硫化礦石自燃影響因素分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、硫化礦石自然發(fā)火事故是金屬礦山開采中的一項(xiàng)重大安全隱患?；馂?zāi)的發(fā)生將造成許多的安全和環(huán)境方面的問題，惡化井下作業(yè)空間，污染地面空氣，危及工人人身安全，并且會(huì)損失掉大量的礦石資源。礦石被開采后，礦石的表面會(huì)成倍的擴(kuò)大，導(dǎo)致礦石易于接觸周圍的濕空氣，也更易于出現(xiàn)氧化反應(yīng)而產(chǎn)生一定的熱。當(dāng)生成熱無法有效的向外界散失時(shí)，礦石的溫度將會(huì)持續(xù)升高，一直升高到接近自燃點(diǎn)，最終引起自燃發(fā)生。因此，進(jìn)一步研究分析硫化礦石自燃問題，弄清楚自燃火災(zāi)發(fā)生的原因

2、機(jī)理、影響火災(zāi)發(fā)生的具體因素、相關(guān)的檢測方法和監(jiān)測措施以及預(yù)防火災(zāi)發(fā)生的具體手段措施，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　但是，由于硫化礦石自燃機(jī)理的復(fù)雜性，使得關(guān)于硫化礦石自燃的相關(guān)成果并不算豐富。因此，本文結(jié)合前人研究，在大量參閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，基于事故樹的理論分析、實(shí)驗(yàn)室氧化指標(biāo)的測試以及數(shù)值模擬軟件計(jì)算等方法手段，展開了關(guān)于硫化礦石自燃傾向性的實(shí)驗(yàn)和理論研究，得到了如下研究成果：
　?。?）對硫化礦石的發(fā)生機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)

3、的分析與闡述，并介紹了硫化礦石的自燃傾向性鑒定和預(yù)防自燃的相關(guān)技術(shù)措施的研究情況。
　?。?）在理論上采用事故樹分析的方法研究了礦石自燃因素的特點(diǎn)。通過加入微生物機(jī)理中的相關(guān)影響因素，得到了該事故樹的最小割集與最小徑集，并對各影響因素的結(jié)構(gòu)重要度進(jìn)行分析，得出重要度靠前的X9氧化增重率大、X10礦石吸水性強(qiáng)、X11環(huán)境濕度大等因素在預(yù)防礦石自然發(fā)火事故時(shí)，要重點(diǎn)考慮與分析。
　?。?）以新疆某銅礦為工程背景，進(jìn)行了硫化礦石的

4、實(shí)驗(yàn)室測試。采用實(shí)驗(yàn)室綜合測試的實(shí)驗(yàn)手段，主要進(jìn)行了以下檢測內(nèi)容：測試了硫化礦石的化學(xué)成分，進(jìn)行了礦相分析，測試了自熱點(diǎn)、自燃點(diǎn)和吸氧速度等指標(biāo)。并對經(jīng)過一段時(shí)間氧化的礦樣測試分析。得到如下結(jié)果：阿舍勒銅礦礦石含硫量較高，平均含量為34.9％；礦石主要含有的金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦和閃鋅礦，礦物構(gòu)造簡單，主要呈現(xiàn)為塊狀和碎裂狀狀態(tài)；礦樣中Fe2+、Fe3+和SO42-的含量在氧化反應(yīng)不斷反應(yīng)下，含量水平都不高；礦石在常溫下氧化特性不高，

5、經(jīng)過預(yù)氧化后，氧化活性有小幅提高，礦石的自燃傾向性增強(qiáng)，但礦石在正常生產(chǎn)條件下沒有自燃傾向性。
　?。?）采用Fluent軟件，在已建立的硫化礦石堆傳熱模型的基礎(chǔ)上，對礦石堆模型進(jìn)行改進(jìn)，構(gòu)建了三角形的礦石堆模型，并對礦石堆模型的氣流場和溫度場進(jìn)行數(shù)值計(jì)算研究，得到了硫化礦石堆在不同的時(shí)間節(jié)點(diǎn)的氣流場和溫度場分布情況。算得了硫化礦石堆在初始狀態(tài)、堆放5天和堆放10天時(shí)的溫度場和氣流場分布情況，以及在風(fēng)流條件為0m/s、0.2m/s