硫化礦自燃預測預報理論與技術

1 緒論
1.1 引言
1.2 研究意義
1.3 金屬礦山硫化礦自燃火災的研究現(xiàn)狀
1.3.1 國內外文獻檢索
1.3.2 硫化礦石自燃機理的研究現(xiàn)狀
1.3.3 硫化礦石自燃預測技術的研究現(xiàn)狀
1.3.4 硫化礦石自燃預報技術的研究現(xiàn)狀
1.3.5 硫化礦石自燃防治技術的研究現(xiàn)狀
1.4 研究現(xiàn)狀的評價
1.5 研究內容及技術路線
1.5.1 主要研究內容
1.5.2 研究的技術路線
2 硫化礦石的常溫氧化行為及影響因素分析
2.1 典型硫化礦物的結構特性
2.2 硫化礦石的常溫氧化實驗
2.2.1 礦樣采集
2.2.2 礦樣分析
2.2.3 實驗操作
2.3 硫化礦石常溫氧化中的微觀形貌及化學成分
2.4 硫化礦石常溫氧化的影響因素
2.4.1 晶體結構與化學組成
2.4.2 含水率與空氣濕度
2.4.3 氧氣濃度及鐵離子含量
2.4.4 環(huán)境溫度
2.4.5 環(huán)境的pH值及礦樣粒度
2.4.6 微生物作用
2.4.7 地質條件
2.4.8 其他影響因素
2.5 本章小結
3 硫化礦石自燃的機械活化理論
3.1 硫化礦石自然發(fā)火過程的表征
3.1.1 物理化學性質的改變
3.1.2 熱量的釋放
3.1.3 氣體的生成
3.2 硫化礦石自燃機理研究評述
3.2.1 物理吸附氧機理
3.2.2 電化學機理
3.2.3 微生物作用機理
3.2.4 化學熱力學機理
3.3 機械力化學的基礎理論
3.4 破碎引發(fā)的物理與化學現(xiàn)象
3.4.1 比表面積和新生表面
3.4.2 晶格缺陷
3.4.3 晶格畸變與顆粒非晶化
3.4.4 晶型轉變
3.4.5 熱量的生成
3.4.6 固相反應
3.4.7 其他物性變化
3.5 硫化礦石的機械活化
3.5.1 硫化礦石的機械活化效應
3.5.2 硫化礦石機械活化的研究現(xiàn)狀
3.5.3 硫化礦石的機械活化實驗
3.5.4 礦樣機械活化后的物理化學性質變化
3.6 本章小結
4 硫化礦石自燃傾向性測試的動力學方法研究
4.1 硫化礦石自燃傾向性測試的金屬網(wǎng)籃交叉點溫度法
4.1.1 實驗介紹
4.1.2 實驗數(shù)據(jù)及分析
4.1.3 氧化動力學參數(shù)的計算
4.2 硫化礦石自燃的TG／Dsc聯(lián)合測試研究
4.2.1 實驗礦樣與儀器
4.2.2 實驗的主要影響因素分析
4.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析
4.3 硫化礦石自燃的熱分析動力學研究
4.3.1 硫化礦石自燃的反應動力學機理
4.3.2 硫化礦石自燃的表觀活化能計算
4.4 硫化礦石預氧化前后的表觀活化能比較
4.4.1 礦樣的預氧化
4.4.2 實驗數(shù)據(jù)及分析
4.4.3 礦樣預氧化后的表觀活化能
4.5 硫化礦石自燃傾向性的鑒定標準
4.6 本章小結
5 硫化礦石自燃預測的數(shù)學模型及綜合評價研究
5.1 硫化礦石自然發(fā)火過程的數(shù)學模型
5.1.1 硫化礦石自燃的特征
5.1.2 硫化礦石堆內部的風流場
5.1.3 硫化礦石堆內部的氧濃度場
5.1.4 硫化礦石堆內溫度場的數(shù)學模型
5.2 硫化礦石自然發(fā)火期數(shù)學模型的構建
5.2.1 基于電化學理論的礦石自然發(fā)火期
5.2.2 基于傳熱學理論的礦石自然發(fā)火期
5.3 硫化礦石爆堆自燃深度的測算模型
5.4 礦倉硫精礦的自燃臨界堆積厚度
5.4.1 相關理論
5.4.2 實驗及數(shù)據(jù)分析
5.5 采場環(huán)境中硫化礦石爆堆的自燃危險性評價研究
5.5.1 未確知測度理論概述
5.5.2 采場硫化礦石爆堆自燃危險性評價指標體系的建立
5.5.3 實例應用
5.6 本章小結
6 硫化礦石自然發(fā)火重要參數(shù)的確定及數(shù)值模擬
6.1 孔與孔隙率
6.1.1 孔隙率
6.1.2 比表面積M
6.1.3 硫化礦石的塊度
6.2 滲透系數(shù)
6.3 耗氧速率
6.4 傳熱系數(shù)
6.4.1 導熱系數(shù)
6.4.2 采場環(huán)境的不穩(wěn)定傳熱系數(shù)
6.4.3 礦石的放熱強度
6.5 數(shù)值解算軟件
6.5.1 MATLAB軟件
6.5.2 ANSYS軟件
6.5.3 FLUENT軟件
6.6 硫化礦石動態(tài)自熱速率的測試裝置及模擬
6.6.1 新的實驗裝置
6.6.2 礦樣自熱過程的數(shù)值模擬
6.7 風流場與氣體濃度場的數(shù)值模擬
6.8 硫化礦堆溫度場的數(shù)值模擬
6.8.1 基于MATI.AB軟件的礦堆溫度場模擬
6.8.2 冬瓜山銅礦礦倉硫精礦自熱的溫度場
6.8.3 某硫鐵礦山自燃礦石爆堆的滅火效果預測
6.9 本章小結
7 硫化礦自燃火災的非接觸式檢測技術研究及應用
7.1 硫化礦石自然發(fā)火檢測技術的研究概況
7.2 非接觸式測溫技術概述
7.2.1 紅外輻射的基本理論
7.2.2 紅外測溫儀的工作原理
7.2.3 紅外熱成像儀的工作原理
7.3 硫化礦氧化自熱的非接觸式測定實驗
7.3.1 實驗準備與實驗步驟
7.3.2 實驗數(shù)據(jù)分析
7.3.3 紅外測溫誤差的產(chǎn)生機理
7.4 溫度檢測裝置的改進
7.5 硫化礦自燃非接觸式檢測裝置的選擇及應用
7.5.1 礦山紅外測溫裝置的選擇方法
7.5.2 礦堆自燃檢測裝置的應用
7.5.3 硫化礦堆自燃火源位置的反演
7.6 本章小結
8 主要研究結論與展望
8.1 主要研究結論
8.2 研究工作的展望
參考文獻