硫化矿石自燃危险性评价体系的建立与应用

论文摘要

硫化矿石氧化自燃是含硫矿山开采过程中所面临的重大灾害之一,对硫化矿石自燃的防治工作越来越引起人们的重视,但目前为止,对硫化矿石自燃危险性的评价预测工作尚缺少一套完整的体系。本文通过收集和查阅相关文献,在对国内外有关硫化矿石自燃机理和自燃危险性综合评价的现状进行综述的基础上,采用理论分析、实验研究和历史数据分析相结合的方法,对硫化矿石自燃影响因素进行了分析,建立了硫化矿石自燃危险性评价指标体系和评价模型。本论文的主要研究内容和研究成果总结如下：（1）绘制硫化矿石自燃影响因素的鱼刺图,直观详细的分析了硫化矿石自燃的主要影响因素并对各因素的影响机理进行了理论研究。同时,采用吸氧速度法对矿石粒度、含水率、环境温度等典型影响因素进行实验研究,实验结果表明,改变这些因素对矿石的氧化自燃有很大的影响。（2）运用SPSS软件的相关分析功能对不同因素之间的相关性进行了研究。研究表明：硫化矿石低温氧化性指标中,吸氧速度指标和氧化增重指标具有很高的相关性,水溶性Fe2++Fe3+离子含量、S042-离子含量和增重率、吸氧率的相关性不明显,水溶性Fe2++Fe3+离子含量与SO42-离子含量相关性相对较好；硫化矿石含硫量与矿石自燃点呈典型负相关关系,满足一元线性回归方程：Y=-2.916X+485.001；矿石含硫量与吸氧速度没有明显的线性相关关系。相关性分析为理清因素之间的复杂关系、简化评价指标奠定了基础。（3）依据以往评价经验及相关性分析结果,对有关硫化矿石自燃危险性评价的众多指标进行筛选,选取了11个评价指标并对其进行标准化和定量化处理,确立危险性分级标准,最终建立了硫化矿石自燃危险性评价指标体系,并提出了运用简单灰关联——层次分析法作为指标权重的确定方法。（4）简单介绍了可拓学基本理论,以可拓学为基础建立了硫化矿石自燃危险性的可拓评价模型。对河南某硫铁矿5个矿区进行模型的实际应用,通过计算确定了5个矿区的自燃危险性等级。对比矿山实际发火状况,结果表明将该模型应用于硫化矿石自燃危险性评价是合理的、有效的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 选题的意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 硫化矿石自燃机理的研究现状
• 1.3.2 硫化矿石自燃危险性评价研究现状
• 1.4 主要研究内容及技术路线
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 第二章 硫化矿石自燃影响因素分析
• 2.1 鱼刺图分析法
• 2.1.1 鱼刺图法基本概念
• 2.1.2 绘制方法
• 2.2 硫化矿石自燃影响因素的鱼刺图分析
• 2.2.1 硫化矿石自燃倾向性
• 2.2.2 环境因素
• 2.3 本章小结
• 第三章 硫化矿石自燃影响因素的实验研究
• 3.1 实验原理
• 3.1.1 动态吸氧速度
• 3.1.2 静态吸氧速度
• 3.2 实验装置及步骤
• 3.2.1 实验装置
• 3.2.2 实验步骤
• 3.3 实验结果及分析
• 3.3.1 含水量对硫化矿石氧化速度的影响分析
• 3.3.2 环境温度对硫化矿石氧化速度的影响
• 3.3.3 粒度对硫化矿石氧化速度的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 硫化矿石自燃影响因素相关性研究
• 4.1 研究方法
• 4.1.1 散点图法
• 4.1.2 相关系数法
• 4.2 SPSS软件关于相关性分析功能简介
• 4.3 硫化矿石低温氧化性指标的相关性研究
• 4.3.1 指标的选取
• 4.3.2 散点图
• 4.3.3 SPSS下硫化矿石低温氧化性指标的相关分析
• 4.3.4 分析结果与讨论
• 4.3.5 硫化矿低温氧化指标相关性的应用
• 4.4 含硫量与自燃点的相关性
• 4.5 含硫量与低温氧化性的相关性
• 4.6 本章小结
• 第五章 硫化矿石自燃危险性评价指标体系的建立
• 5.1 评价指标体系建立原则
• 5.1.1 全面性和特殊性原则
• 5.1.2 科学性和合理性原则
• 5.1.3 主导因素原则
• 5.1.4 定性与定量相结合的原则
• 5.2 评价指标体系的构建
• 5.2.1 备选评价指标的确定
• 5.2.2 评价指标的筛选与优化
• 5.2.3 评价指标的标准化及量化分级
• 5.3 危险性评价指标权重的确定方法选择
• 5.3.1 传统层次分析法
• 5.3.2 简单灰关联—层次分析法
• 5.4 本章小结
• 第六章 硫化矿石自燃危险性评价模型的建立及应用
• 6.1 可拓物元理论概述
• 6.1.1 基元理论
• 6.1.2 可拓集合理论
• 6.1.3 关联函数
• 6.1.4 可拓逻辑
• 6.2 硫化矿石自燃危险性评价模型的建立
• 6.3 实例应用
• 6.3.1 银家沟硫铁矿概况
• 6.3.2 评价指标数据的获取
• 6.3.3 可拓模型计算过程
• 6.3.4 评价结果分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论及展望
• 7.1 本论文主要结论
• 7.2 论文的主要创新点
• 7.3 有待进一步研究的内容
• 参考文献
• 附录 实验数据
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果及获奖情况