硫化礦塵爆炸機理研究及防治技術

《硫化礦塵爆炸機理研究及防治技術》是一本2018年出版的圖書，由中南大學出版社出版

基本介紹

• 書名：硫化礦塵爆炸機理研究及防治技術
• 作者：饒運章
• 出版社：中南大學出版社
• 出版時間：2018年
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝
• ISBN：9787548732747

內容簡介

　　《硫化礦塵爆炸機理研究及防治技術/有色金屬文庫》是一本專門研究高硫金屬礦床硫化礦塵氧化自燃、爆炸機理、爆炸參數、防治技術的學術著作。

　　全書共分11章。第1、2章介紹了粉塵爆炸條件、爆炸特性參數、硫化礦塵分析檢測、氧化自熱、著火自燃、燃燒爆炸、礦塵層、礦塵雲等基礎知識，第3章研究了硫化礦石氧化自熱影響因素、自熱機理、自燃過程、自燃階段界定與表征，第4、5章分別研究了硫化礦塵層和礦塵雲的氧化自熱著火因素、自熱著火機理／理論，第6、7、8章研究了硫化礦塵雲爆炸影響因素、爆炸強度（爆炸強度指數）、爆炸下限濃度等爆炸參數，第9章探討了硫化礦塵爆炸機理／理論，第10章提出了防治硫化礦石氧化自燃和硫化礦塵爆炸的技術措施，第11章介紹了硫化礦塵爆炸模擬仿真研究。

　　研究表明：硫化礦塵爆炸不同於冶金、有色、建材、機械、輕工、紡織、菸草、商貿等行業企業生產加工所涉及的爆炸危險性相對較高的可燃性粉塵爆炸，區別是硫化礦塵中硫化礦物既是爆炸參與物（反應物），又是自燃點火源，硫化礦塵爆炸原因主要是硫化礦物氧化自熱產生自燃點火導致了固一氣混合非均相硫化礦塵爆炸，無須外來火源（明火、電火花等），因此，防治硫化礦塵爆炸的方法主要是消除氧化自燃點火源，並嚴格控制作業環境中的硫化礦塵濃度。

　　《硫化礦塵爆炸機理研究及防治技術/有色金屬文庫》可供礦山企業、礦政管理、安全監督等部門工程技術和管理人員及業內同仁參考，亦可作為教學參考書供高等學校採礦工程、安全工程、粉體材料科學與工程等專業師生使用。

作者簡介

　　饒運章男，1963年10月出生，工學博士，江西理工大學教授（二級），博士生導師。享受國務院特殊津貼專家，寶鋼教育獎優秀教師，2013—2017年教育部高等學校礦業類專業教學指導委員會副主任委員，中國有色金屬學會採礦學術委員會委員，中國有色金屬學會礦山信息化智慧型化專業委員會常務委員，中國稀土學會第六屆理事會理事，江西省政府特殊津貼專家，江西省新世紀百千萬人才工程一、二層次人選，江西省高校中青年學科帶頭人，江西省工程爆破協會副理事長，江西省地質災害危險性評估專家，江西省安全生產監督管理局專家組專家，江西省環境影響評價技術評審專家。

　　1987年本科畢業於江西冶金學院（現江西理工大學），畢業後留校任教，1992年碩士畢業於南方冶金學院（現江西理工大學），2004年博士畢業於中國礦業大學（北京）。長期從事採礦工程、岩土工程、環境工程、爆破工程、地質災害防治等領域教學、科研工作，主要進行金屬礦與稀土礦高效安全開採、地壓控制與災害防治、充填理論與技術、岩土滑坡防治與線上監測預警、水土重金屬污染防治與修復、稀土礦區地質環境治理與生態恢復等研究。主持完成及正在研究的各類科研課題52項，其中國家自然科學基金3項、國家九五科技攻關1項、國家863計畫一級子課題1項、省部級項目7項、企業委託項目40項；獲省部級科技成果獎8項、市廳級科技成果獎5項，發表學術論文100餘篇，出版學術專著2部，擔任主編、副主編和參編教材各1部。

圖書目錄

第1章 粉塵與粉塵爆炸

1．1 粉塵

1．1．1 粉塵概念

1．1．2 粉塵分類

1．1．3 可燃粉塵物理結構特性

1．2 粉塵爆炸及危害

1．2．1 粉塵爆炸

1．2．2 粉塵爆炸危害

1．3 粉塵爆炸特性參數

1．3．1 爆炸極限

1．3．2 最小點火能量

1．3．3 最低著火溫度

1．3．4 爆炸強度

1．4 本章小結

第2章 硫化礦塵著火及其爆炸

2．1 硫化礦簡介

2．1．1 硫化礦物及硫化礦石

2．1．2 典型硫化礦物分析

2．1．3 硫化礦物的氧化與溶解特性分析

2．1．4 硫化礦塵簡介

2．2 硫化礦塵製備

2．2．1 硫化礦樣採集

2．2．2 硫化礦山調研及取樣礦山選擇

2．2．3 礦山現場採樣

2．2．4 實驗樣品製作

2．3 粒徑分析與檢測

2．3．1 分析設備

2．3．2 硫化礦塵雲粒徑測試結果

2．4．3 硫化礦塵熱分解實驗樣品粒徑分析

2．4 硫化礦物質成分分析

2．4．1 X射線螢光光譜分析

2．4．2 硫化礦樣品及實驗產物元素分析

2．4．3 電漿發射光譜分析

2．4．4 X射線衍射分析

2．5 硫化礦塵著火及熱自燃理論

2．5．1 著火概念

2．5．2 著火條件

2．5．3 著火過程

2．5．4 可燃物的著火方式

2．5．5 自燃及其分類

2．5．6 固體的著火形式

2．6 硫化礦塵爆炸

2．6．1 硫化礦塵爆炸概述

2．6．2 硫化礦塵爆炸條件

2．7 本章小結

第3章 硫化礦石氧化自熱實驗研究

3．1 硫化礦石氧化自熱概念

3．2 硫化礦石氧化自熱影響因素概述

3．2．1 含硫量與物質結構的影響

3．2．2 礦石塊度的影響

3．2．3 水的影響

3．2．4 環境溫度的影響

3．2．5 鐵離子的影響

3．3 硫化礦石氧化自熱機理概述

3．3．1 物理學機理

3．3．2 微生物學機理

3．3．3 化學熱力學機理

3．3．4 電化學機理

3．4 硫化礦石自燃階段的界定與表征分析

3．4．1 硫化礦石自燃的界定

3．4．2 硫化礦石自燃過程的分析

3．4．3 硫化礦石自燃過程的表征

3．5 硫化礦石氧化研究

3．5．1 實驗樣品及實驗裝置

3．5．2 硫化礦石模擬實驗與結果分析

3．5．3 多因素回歸正交實驗結果與分析

3．6 本章小結

第4章 硫化礦塵層氧化自熱與著火實驗研究

4．1 硫化礦塵層氧化相關理論

4．1．1 硫化礦塵層氧化概念

4．1．2 硫化礦塵層氧化影響因素

4．1．3 硫化礦塵層氧化機理

4．2 硫化礦塵層氧化研究

4．2．1 實驗裝置、步驟與方法

4．2．2 硫化礦塵層模擬實驗與結果分析

4．2．3 多因素回歸正交實驗結果與分析

4．3 著火理論

4．3．1 著火反應速度理論

4．3．2 熱傳導理論

4．3．3 熱對流理論

4．3．4 熱輻射

4．4 熱自燃理論

4．4．1 謝苗諾夫熱自燃理論

4．4．2 弗蘭克一卡門涅茲基熱自燃理論

4．5 硫化礦塵層最低著火溫度實驗研究

4．5．1 實驗裝置及測試原理

4．5．2 硫化礦塵層最低著火溫度實驗結果與分析

4．5．3 硫化礦塵層著火過程分析

4．5．4 硫化礦塵層著火現象分析

4．5．5 硫化礦塵層著火理論模型探究

4．6 本章小結

第5章 硫化礦塵雲最低著火溫度實驗研究

5．1 實驗設備及測試原理

5．1．1 實驗設備

5．1．2 測試原理

5．2 硫化礦塵雲著火現象分析

5．3 主要影響因素分析

5．3．1 含硫量的影響

5．3．2 粒徑的影響

5．3．3 質量濃度的影響

5．4 硫化礦塵雲最低著火溫度

5．5 硫化礦塵雲最低著火溫度實驗理論分析

5．6 硫化礦塵雲著火機理研究

5．7 本章小結

第6章 硫化礦塵雲爆炸最小點火能量實驗研究

6．1 實驗設備

6．1．1 裝置本體

6．1．2 控制系統

6．1．3 數據採集系統

6．1．4 測試系統操作步驟及使用注意事項

6．2 化學點火頭的製備

6．2．1 化學點火頭製作

6．2．2 化學點火頭檢測

6．3 實驗依據

6．4 硫化礦塵雲最小點火能量實驗

6．4．1 A類硫化礦塵雲最小點火能量

6．4．2 B類硫化礦塵雲最小點火能量

6．4．3 C類硫化礦塵雲最小點火能量

6．5 本章小結

第7章 硫化礦塵雲爆炸強度實驗研究

7．1 實驗依據及點火頭校核

7．1．1 實驗依據

7．1．2 化學點火頭性能校核

7．2 硫化礦塵雲爆炸強度實驗

7．2．1 典型硫化礦塵雲爆炸壓力曲線分析

7．2．2 硫化礦塵雲爆炸壓力曲線

7．2．3 硫化礦塵雲爆炸猛烈度分級

7．2．4 燃燒持續時間

7．3 硫化礦塵雲最大爆炸壓力影響因素分析

7．3．1 質量濃度對硫化礦塵雲最大爆炸壓力的影響

7．3．2 含硫量對硫化礦塵雲最大爆炸壓力的影響

7．4 基於GRNN模型的硫化礦塵雲最大爆炸壓力預測

7．4．1 GRNN網路結構

7．4．2 GRNN理論基礎

7．4．3 硫化礦塵雲爆炸壓力預測

7．5 本章小結

第8章 硫化礦塵雲爆炸下限濃度實驗研究

8．1 實驗依據

8．2 硫化礦塵雲爆炸下限濃度確定

8．2．1 爆炸下限濃度的實驗確定

8．2．2 爆炸下限濃度的預測

8．3 硫化礦塵雲爆炸影響因素分析

8．3．1 含硫量對硫化礦塵雲爆炸下限濃度的影響

8．3．2 粒徑對硫化礦塵雲爆炸下限濃度的影響

8．4 本章小結

第9章 硫化礦塵爆炸機理／理論研究

9．1 硫化礦塵爆炸機理

9．1．1 氣相爆炸機理

9．1．2 表面非均相爆炸機理

9．1．3 爆炸性混合物爆炸機理

9．2 硫化礦塵熱分解實驗研究

9．2．1 實驗儀器

9．2．2 實驗結果與反應機理

9．2．3 升溫速率對熱分解曲線的影響

9．3 硫化礦塵熱分析動力學研究

9．3．1 熱分析動力學理論

9．3．2 硫化礦塵熱分解動力學計算

9．4 本章小結

第10章 硫化礦山自燃與爆炸防治技術

10．1 硫化礦石自燃防治

10．1．1 硫化礦石自燃的預防

10．1．2 高硫礦石自燃滅火措施

1O．1．3 高硫礦石自燃降溫措施

10．1．4 硫化礦石自燃的主要特徵與鑑別指標

10．2 硫化礦山礦塵爆炸防治措施

10．2．1 硫化礦塵爆炸災害易發地點以及重點防治區域

10．2．2 礦塵沉降擴散規律和爆炸最低下限濃度

10．2．3 高硫礦山降塵措施

10．2．4 硫化礦塵爆炸防治技術措施

10．3 硫化礦塵抑爆技術研究

10．3．1 預防硫化礦塵爆炸發生的條件控制措施

10．3．2 限制硫化礦塵爆炸危害的結構防護措施

10．3．3 預防硫化礦塵爆炸發生的採礦技術措施

10．4 礦塵爆炸安全管理措施

10．5 本章小結

第11章 硫化礦塵爆炸模擬仿真研究

11．1 計算流體力學技術簡介

11．1．1 計算流體力學起源

11．1．2 計算流體力學基本原理

11．1．3 CFD軟體簡介

11．1．4 計算流體力學與計算傳熱學在粉塵爆炸中的套用

11．2 硫化礦塵爆炸過程數值模擬研究

11．2．1 FLUENT軟體簡介

11．2．2 基本控制方程組

11．2．3 湍流模型

11．2．4 燃燒模型

11．2．5 硫化礦塵擴散模擬

11．2．6 爆炸過程模擬

11．3 硫化礦塵燃燒爆炸多場耦合數值分析

11．3．1 COMSOL Multiphysics簡介

11．3．2 粉塵燃燒爆炸守恆方程

11．3．3 硫化礦塵氧化數學模型

11．3．4 多場耦合作用過程

11．3．5 數值模擬及結果分析

11．4 本章小結

參考文獻