硫化矿石自燃倾向性测试方法研究进展

 金属矿山开采之前开展硫化矿石自燃倾向性测试是预防矿山自燃火灾发生的重要手段之一。本文系统论述了硫化矿石自燃倾向性测试方法的研究成果,着重评述了硫化矿石自燃倾向性判定的吸氧速度法、传统的交叉点温度法、动态自热率测试法、绝热氧化法、金属网篮交叉点温度法、综合测试法、程序升温氧化法,以及TG-DSC联用法等。对其中某些方法的测试原理、操作步骤,以及存在的优缺点进行分析,将各种方法进行归纳分类,并对硫化矿石自燃倾向性测试方法的研究方向进行了展望。     

硫化矿石自燃灾害的脆性风险源

为了对硫化矿石自燃灾害进行客观、有效地分析,找出引发矿石自燃的致灾因子及其相互影响关系,引入脆性理论研究硫化矿石自燃灾害.根据硫化矿石自燃分别与致灾系统和孕灾系统的脆性联系,建立矿石自燃灾害脆性关联分析模型,并依据自燃矿石的物理化学特性、矿井地下开采的特点,提出相应的脆性因子.最后以某高硫矿为例,计算硫化矿石自燃灾害与其致灾系统、孕灾系统间的脆性联系熵值和波动熵.研究结果表明:硫化矿石自燃灾害与其致灾系统、孕灾系统间的脆性联系熵分别为-0.220 7±0.0811和-0.1301±0.218 7;波动熵分别为0.151 9和0.319 8.研究结果表明:该矿井下孕灾环境是构成矿石自燃承灾系统脆性的根本原因;选用合理的采矿方法、降低矿石损失率、减少堆积时间及改善通风条件等是控制矿山自燃灾害事故发生的关键.     

硫化矿石自燃火源探测的红外热成像方法

为了快速确定硫化矿石自燃火源的准确位置,提出利用红外热成像技术探测矿石自燃火源的方法.基于IRI-1011红外热像仪平台,建立硫化矿石堆自燃火源探测系统,并针对系统误差,制造温度查找表,对系统温度重新标定.研究结果表明:在硫化矿石爆堆中,距离矿堆表面10 m的范围内,由于矿石自燃火源存在而导致矿堆表面1.76 m×1.76 m探测区的温差为0.01℃,达到现有热像仪的探测精度,采用红外热像技术应用于井下矿石自燃火源的探测具有可行性;采用热像仪扫描硫化矿石堆表面找出最高温度位置是自燃火源定位的关键.因此,应用红外热成像技术可以探测井下硫化矿石堆自燃火源的位置,从而达到开发新的自燃火源探测系统的目的.     

硫化矿石堆自燃早期指标优选及预测方法

为研究硫化矿石自燃早期的氧化自热发展状况与规律,并寻求最优识别指标,对具有自燃倾向性的硫化矿石进行堆矿试验.试验结果表明,在矿石氧化自热的孕育期、发展期和邻近自燃期-氧浓度会有所减少,总体在17%～18%间波动,不能识别氧化所处的阶段:只有在临近自燃期才能测出SO2,同样不能作为自燃早期的征兆;矿堆温度的变化,明显反映了矿石堆氧化、自热至自燃这一过程,适宜作为早期预测矿石自燃的指标.应用指数曲线法建立了预测硫化矿石堆温度的数学模型.计算结果表明,预测模型准确、直观地反映了硫化矿石氧化自热的孕育期、发展期和邻近自燃期3个阶段,对矿石堆自燃火灾的早期预防有重要的理论价值和实践意义.     

基于ISM和AHP的硫化矿石自燃危险性分析

为系统了解硫化矿石自燃的影响因素,从人-物-环-管四个方面找出18个硫化矿石自燃的影响因子.运用系统工程理论,建立硫化矿石自燃影响因素的6级多层递阶解释结构模型(ISM),采用层次分析法(AHP)确定各指标权重.研究表明,多层递阶ISM能有效地表达硫化矿石自燃影响因素的结构,18个影响因子可以分为6个层级,直观地反映出各个影响因素之间的层级及相互关系;AHP法求解出影响硫化矿石自燃的各级指标权重,表明矿石自身特性是影响硫化矿石自燃的决定性要素,管理则是深层次要素.     

红外热像技术探测硫化矿石自燃火源的影响因素及其解决方法

红外热像技术已成为火源探测的一种新方法,但其应用于井下自燃火源探测的实际操作中还存在许多不足。为了准确、快速地获取自燃矿石表面的温度场,初步探讨了发射率、感温距离、背景噪声、井下环境及热像仪稳定性等因素对探测结果的影响。通过试验,确定了硫化矿石表面的热发射率和使用IRI-1011热像仪探测系统测温时的合理距离。试验结果表明。硫化矿石表面的热发射率E=0．88;常温下10m探测范围内,随着探测距离的增大,感温误差明显增大;热源温度一定时,3m、4m距离的感温误差几乎呈线性增大;热源温度T〉50℃时,2m距离的感温误差趋于稳定。在试验基础上,采用数据拟合的方法,建立了热像仪感温与矿石表面实际温度间的定量关系。现场应用证明该研究结果实际可行。     

硫化矿石自燃倾向性综合判定的物元模型及其应用

基于可拓学的物元理论、可拓集合论和关联函数的计算,给出硫化矿石自燃倾向性综合判定的经典物元和节域物元,进而建立硫化矿石自燃倾向性综合判定的物元模型.选取低温氧化质量增加率、自热点、着火点3项指标作为硫化矿石自燃倾向性综合判定的基本判别因子;运用所建立的物元模型对采自国内典型金属矿山的9个具有代表性硫化矿石矿样的自燃倾向性进行了综合判定;将所得结果与利用多因素综合比较法所评价的结果进行比较,发现用物元分析法所得判定结果更能反映矿山的实际情况,表明该方法用于硫化矿石自燃倾向性的综合判定是合理可行的.     

基于信息熵和集对分析理论的硫化矿石自燃倾向性判定

结合信息熵和集对分析理论,建立一种新的硫化矿石自燃倾向性综合判定模型.以矿样的常温氧化质量增加率、自热点和自燃点等3项指标作为基本判定因子,采用信息熵反映测试数据的效用值确定不同因子的权重,避免权重分配的主观性,得到各待判定矿样的自燃倾向性与鉴定标准之间的联系度表达式:依据矿样不同指标的实测值与分级标准界限值的关系,对矿样进行同一、差异和对立的集对分析,得到相应的指标联系度和综合联系度,最终确定各矿样的自燃倾向性级别.运用该模型对国内某典型矿山的10个代表性矿样的自燃倾向性进行综合判定,所得结果与矿山实际结果相符合,表明该方法可行.     

基于未确知测度理论的硫化矿石爆堆自燃危险性评价

运用未确知测度理论,建立采场硫化矿石爆堆的自燃危险性评价模型.选取采场硫化矿石的氧化增重率、水溶性铁离子含量、矿堆中水溶液pH、矿石的含水量、矿物成分的ST值、矿石的自热幅度、矿石的着火点、矿石损失率、矿岩的环境温度、矿石堆的体积共12项指标作为未确知测度模型的判别指标;根据实测数据建立各指标的未确知测度函数,并利用信息熵理论获得各判别指标的权重,依照置信度识别准则进行等级判定,最后得出采场矿石爆堆的自燃危险性评价结果.用该方法对国内4座典型硫化矿山的采场矿石爆堆自燃危险性进行评价,评价结果与矿山实际情况完全相符.因此,这种新方法能够应用到硫化矿山开采时的采场矿石爆堆自燃危险性评价当中,并能解决采场矿石爆堆自燃危险性评价中的诸多因素不确定性问题,对其进行定量评价.     

钒矿矿石自燃机理及控制技术

中村钒矿矿石开采过程中,出现了采空区矿石自然发火现象,采空区漏风强度大,火区范围大且位置模糊,在灭火过程极易发生爆炸,严重危胁着钒矿的安全开产.本文在分析钒矿矿石特征及物质成份的基础上,掌握了钒矿自燃的机理和燃烧特征.根据钒矿采空区着火的特点,利用液态二氧化碳对火区进行治理,设计了液态二氧化碳释放工艺及管路的布置方案,确定了液态二氧化碳的注入量.通过对钒矿采空区自燃火区进行有效的隋化和降温,抑制和熄灭了火灾,保障了矿山的安全生产.     

化学反应中的耗散结构原理

本文简要介绍了耗散结构理论的基本观点,运用数学物理方法,对在化学反应中产生非平衡相变并形成稳定结构(即耗散结构)的一般原理作了论述,同时与生物化学相结合,指出了这种稳定结构在生命科学中的重要意义。     

在煤流化床燃烧过程中石灰石固硫机理的热力学分析

采用热力学判据对煤流化床燃烧条件下石灰石固硫反应的几种可能机理进行了分析。结果表明，石灰石在温度高于７５０℃时即煅烧分解，以氧化钙的形式进行固硫反应；在流化床的实际操作温度范围（８００～９００℃）内，ＣａＳＯ＿３不可能成为脱硫中间产物。     

起泡剂对硫化矿无捕收剂浮选的影响

起泡剂作用在无捕收剂浮选过程中较有捕收剂浮选过程更为显著。本文考查了起泡剂用量和种类对硫化铜矿石和钼铋硫化矿石无捕收剂浮选回收率以及精矿品位的影响。起泡剂用量增加导致精矿回收率明显增加。松醇油和丁基醚醇是硫化矿无捕收剂浮选的适宜起泡剂。探讨了起泡剂的作用方式。     

双元示踪技术探测煤炭自燃火源的研究

在实验室应用模型实验方法探讨了用ＳＦ６－ＣＦ２ＣｌＢｒ双元示踪气体探测高温火源的可行性。为其应用于煤矿井下作了有益的尝试。     

铜镍硫化矿电化学溶解研究

研究了Ni_3S_2,CuFeS_2和FeS_2在H_2SO_4-Na_2SO_4体系中不同条件下的自然电位和阳极极化行为,讨论了在湿法处理复杂铜镍硫化矿中铜镍分离的可能方法。     

应用自然发火实验研究煤的自燃倾向性指标

以３种不同变质程度煤样的自然发火实验为基础，通过对表征煤自燃特性参数的测算，分析了它们与煤自燃倾向性的关系，并提出用临界温度、煤耗氧速度、ＣＯ产生率和氧转化为ＣＯ的百分率作为鉴定煤自燃倾向性的指标，是有一定参考价值的。     

硫化铜矿石的无捕收剂浮选(英文)

在本研究中硫化铜矿石无捕收剂浮选取得了与加捕收剂浮选相同的选别指标,含铜1.88%的浸染铜矿无捕收剂浮选小型闭路试验,获得品位26.15%,回收率95.3%的铜精矿。研究结果表明,无捕收剂浮选中,黄铜矿的浮选速率比黄铁矿高,对铜-硫矿石的优先浮选有利;氧化还原电位较高的矿浆中容易实现硫化铜矿石的无捕收剂浮选;黄铜矿在酸性或碱性矿浆中的可浮性都比在自然pH状态下好;用石灰调浆能获得硫化铜矿浮选所需的pH值和稳定、适宜的氧化还原电位,对黄铁矿又有较好的抑制作用;加入硫化钠时,矿浆的氧化还原电位相应降低,但当充空气浮选时,随即上升为较高的氧化还原电位,适合于无捕收剂浮选,本研究不用硫化钠处理,也能实现硫化铜矿石无捕收剂浮选。     

pH-LAPS的敏感机理

pH-LAPS是一种新型半导体生化传感器,本文对其pH响应机制进行了探讨.分析了电解液-敏感膜界面的选择性吸附过程,利用电化学理论得到界面势与液体pH值的定量关系,结果与实验一致.     

一种接触式圆柱体直径测量方法及装置研究

针对目前接触式圆柱体直径测量方法的缺陷,提出一种新型的接触式圆柱体直径测量方法,分析了该方法的原理,并对装置的总体方案、控制系统的硬件进行了设计,测量时能够快速准确地完成圆柱体直径的测量,并可为其他回转体零件直径测量提供技术借鉴。     

东峡6~(-2)煤层自然性研究

本文利用“XK-1型煤低温自然发火实验台”对华亭东峡矿6~(-2)煤层自燃性进行了研究,并取得该煤层自然发火的有关参数。