硫化礦石自燃影響因素分析與實驗研究.pdf

1、硫化礦石自然發(fā)火事故是金屬礦山開采中的一項重大安全隱患。火災的發(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，并且會損失掉大量的礦石資源。礦石被開采后，礦石的表面會成倍的擴大，導致礦石易于接觸周圍的濕空氣，也更易于出現(xiàn)氧化反應而產生一定的熱。當生成熱無法有效的向外界散失時，礦石的溫度將會持續(xù)升高，一直升高到接近自燃點，最終引起自燃發(fā)生。因此，進一步研究分析硫化礦石自燃問題，弄清楚自燃火災發(fā)生的原因

2、機理、影響火災發(fā)生的具體因素、相關的檢測方法和監(jiān)測措施以及預防火災發(fā)生的具體手段措施，具有十分重要的現(xiàn)實意義。
　　但是，由于硫化礦石自燃機理的復雜性，使得關于硫化礦石自燃的相關成果并不算豐富。因此，本文結合前人研究，在大量參閱相關文獻的基礎上，基于事故樹的理論分析、實驗室氧化指標的測試以及數(shù)值模擬軟件計算等方法手段，展開了關于硫化礦石自燃傾向性的實驗和理論研究，得到了如下研究成果：
　?。?）對硫化礦石的發(fā)生機理進行了系統(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防自燃的相關技術措施的研究情況。
　　（2）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。通過加入微生物機理中的相關影響因素，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構重要度進行分析，得出重要度靠前的X9氧化增重率大、X10礦石吸水性強、X11環(huán)境濕度大等因素在預防礦石自然發(fā)火事故時，要重點考慮與分析。
　?。?）以新疆某銅礦為工程背景，進行了硫化礦石的

4、實驗室測試。采用實驗室綜合測試的實驗手段，主要進行了以下檢測內容：測試了硫化礦石的化學成分，進行了礦相分析，測試了自熱點、自燃點和吸氧速度等指標。并對經過一段時間氧化的礦樣測試分析。得到如下結果：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-的含量在氧化反應不斷反應下，含量水平都不高；礦石在常溫下氧化特性不高，

5、經過預氧化后，氧化活性有小幅提高，礦石的自燃傾向性增強，但礦石在正常生產條件下沒有自燃傾向性。
　　（4）采用Fluent軟件，在已建立的硫化礦石堆傳熱模型的基礎上，對礦石堆模型進行改進，構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行數(shù)值計算研究，得到了硫化礦石堆在不同的時間節(jié)點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天時的溫度場和氣流場分布情況，以及在風流條件為0m/s、0.2m/s