《金屬礦山硫化礦石自燃安全評價體系研究》是依託中南大學，由李孜軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：金屬礦山硫化礦石自燃安全評價體系研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李孜軍
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對高硫金屬礦床在開採過程中易發生礦石自燃事故的嚴重問題，通過採用理論分析、數值模擬、實驗測試、現場調查相結合的研究方法，查清影響硫化礦石自燃的主要因素之間的相關性、重要性順序及與自燃的耦合關係；篩選自燃評價指標，從硫化礦石氧化特徵和產物入手，研究並規範各評價指標的量化方法（測試程式與技術）；分析、測定典型硫化礦石自燃的臨界環境條件，獲得不同特性硫化礦石在環境參數改變時的自燃特徵及有效抑制自燃的環境因素集；研究硫化礦石安全評價的指標體系，確定各項指標的分級標準及權重，建立硫化礦石自燃的預報數模和自燃時間數模；最後套用系統安全分析和評價理論，研究硫化礦石自燃定量安全評價方法，建立定量評價體系。本項研究可解決金屬礦山硫化礦石自燃難以進行定量評價的難題，使評價體系得到規範，評價結果更準確、可靠，為制定硫化礦井自燃火災的防治措施提供重要的依據，具有十分重要的理論和現實意義。
結題摘要
硫化礦石自燃是金屬礦山開採中所面臨的重大災害之一，火災的發生將引發一系列的安全與環境問題，並且造成巨大的經濟損失。本項目採取理論分析、實驗測定、數值模擬相結合的研究手段，構建了金屬礦山硫化礦石自燃安全評價體系。本項目的主要研究內容和取得的研究成果總結如下： （1）通過繪製魚刺圖，直觀詳細地分析了硫化礦石自燃的主要影響因素；在此基礎上，對不同影響因素之間的相關性進行了研究，為理清各因素之間的複雜關係、簡化評價指標奠定了基礎。 （2）綜合運用多種先進測試技術，在實驗室環境中對各個礦樣的低溫氧化反應過程進行了模擬。提出的機械活化理論認為金屬礦山開採中施加於礦體上的各種機械力使得硫化礦石經歷了機械活化作用，相應的化學反應活性得到提高，在一定的環境條件下更加容易發生氧化自熱，最終引發自燃火災。 （3）建立了描述硫化礦石自然發火的數學模型.對硫化礦石堆的動態自熱過程、硫化礦石堆氧化自熱過程的非線性特徵等進行了系統研究. 提出了硫精礦自燃臨界堆積厚度的概念，並解算出硫化礦石在不同環境中的自燃臨界堆積厚度。 （4）完善了硫化礦石自燃溫度的非接觸式紅外測試技術。分析影響紅外熱像儀測溫精度的主要因素，得出了紅外熱像儀測溫擬合公式。提高了紅外熱像儀直接套用於硫化礦石自燃監測時的測量精度。 （5）規範了硫化礦石自燃傾向鑑定指標的測試方案，建立了硫化礦石自燃傾向性的鑑定標準。通過實驗研究，確定了硫化礦石吸氧速度測試實驗的標準化方案。提出了硫化礦石自燃傾向性測試的氧化動力學方法，建立了硫化礦石自燃傾向性的鑑定標準，並規範了礦樣的具體測試程式。 （6）查清了影響硫化礦石氧化結塊性的因素，並開發了一種用於檢測硫化礦石結塊性的單軸測試技術，與其他方法相比，單軸測試法更直觀精確。 （7）在綜合考慮了影響硫化礦石爆堆自燃的各種因素的基礎上，選取了評價指標並對其進行標準化和定量化處理，確立危險性分級標準，最終建立了硫化礦石自燃危險性評價指標體系和評價模型。
