵。首先應分析研究礦山自然通風規(guī)律，充分利用自然風流的有效作用，控制其不利影響，輔以機械強制通風以滿足礦井對總供風量及各作業(yè)點需風量的要求。

礦井通風系統(tǒng)是由扇風機和通風網(wǎng)絡兩部分組成。風流由入風井口進入礦井后，經(jīng)過井下各用風場所，然后進入回風井，由回風井排出礦井，風流所經(jīng)過的整個路線稱為礦井通風系統(tǒng)。2023/2/347礦井自然通風和強制通風自然通風：進風井與排風井因標高差、空氣受熱條件不同，出現(xiàn)溫差，引起壓差，可形成自然通風。自然風壓一般都比較小，且不穩(wěn)定，所以《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：每一礦井都必須采用機械通風。

強制通風：

機械通風方法。利用扇風機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的通風動力，致使空氣在井下巷道流動的通風方法叫做機械通風。

2023/2/348礦井自然通風和強制通風是指風流經(jīng)過用風地點或區(qū)域后，不排入回風系統(tǒng)而進入另一用風地點的通風方式。串聯(lián)通風：通風方式：中央式，對角式，混合式

通風方法：壓入式，抽出式，混合式。一般采用抽出式，防止礦井停電時瓦斯不超線/view/435170.htm?fr=ala0_12023/2/349礦井自然通風和強制通風

礦井風量具體計算主要考慮人的額定風量，CH4或CO2的涌出量，還要考慮炸藥用量，排塵風速要求，內(nèi)燃機功率，必須保證作業(yè)點有害氣體濃度、氣溫和風速符合安全規(guī)程規(guī)定。

一般最優(yōu)排塵風速：掘進工作面為0.4-0.7m/s，回采工作面為1.5-4m/s；當煤中含水分3%-4%時，最優(yōu)排塵風速為2.3-2.5m/s，水分每增加1%，最優(yōu)排塵風速增加0.01-0.15m/s。當風速大于4.5m/s時，風流中礦塵濃度反而增大。2023/2/350最適礦井氣候最小風速不同相對濕度下適宜氣溫（℃）60%-70%70%-90%＞90%0.252423220.52524231.02625242.02626252023/2/351露天礦氣象露天礦大氣污染露天礦的溫度場一般年降水量小，平均風速低，冰凍期長，干旱、蒸發(fā)量較大礦區(qū)，由于穩(wěn)定層結概率高，逆溫梯度大，通常大氣污染嚴重，延續(xù)時間長；露天礦的溫度場決定于露天礦內(nèi)太陽輻射分布和底板巖層的地熱狀態(tài)。2023/2/352露天礦氣象露天礦的自然通風露天礦的自然通風決定于露天礦平面尺度與深度之比。露天礦的水淹災害---大氣降水尤其是暴雨。2023/2/353露天礦氣象露天礦污染氣象監(jiān)測和預報：在采坑口和坑內(nèi)分設觀測場，監(jiān)測參數(shù)包括兩部分：氣象參數(shù)---風向風速、氣溫、濕度、氣壓、日照時間、地表溫度、降水量和蒸發(fā)量；污染物濃度參數(shù)---粉塵，CO，CO2，NOx，SO2，醛類3.4苯并芘等濃度和自然沉降量。建立當?shù)貧庀笈_站與采場坑口、坑內(nèi)現(xiàn)場氣象資料相關。2023/2/354煤礦瓦斯爆炸的氣象條件分析和預報是井下有害氣體的總稱，其主要成分是沼氣（CH4，占83.4%--96.5%），它不溶于水，對空氣的相對密度為0.554，具很強的滲透性。礦井瓦斯當瓦斯對空氣的濃度達5%--16%，且空氣中的含氧量在12%以上，遇高溫（600-750℃）或明火所引起爆炸。瓦斯爆炸2023/2/355煤礦瓦斯爆炸的氣象條件分析和預報礦井瓦斯?jié)舛阮A報瓦斯?jié)舛扰c高壓（脊）或冷鋒（靜止鋒）控制有關。同時考慮氣壓和氣溫可獲得瓦斯爆炸信號。礦井瓦斯?jié)舛冗€與煤層瓦斯含量、圍巖地質(zhì)、采煤生產(chǎn)方式、日采煤量和通風條件有關。2023/2/356煤礦瓦斯爆炸的氣象條件分析和預報預防瓦斯爆炸的技術措施（1）防止瓦斯積聚。所謂瓦斯積聚是指局部瓦斯?jié)舛瘸^2%，體積超過0.5m3的現(xiàn)象。為了防止瓦斯積聚，每一礦井必須從生產(chǎn)技術管理上盡量避免出現(xiàn)盲巷，臨時停工地點不準停風，并加強通風系統(tǒng)管理，嚴格執(zhí)行瓦斯檢查制度，及時安全地處理積聚瓦斯。

2023/2/357（2）防止瓦斯引燃。防止瓦斯引燃的措施是嚴禁和杜絕一切火源；嚴格管理和控制生產(chǎn)中可能發(fā)生的火、熱源，防止它的產(chǎn)生或限制其引燃瓦斯的能力。因而嚴禁攜帶煙草和點火物品下井；礦燈應完好，否則不得發(fā)放，礦燈嚴禁被拆開、敲打、撞擊；加強電氣設備管理和維護，采用防爆型的電氣設備，井下供電還應做到無雞爪子、無羊尾巴、無明接頭、堅持使用煤電鉆綜合保護；堅持局扇使用風電閉鎖煤礦瓦斯爆炸的氣象條件分析和預報2023/2/358（3）防止瓦斯爆炸范圍擴大。萬一發(fā)生爆炸，應使災害限制在盡可能小的范圍，并盡可能減少損失，為此通風系統(tǒng)力求簡單，采用并聯(lián)通風，禁止大串聯(lián)通風。

煤礦瓦斯爆炸的氣象條件分析和預報2023/2/359煤炭自燃及其預報

煤炭自燃為一復雜的理化和生物過程。一般煤炭粉碎程度越烈，因表面積大，易受氧化，易自燃。煤齡短，吸附性強，易發(fā)熱，剛開采的煤層，因表面活性大，易氧化放熱，煤中少量水分，利于黃鐵礦（FeS2）生成硫酸亞鐵（FeSO4）使之粉化而增強氧化作用。煤炭低溫氧化，煤堆的大小決定了散熱條件，若不易散熱，煤堆散熱量小于煤體產(chǎn)生的熱量，是熱量聚集，溫度升高加速氧化，達煤的自燃點，即可引起煤堆自燃。2023/2/360煤炭自燃及其預報品種化學成分（%）自燃性（℃）揮發(fā)物不飽和化合物硫化物自然危險溫度碳化點自燃點褐煤41-6020-258-1060-65100-120250-450煙煤12-405-150.5-6.365150-250400-500泥煤-----50------70-80100-105205-300無煙煤3.5--------------200-400＞500煤的化學成分及自燃性2023/2/361煤炭自燃及其預報煤炭自燃必須滿足的三個基本條件：具有自燃傾向的呈碎裂狀堆積的煤炭；有一定的供氧條件以維持煤的氧化過程；在煤氧化過程中生成并積蓄的熱量難以及時散發(fā)。其中有關煤炭氧化的氣象指標十分重要，并可用針對性的控制氧氣濃度的方法加以防治。礦內(nèi)空氣成分變化，主要是氧含量減小，CO2，CO含量增加，預示將發(fā)生煤層自燃，煤層流出的水溫增高，出現(xiàn)霧氣，也是煤層自燃的前奏。2023/2/362煤塵爆炸2005年11月27日，黑龍江省龍煤集團七臺河分公司東風煤礦發(fā)生特別重大煤塵爆炸事故，事故造成171人死亡。

“大躍進”年代，中外采礦史上最悲慘的煤塵大爆炸在我國最大的煤炭生產(chǎn)基地——大同礦務局發(fā)生了。事故死亡677人，連同被救出的228人中又死亡5人，共死亡682人，這一世界最高死亡紀錄一直保持至今。

2023/2/363煤塵爆炸懸浮煤塵達一定濃度，在熱源作用下，被干餾生成可燃氣體，再與空氣中的氧混合，遇火源燃燒并放熱，傳輸至附近煤塵，不斷循環(huán)燃燒，反應加快，最終導致爆炸。煤塵粒度（平均直徑）從0.75μm-1mm都能參與爆炸，但爆炸性最強的粒度在75μm以下，煤塵爆炸的濃度下限約45g/m3，一般112g/m3，爆炸力最強的濃度為300-400g/m3。

煤的揮發(fā)分越高，爆炸危險性越大。而煤塵中的水分和灰分越高時（30%--40%），可使煤塵的爆炸性迅速下降。2023/2/364煤塵爆炸2023/2/365煤塵爆炸礦井煤塵爆炸的三要素是什么?可燃物氧氣燃點

2023/2/366石油與氣象參考書：《石油與氣象》新疆石油管理局編著，1993

簡介:論述了應用氣象學原理、氣象、氣候資料及其解決石油勘探和油田建設中的有關問題石油勘探與氣象、鉆井與氣象、煉油與氣象等9章。/v_playlist/f1067694o1p1.html2023/2/367石油與氣象石油多集中在被不透水巖層包圍或限制的砂巖內(nèi)，一般位于構造凸起處。在多孔的巖石中石油浮在鹽水層的上面，采用鉆孔進行開采；在環(huán)繞大陸的淺海底有許多產(chǎn)油地層，在這里可以架起支柱固定在大陸架巖石上的海上鉆井平臺；但是在較深的地方，必須采用系于固定位置的海上浮動鉆臺。但是全世界開采剩下的許多石油資源---重油和瀝青砂，不那么容易開采。2023/2/368石油與氣象1998年11月6日《人民日報》的第7版有一篇題為《重油——下世紀重要能源》的文章中介紹：

1998年時，常規(guī)原油的可采儲量僅剩1500億噸，而當時全球原油年產(chǎn)量已達30億噸，而重油和瀝青砂，這種儲量高達4000億噸的烴類資源日益引起人們的關注。

稠油是世界經(jīng)濟發(fā)展的重要資源，其儲量約有4000億-6000億立方米。我國據(jù)不完全統(tǒng)計，探明和控制儲量已達16億噸，重點分布在勝利、遼河、河南、新疆等油田。在全球大約10萬億桶剩余石油資源中，70%以上是重油資源。我國對稠油油藏的研究、開發(fā)和加工已日趨成熟，并形成相當大的開采規(guī)模，而且產(chǎn)量也占全國石油總產(chǎn)量的1/10。2023/2/369石油與氣象當傳統(tǒng)開采石油的油田產(chǎn)量逐漸萎縮時，需要采用新的方法來開采石油，目前石油開采技術主要包括：四維地震勘探法注氣抽油定向鉆探2023/2/370石油與氣象四維地震勘探石油1927年，地質(zhì)學家根據(jù)反射聲波轉(zhuǎn)換成地殼的詳盡剖面圖，并據(jù)此拼合成一種3維模型，它能揭示多孔巖層中的石油蘊藏狀況，從而將石油的發(fā)現(xiàn)率和收獲率提高20%。

現(xiàn)在已能將反復地震法勘測的結果組合成4維模型，該模型不僅能勘測出油田中石油、氣體和水之所在，還能預測出它們下一步的流向。但它對埋藏在極硬巖層中或鹽床下的油田則無能為力。主要通過不同物質(zhì)具有不同反射聲波特點，將反射回來的聲波經(jīng)計算機處理轉(zhuǎn)換成圖像，最終便形成一個能指導鉆井操作的模型。2023/2/371石油與氣象注氣抽油傳統(tǒng)對油井進行抽油，直到油流漸漸枯竭的方法，時常使得60%或更多的油未被采不出來。

一種更為有效的方法是將天然氣、蒸汽或液態(tài)二氧化碳注入枯井。然后，注入物便通過巖石上的微孔向下擴散，若是計劃周密，注入物還會將被遺棄的石油推向相鄰的油井。另一個辦法是時常將水注到石油的下面以增大其壓力，從而幫助它向上流到地表。2023/2/372石油與氣象定向鉆探“定向鉆探”是石油開采的第三大技術進展，其可以開發(fā)被遺忘的儲油層，而成本卻比注入法來得低。石油工程技術人員可以利用各種新設備使油井在地下數(shù)千米處的儲油層內(nèi)從垂直走向變?yōu)橥耆阶呦?。傳統(tǒng)上，鉆探工要轉(zhuǎn)動長長的鉆桿，即“鉆具組”，鉆具組將地表的鉆機同油井底部的鉆頭連為一體。當鉆桿必須拐彎時，這種方法就不行了。因此，要使鉆探方向改變，并不是使鉆具組改變轉(zhuǎn)動方向，而是讓安裝在靠近鉆頭處的泥漿驅(qū)動電機只轉(zhuǎn)動起挖掘作用的帶尖頭的金剛石鉆齒，從而使安在泥漿驅(qū)動電機與鉆頭之間的彎管接頭，控制鉆探方向。2023/2/373石油與氣象國際上一些公司已研制出先進的傳感器，其精確度大為提高。傳感器負責測定鉆井周圍巖石的電阻，其它一些傳感器則發(fā)射出中子和射線，然后對被巖石和孔隙流體散射回來的中子和射線進行計數(shù)。上述測量結果以及鉆頭當前所在位置通過用來驅(qū)動電機和潤滑井筒的泥漿流中的脈沖被發(fā)送回地表。工程技術人員于是就能調(diào)整鉆探的路徑，從而使鉆頭迂回前進到達構造帶中最富油的部分。2023/2/374石油與氣象在石油開發(fā)生產(chǎn)中，遇到許多應用氣象問題。石油氣象就是氣象為石油生產(chǎn)進行專業(yè)服務的產(chǎn)物。石油工業(yè)的規(guī)劃設計，生產(chǎn)管理需要當?shù)丨h(huán)境的氣象參數(shù)和指標，以便適應大氣環(huán)境，有效的利用有利的氣象條件，避免和預防災害性天氣，提高石油生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。2023/2/375石油與氣象石油勘探與氣象---地震勘探、重力勘探、地磁勘探鉆井與氣象---井場氣象條件、井架基礎、井架安裝和井架風荷載、鉆井作業(yè)采油與氣象管道輸油作業(yè)與氣象煉油與氣象近海油田開發(fā)與氣象2023/2/376石油勘探與氣象野外石油勘探受氣象條件制約，影響其進程和質(zhì)量，表現(xiàn)為惡劣天氣直接影響人員的生活、行動和作業(yè)，甚至危及安全。異常天氣和氣象要素突變影響勘探儀器的性能，產(chǎn)生干擾訊號，造成觀測誤差增大，勘探精度降低，甚至使勘探中斷。因此在物探網(wǎng)點設計中。必須考慮當?shù)貧夂驐l件，掌握主要氣象災害的一般規(guī)律，選擇有利的勘探作業(yè)季節(jié)。2023/2/377石油勘探與氣象

在南方和東部地區(qū)---預防夏季暴雨、洪水、高溫、臺風的影響；

在北方、高原冬季---針對可能出現(xiàn)的寒潮、強降溫和暴風雪采取對策；

沿海---會出現(xiàn)海霧、海涌、風暴潮、結冰等惡劣天氣；

沙漠地區(qū)---常年要考慮基點和控制位的標志的防風蝕和沙埋，對夏季高溫強日射采取有效的防護措施并調(diào)整作業(yè)時間，宿營地不能設在風線、風口和洪積扇區(qū)；

考慮到主要是野外作業(yè)，冬季取暖和夏季防暑一般應比所在地區(qū)的標準放寬要求。2023/2/378石油勘探與氣象地震勘探---地震儀降水、風、雷暴、低溫（冬季）重力勘探---重力儀氣溫日變化、氣壓地磁勘探溫度、降水、雷電、大氣電磁波以及高層大氣電離作用2023/2/379鉆井與氣象鉆井是石油開采的基本生產(chǎn)方式，在野外作業(yè)受自然環(huán)境、天氣氣候條件的影響和制約。井場氣象條件井架基礎井架安裝和井架風荷載鉆井作業(yè)2023/2/380鉆井與氣象井場氣象條件（1）避開易受洪水、泥石流沖擊的谷地和易受暴雨洪水淹沒的洼地。（2）井場至少要有1/100的坡度，井口位于井場高處，以防洪水、廢水侵入，并使污水廢泥漿暢通排泄。（3）在地質(zhì)技術條件許可的情況下，井場建在背風區(qū)，以減少風對鉆井生產(chǎn)的危害。2023/2/381鉆井與氣象井場設備的合理布局（1）在鉆井區(qū)繪制風玫瑰圖，無實測資料時應根據(jù)調(diào)查、考察、考慮植被生態(tài)、地形地貌、大氣環(huán)流背景定出常年主導風向。（2）鍋爐房、發(fā)電設置應設在主導風下風距井口至少50m，以防井噴引發(fā)火災；水罐、油罐等大型設備應順主導風方向排列安裝，以免產(chǎn)生局地風口效應。（3）泥漿循環(huán)系統(tǒng)應設在較高處，要求管線有一定坡度，以保證冬季停泵后放空泥漿，避免凍結。（4）為避免陽光直射，影響司鉆操作，井場大門不宜朝南。2023/2/382鉆井與氣象井架基礎井架基礎是安裝井架底座，承受井架負荷的基石。

影響井架基礎的氣象條件：在澆注混凝土基礎時，溫度、濕度、降水等將引起混凝土某些特性變化；凍土對基礎有凍脹抬升和凍融沉降作用，故井架基礎的最小埋深應根據(jù)當?shù)赝寥佬再|(zhì)和凍土深度決定。2023/2/383鉆井與氣象井架安裝和井架風荷載井架安裝屬于高空作業(yè)，對氣象條件要求比較嚴格。雨、雪、霧凇、雨凇影響較大，一般應避免在此類天氣下裝卸。風對井架的影響主要指吊車作業(yè)和焊接，井架裝卸作業(yè)風力不能超過4級。整體拖移時要根據(jù)天氣預報選擇晴好天氣，風力限制視地表土層結構和風向而定。2023/2/384鉆井與氣象鉆井作業(yè)（1）大風的影響（2）沙塵暴、吹雪、雪暴和山洪對鉆井的危害（3）低溫凍結對鉆井的影響2023/2/385采油與氣象冬季生產(chǎn)階段：適宜期生產(chǎn)階段：以連續(xù)5天平均氣溫＜10℃為準；防止油溫過低，油溫過低，粘度迅速增大，致結蠟嚴重，油井生產(chǎn)受影響，對日最低氣溫≤-20℃的嚴寒期，若維持較長時間，則被迫關井。以連續(xù)5天平均氣溫≥10℃為準。是原油生產(chǎn)旺季，要注意在高溫酷熱天氣預防中暑，同時，根據(jù)天氣預報防御大風、暴雨、洪水、雷暴等災害性天氣造成的破壞。2023/2/386管道輸油作業(yè)與氣象我國原油多屬石蠟基原油，含蠟高，粘度大，凝固度高，長距離輸送應采用加熱措施，輸油管道的散熱和能耗以及運行安全等問題都與氣象條件密切相關。2023/2/387管道輸油作業(yè)與氣象輸油管道設計與氣象石油蒸發(fā)損耗與氣象石油儲運與防雷油品蒸發(fā)呼吸向大氣中排放的油氣混合氣體，遇雷電易產(chǎn)生燃燒爆炸。油罐收發(fā)油作業(yè)（大呼吸損耗）、油罐靜止存油（小呼吸損耗）取管道埋置深度最冷月平均地溫作為管道熱力計算的依據(jù)。2023/2/388管道輸油作業(yè)與氣象降低呼吸損耗的氣象條件和最佳作業(yè)時間項目損耗作業(yè)有利與不利氣象條件最佳作業(yè)時間小呼吸損耗油罐量油取樣作業(yè)有利：一日中氣溫低，變