第6章 地下气体及其特征
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1 矿井空气矿井的空气主要来自地面空气,地面空气进入井下后,会发生一些物理、化学的变化,所以,矿井空气的组分无论在数量上还是质量上和地面空气都有较大的差异。
1.1矿井空气组分1.1.1地面空气组分地面空气是干空气和水蒸气组成的混合气体。
干空气一般由以下几种主要气体混合而成。
其组分如表1-1 所示。
表1-l 地面干空气组分在混合气体中,除水蒸气外,还有尘埃和烟雾等杂质。
水蒸气的浓度随地区和季节而变化。
1.1.2矿井空气组分地面空气进入矿井后,因发生一些物理、化学的变化,使其组分发生较大变化。
1.1.2.1物理变化(1)气体混人:沼气、碳氧化合物、硫化氢、氮氧化合物、碳氢化合物等气体混入井下空气中。
(2)固体混入:井下各种作业所产生的微细矿尘、岩尘和其他杂尘悬浮在井下空气中。
(3)气象变化:主要由于井下空气的温度、气压和湿度的变化引起井下空气的体积和浓度变化。
井下空气物理变化的结果,不仅使井下空气成分种类增多,而且各种成分的浓度亦发生变化。
1.1.2.2化学变化(1)井下物质的氧化:煤、坑木、硫化物矿物等的氧化产生碳氧化合物、硫化物等气体。
(2)爆破作业:矿井内实施爆破作业,爆破产生大量的一氧化碳和氮氧化合物等有毒、有害气体。
有毒、有害气体的种类和数量与炸药的性质、爆炸条件及介质有关。
(3)井下火区:井下火区氧化和含硫矿物缓慢地氧化,会产生大量一氧化碳、二氧化硫、氨气等。
(4)充电硐室电解:井下充电硐室充电过程中,液体电解产生氢气。
化学变化的结果,不仅使井下空气的成分种类和浓度发生变化,而且各种化学变化都要消耗空气中的氧气而产生二氧化碳,使井下空气中的氧含量削减,二氧化碳含量增加。
综上所述,地面空气进入井下,由于发生一些物理、比学变化,使得空气组分发生变化,其组分种类通常包括:O2、CH4、CO2、CO、H S、S0 、N 、NO 、H 、NH 、水蒸气和浮尘等十几种。
井2 2 2 x 2 3下空气的主要成分见表1-2。
第六章流体力学基础知识流体力学是研究流体平衡和宏观运动规律,以及流体与所接触物体之间相互作用的力学特点,用以分析解决工程设计和使用中的实用问题。
液体和气体统称为流体。
流体的特征是具有流动性,即其抗剪和抗张的能力很小;无固定形状,随容器的形状而变化;在外力作用下其内部发生相对运动。
石油工业中处理的物料多数是流体。
运用流体力学的一般原理,研究设备中流体运动的规律及其对生产过程的影响,为石油工业诸学科提供理论基础,这就是流体力学的主要内容。
例如,了解、研究流体速度、压力、密度等在设备内的分布和随时间的变化以及处于流体中的物体,如推动流体运动的部件(搅拌桨叶等),悬浮颗粒(或液滴、气泡)与流体之间的相互作用等。
研究流体运动的规律,首先需要了解影响流体运动的基本因素。
这既包括流体本身的属性,也包括能容纳并使其流动的设备(如管道、塔器、容器、换热器、泵、鼓风机、压缩机等)的特性。
因此,不同的流动问题受不同的复杂因素的支配。
本章仅对石油工业中常遇到的流体力学问题加以概括地说明。
第一节流体运动概述在石油工业生产中所处理的原料及产品,大多数是流体。
按照生产工艺的要求,制造产品时往往把它们依次输送到各设备内,进行化学反应或物理变化,制成的产品又常需要输送到储罐内储存。
过程进行的好坏,动力的消耗及设备的投资都与流体的流动状态密切相关。
一、流体的物理属性流体的物理性质是流体运动状态变化的内因。
对于流体运动有影响的物性,主要有密度、粘性、压缩性、表面张力等。
为了论述流体的上述宏观特性,这里先阐明流体力学中的一个基本假定——流体是连续介质。
1、连续介质假定流体是由运动的分子组成的,分子之间有着相当大的空隙,大量分子作随机运动,因而导致流体的质量在空间和时间上的分布是不连续的,而且具有随机性。
但在流体力学中研究流体的运动规律时,考察的是由大量分子所组成的流体质点的宏观运动规律,不着眼于个别分子的微观运动状况;注重的是整个设备(流场)范围内的变化,而不是分子平均自由程那样微小距离上的差异。
第6章地下水动力环境第一节基本概念1.静岩压力(lithostatic pressure)概念:静岩压力是指由上覆沉积物的基质和孔隙空间流体的总重量所引起的压力,也可称作上覆岩层压力。
静岩压力随上覆沉积物的增厚而加大,通常用pr =σ+p来表示。
即:静岩压力(pr )等于颗粒产生的有效压力(σ)与孔隙流体产生的流体压力(p)之和。
正是在有效压力的作用下,沉积物不断被压实而变得致密。
计算公式:pr =Hρrg式中pr————静岩压力H——上覆沉积物的厚度ρr————上覆沉积物的平均总体密度g——重力加速度2 静岩压力梯度概念:静岩压力梯度指当上覆沉积物每增加单位厚度时所增加的压力,用Pa/m 表示。
若上覆沉积物的平均总体密度为2.3×103Kg/m3,则静岩压力梯度为2.3×104Pa/m 。
3 静水压力(hydrostatic pressure )概念:静水压力是指由静水柱重量所引起的压力。
石油地质学中静水压力通常的含义是由“连通在地层孔隙中的水柱所产生的压力”。
计算公式:p w =H ρw g式中p w ——静水压力H——水覆水柱的高度p w ——水的密度g——重力加速度4 静水压力梯度概念:静水压力梯度是指当上覆水柱增加单位高度时所增加的压力,通常也用每增加1m水柱高时增加的压力,用Pa/m 单位表示。
若取水的密度取1×103Kg/m3,则静水压力梯度约为0.1×105Pa/m。
5 地层压力(formation pressure)概念:地层压力是指作用于地层孔隙空间里的流体上的压力,又称孔隙流体压力,或称孔隙压力如果孔隙中流体是水,则正常的地层压力等于静水压力值。
6 异常地层压力(abnormal pressure)概念:异常地层压力是指高于或低于静水压力值的地层压力.异常高压(surpressure):高于静水压力值的地层压力.异常低压(subpressure):低于静水压力值的地层压力.最初人们是从防止钻井事故的角度出发来研究异常压力的,并常常把它看作是一种偶然的和特殊的地质现象。
第六章热液矿床各论三地下水热液矿床(一)概述一、1、地下水热液矿床:与岩浆活动无直接关系,在地壳浅部和表层的地热异常区,由地热或地热增温率导致的岩层内同生水或循环地下水活动性增强,萃取围岩中的成矿物质形成的含矿溶液,称为地下水含矿热液,当地下水含矿热液运移到有利构造和围岩中,通过充填和交代的成矿方式形成的矿床称为地下水热液矿床。
2、工业意义:主要金属矿产有Pb、Zn、Hg、Sb、As、Au、Ag、U、Ni、Mo等;非金属矿产有水晶、冰洲石、石棉、蛇纹石、重晶石等,有些矿床可以称为大型、超大型矿床(MVT 型铅锌矿床、贵州万山汞矿床)(二)地下水含矿热液的形成作用1、侧分泌作用:热液可能是大气降水、原生水、或结晶时的释放水。
热液流经围岩时,成矿组份从附近围岩中析出进入热液,形成含矿气水热液,矿质被热液带到附近有利空间沉淀成矿。
2、压实热液作用:岩石在压实过程中,岩层中的孔隙水受压而被释放出来。
如原为海相沉积物在成岩、压实过程中,可释放出以卤化物为主的热卤水。
在这些热液的作用下,可形成后生的金属和非金属矿床,如某些泥质岩中的铅锌矿脉可能是这种成因造成的。
3、下渗水环流热液作用:下渗水沿断裂、裂隙带循环,通过加温,使围岩中有用组份活化转移,进入热液,并在有利的岩性条件下富集。
4、热泉堆积作用:一般发生在年轻和正在进行矿化的地区。
热泉水基本上是大气降水,一般含有较高的Hg、As、F等元素,随着温度下降,有用组分沉淀堆积可形成矿床,如美国加利福尼亚州的汞矿床就是一例。
(三)地下水热液矿床的特征其总体特征与岩浆热液矿床大体相似,但还有自己的特点,主要表现在:(1)矿床及其附近一般无岩浆岩体出露,即使有,也与矿床无直接直接关系;(2)矿化明显受一定地层、岩性(岩相)控制,矿床常产于一定层位中,矿体常集中在某些岩性段:ⅰ)海相、泻湖相碳酸盐岩(多与白云质碳酸盐岩和礁相杂岩);ⅱ)红色碎屑岩系中的浅色带及接触带;ⅲ)黑色页岩;(3)矿床受构造控制明显,主要是褶皱、断裂、裂隙、及岩层的层间构造带,矿体多为两向至三向延长过渡的凸镜状、囊状或脉状矿体,在空间上沿一定层位呈带状分布;(4)矿石成分简单,与围岩成分基本相似,金属矿物常为方铅矿、闪锌矿、自然金、辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄、黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿等,矿物颗粒较大,并呈带状分布,有时晶体生长完好;(5)围岩蚀变弱,主要为低温蚀变,如硅化、碳酸盐化、粘土化、重晶石化等;(6)成矿温压低(T50-200℃,P<3×107-5×107Pa,D<1.5km),同位素变化大(δ34S 变化范围-12.2-+36.1‰),矿石年龄可大于围岩,也可小于围岩。
初中化学知识点总结气体一、气体的定义与性质气体是物质的一种状态,其特点是没有固定的形状和体积,可以自由流动并迅速扩散。
在常温常压下,气体分子间距离较大,相互作用力较小,因此气体具有较高的流动性和可压缩性。
二、气体的分类1. 按照来源分类:- 自然界气体:如大气中的氧气、氮气等。
- 人造气体:如工业生产中的合成气、笑气等。
2. 按照化学性质分类:- 单质气体:如氢气、氧气、氯气等。
- 化合物气体:如二氧化碳、二氧化硫等。
- 混合物气体:如空气,由多种气体混合而成。
三、气体的物理性质1. 体积与压力:- 气体体积:气体所占据的空间大小。
- 气体压力:单位面积上气体分子对容器壁的撞击力。
2. 温度与密度:- 气体温度:衡量气体分子运动快慢的物理量。
- 气体密度:单位体积内气体的质量。
3. 气体的扩散与溶解:- 扩散:不同种类气体相互接触时,分子会自发地混合。
- 溶解:气体分子在液体中的分散过程。
四、气体的化学性质1. 氧化还原反应:- 氧化:气体获得电子的能力。
- 还原:气体失去电子的能力。
2. 酸碱性:- 酸性气体:如二氧化硫、氯化氢等。
- 碱性气体:如氨气等。
3. 反应活性:- 气体的反应活性受分子结构和化学性质的影响。
五、气体的实验室制备1. 制备方法:- 物理方法:如加热、压缩等。
- 化学方法:如化学反应产生气体。
2. 收集方法:- 水置换法:利用气体不溶于水的性质收集气体。
- 空气置换法:利用气体的密度差异收集气体。
六、气体的储存与运输1. 储存方法:- 压缩气体:将气体压缩至高压容器中储存。
- 液化气体:通过降低温度和压缩体积使气体转变为液态储存。
2. 运输方法:- 管道输送:适用于长距离、大规模的气体运输。
- 罐车运输:适用于小规模或短途的气体运输。
七、气体的应用1. 工业应用:- 氧气用于钢铁冶炼、医疗急救等。
- 氮气用于食品防腐、化工原料等。
2. 医疗应用:- 氧气用于治疗缺氧症状。
最新部编版五年级下册科学第六单元知识
点整理
本文档整理了最新部编版五年级下册科学第六单元的知识点。
知识点一:物质的三态
- 物质的三态:固态、液态、气态。
- 物质的三态转化:固体熔化成液体叫熔化,液体凝固成固体叫凝固,液体蒸发成气体叫蒸发,气体凝结成液体叫凝结,液体凝固成固体叫冷凝,气体熔化成液体叫液化。
知识点二:空气的组成
- 空气是由氧气、氮气、水蒸气和其他气体组成的。
- 氧气在空气中的比例大约为1/5,氮气的比例大约为4/5。
知识点三:空气的性质
- 空气具有质量和体积。
- 空气可以被压缩和膨胀。
- 空气可以传导声音和电力,具有较好的导电性和导声性。
- 空气可以对物体产生浮力。
知识点四:氧气的作用
- 氧气是人们呼吸的空气成分之一,维持生命活动。
- 氧气可以支持燃烧,使物体燃烧变得旺盛。
- 氧气可以帮助物体进行腐蚀,损坏物体。
以上是最新部编版五年级下册科学第六单元的知识点整理,希望对你有帮助!。
氮气地下体积氮气是地球大气中的主要成分之一,占据了大气的约78%。
它是一种无色、无味、无毒的气体,在自然界中广泛存在于空气中。
虽然氮气在地球大气中的体积较大,但它在地下的存在形式却有着不同的特点和应用。
地下氮气主要存在于土壤和岩石中的气孔中,以及地下水中的溶解气体形式。
土壤中的氮气主要来自于大气中的氮气通过微生物的固氮作用转化而来。
固氮作用是指某些微生物能够将大气中的氮气转化为植物可利用的氨或硝酸盐的过程。
这些微生物通过与植物共生或寄生的方式,将大气中的氮气转化为植物所需的养分,促进植物生长和发育。
地下水中的氮气主要来自于大气中的氮气通过降水的形式进入地下水中。
当降水渗入土壤或岩石中时,会与土壤颗粒或岩石表面的气孔相接触,氮气会溶解在水中形成溶解气体。
这些溶解气体会随着地下水的流动而被输送到不同的地理位置,对地下水生态系统产生影响。
地下氮气的存在对生态系统起着重要的作用。
首先,地下氮气可以提供植物所需的养分,促进植物的生长和发育。
植物通过根系吸收土壤中的氮气,将其转化为蛋白质等有机物质,为其他生物提供食物来源。
其次,地下氮气的存在还能影响土壤的肥力和质量。
土壤中的氮气可以通过微生物的作用转化为植物可利用的形式,增加土壤的肥力。
此外,地下氮气的存在还能影响地下水的质量。
过量的氮气会导致地下水中的硝酸盐含量超标,对人体健康产生潜在危害。
除了对生态系统的影响,地下氮气还有一些特殊的应用。
例如,在一些工业生产过程中,氮气常被用作保护气体,用于保护易受氧化或易燃物质。
此外,氮气还可以用于制造氮气冷冻器和液氮冷冻器,用于冷冻和冷藏食品等物品。
地下氮气虽然在地球大气中占据了很大的体积,但在地下的存在形式却有着不同的特点和应用。
地下氮气通过固氮作用和溶解形式,为生态系统提供重要的养分和影响。
同时,地下氮气也有一些特殊的应用,为人类生产和生活带来便利。
对于地下氮气的研究和应用,可以更好地利用地下资源,保护环境,促进可持续发展。
非煤矿山员工安全知识读本组—矿井空气及气候条件1.井下空气矿井空气来源于地面空气,地面空气主要由氧、氮、二氧化碳等气体所组成,其中氧气占20.%%,氮气占79.00%,二氧化碳占0.04%,此外还有微量稀有气体、水蒸气、灰尘和微生物等。
地面空气进人矿井后,当其成分与地面空气成分相同或近似,符合安全卫生标准时,称为矿内新鲜空气。
由于井下生产过程,产生了各种有毒有害的物质,使矿内空气成分发生一系列变化。
其表现为:含氧量降低,二氧化碳含量增高,并混入了矿尘和有毒有害气体(如C0,N02、H2S,S02等),空气的温度、湿度和压力也发生了变化等。
这种充满在矿内巷道中的各种气体、矿尘和杂质的混合物,统称为矿内污浊空气。
矿内空气的主要成分是氧、氮和二氧化碳。
而氮为惰性气体,在井下变化很小。
我国《金属非金属矿山安全规程》规定,矿内空气中含氧量不得低于20%;有人工作或可能有人到达的井巷,二氧化碳不得大于0.5%,总回风流中,二氧化碳不超过1%。
2.矿内气候条件1)矿内空气的湿度、含湿量矿内空气与地面空气一样,都是由于空气和水蒸气混合而成的湿空气,衡量矿内空气所含水蒸气量的参数有湿度和含湿量。
影响湿度的因素有以下几种。
第一,地面湿度季节的变化。
阴雨季节湿度较大;夏季相对湿度较低,但气温较高,绝对湿度较大;冬季相对湿度较大,但气温较低,绝对湿度并不太高。
地面湿度除受季节影响外,还与地理位置有关。
第二,当矿井涌水量较大或滴水较多,由于水珠易于蒸发,则井下比较潮湿。
矿井湿度变化规律为:冬天地面空气温度较低,相对湿度高,进人矿井后,温度不断升高,相对湿度不断下降,沿途不断吸收井壁水分,于是出现在进风段空气干燥现象。
夏天则相反,地面空气温度高,相对湿度低,进人矿井后,温度逐渐降低,相对湿度不断升高,可能出现过饱和状态,致使其中部分水蒸气凝结成水珠,进风段显得很潮湿。
这就是人们所见进风段冬干夏湿的现象。
当然,在进风段有滴水时,即使是冬天仍是潮湿的。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟井下空气于地面空气,地面空气主要由氧、氮、二氧化碳等气体所组成,其中氧气占20.96%,氮气占79.00%,二氧化碳占0.04%,此外还有微量稀有气体、水蒸气、灰尘和微生物等。
地面空气进入矿井后,当其成分与地面空气成分相同或近似,符合安全卫生标准时,称为矿内新鲜空气。
由于井下生产过程产生了各种有毒有害的物质,使矿内空气成分发生一系列变化。
其表现为含氧量降低,二氧化碳含量增高,并混入了矿尘和有毒有害气体(如CO、NO2、H2S、SO2 等),空气的温度、湿度和压力也发生了变化等。
这种充满在矿内巷道中的各种气体、矿尘和杂质的混合物,统称为矿内污浊空气。
矿内空气的主要成分是氧、氮和二氧化碳。
而氮为惰性气体,在井下变化很小。
一、氧(O2)氧为无色、无味、无臭的气体,相对密度为1.11。
氧能与很多元素起氧化反应,能帮助物质燃烧和供人和动物呼吸,是空气中不可缺少的气体。
当氧与其他元素化合时,一般是发生放热反应,放热量决定于参与反应物质的量和成分,而与反应速度无关。
当反应速度缓慢时,所放出的热量往往被周围物质所吸收,而无显著的热力变化现象。
人体维持正常的生命过程所需的氧量,取决于人的体质、神经与肌肉的紧张程度。
休息时需氧量为0. 25L/min,工作和行走时为1~3L/min。
空气中的氧减少了,人们的呼吸就会感到困难,严重时会因缺氧而死亡。
当空气中的氧减少到17%时,人们从事紧张的工作会感到心跳和呼吸困难;氧减少到15%时,会失去劳动能力;减少到10%~12% 时,会失去理智,时间稍长对生命就有严重威胁;到6%~9%时,会失去知觉,若不急救就会死亡。
我国《金属非金属矿山安全规程》规定,矿内空气中含氧量不得低于20%。
二、二氧化碳(CO2)二氧化碳是无色,略带酸臭味的气体,相对密度为1.52,是一种较重的气体,很难与空气均匀混合,故常。