基于层次分析法和集对理论的硫化矿自燃倾向性评定

采用多因素综合鉴定法对某硫铁矿的9个矿样进行了实验室自燃倾向性鉴定,得到了矿样的化学成分分析结果,矿相分析结果,矿样中水溶性铁离子、硫酸根离子含量随氧化时间的变化规律结果,自热性指标、自燃性指标。建立了硫化矿自燃倾向性判定流程的结构图,根据确定的硫化矿石倾向性分级标准,利用AHP方法和集对分析理论确定了该矿9个矿样的同一度和对立度,并进一步分析评价了指标数值与自燃倾向性分级标准之间的数量关系,得到了9个矿样的平均联系度;根据联系度的同异反态势确定联系度所属的集对态势,最后根据集对态势得到了9个矿样的氧化程度及自燃倾向性程度分级,得到了定量化的安全评价结果。该研究方法对硫化矿石自燃的安全评价具有指导意义。     

硫化矿石自燃倾向性综合判定的物元模型及其应用

基于可拓学的物元理论、可拓集合论和关联函数的计算,给出硫化矿石自燃倾向性综合判定的经典物元和节域物元,进而建立硫化矿石自燃倾向性综合判定的物元模型.选取低温氧化质量增加率、自热点、着火点3项指标作为硫化矿石自燃倾向性综合判定的基本判别因子;运用所建立的物元模型对采自国内典型金属矿山的9个具有代表性硫化矿石矿样的自燃倾向性进行了综合判定;将所得结果与利用多因素综合比较法所评价的结果进行比较,发现用物元分析法所得判定结果更能反映矿山的实际情况,表明该方法用于硫化矿石自燃倾向性的综合判定是合理可行的.     

硫化矿石自燃倾向性测试方法研究进展

 金属矿山开采之前开展硫化矿石自燃倾向性测试是预防矿山自燃火灾发生的重要手段之一。本文系统论述了硫化矿石自燃倾向性测试方法的研究成果,着重评述了硫化矿石自燃倾向性判定的吸氧速度法、传统的交叉点温度法、动态自热率测试法、绝热氧化法、金属网篮交叉点温度法、综合测试法、程序升温氧化法,以及TG-DSC联用法等。对其中某些方法的测试原理、操作步骤,以及存在的优缺点进行分析,将各种方法进行归纳分类,并对硫化矿石自燃倾向性测试方法的研究方向进行了展望。     

细菌脱硫抑制硫化矿自燃实验研究

通过室内细菌脱硫柱浸实验,将硫化矿石颗粒表面的硫降低到临界值以下,使脱硫后矿石自燃倾向性等级下降.结果表明,44d最大脱硫率可达61.82%,脱硫率随着时间延长而逐渐增大.对矿石自燃倾向性分析显示,硫化矿石的5d氧化增重率从2.044%降低到0.902%,自燃点从209.6℃升高到319.8℃,自燃倾向性等级由Ⅰ级降为Ⅲ级,降低了硫化矿石的自燃风险.     

硫化矿石堆自燃早期指标优选及预测方法

为研究硫化矿石自燃早期的氧化自热发展状况与规律,并寻求最优识别指标,对具有自燃倾向性的硫化矿石进行堆矿试验.试验结果表明,在矿石氧化自热的孕育期、发展期和邻近自燃期-氧浓度会有所减少,总体在17%～18%间波动,不能识别氧化所处的阶段:只有在临近自燃期才能测出SO2,同样不能作为自燃早期的征兆;矿堆温度的变化,明显反映了矿石堆氧化、自热至自燃这一过程,适宜作为早期预测矿石自燃的指标.应用指数曲线法建立了预测硫化矿石堆温度的数学模型.计算结果表明,预测模型准确、直观地反映了硫化矿石氧化自热的孕育期、发展期和邻近自燃期3个阶段,对矿石堆自燃火灾的早期预防有重要的理论价值和实践意义.     

基于信息熵和集对分析理论的硫化矿石自燃倾向性判定

结合信息熵和集对分析理论,建立一种新的硫化矿石自燃倾向性综合判定模型.以矿样的常温氧化质量增加率、自热点和自燃点等3项指标作为基本判定因子,采用信息熵反映测试数据的效用值确定不同因子的权重,避免权重分配的主观性,得到各待判定矿样的自燃倾向性与鉴定标准之间的联系度表达式:依据矿样不同指标的实测值与分级标准界限值的关系,对矿样进行同一、差异和对立的集对分析,得到相应的指标联系度和综合联系度,最终确定各矿样的自燃倾向性级别.运用该模型对国内某典型矿山的10个代表性矿样的自燃倾向性进行综合判定,所得结果与矿山实际结果相符合,表明该方法可行.     

基于耗氧量的煤自燃倾向性快速鉴定方法

为了能够更加科学快速地对煤的自燃倾向性进行鉴定和分类,对我国现行的煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法的不科学性进行了分析和评价,对煤低温氧化耗氧量与煤自燃倾向性之间的关系进行理论分析,得出在低温氧化过程中某一温度时煤每消耗1 mol氧量释放的热量大体相同,那么单位质量煤在某一温度段消耗氧量大,产生热量也就越多,该煤也就更容易自燃,其自燃倾向性也就越强.在此理论基础上提出了将一定煤样量置于静态的一定量空气中,并加热使其加速氧化,以此来测试煤的低温氧化耗氧量.研制了相应的测试装备,并对不同煤种、不同氧化时间和不同氧化温度的耗氧量进行了测试.最后,初步给出了基于耗氧量的煤自燃倾向性分类原则和方法.图3,表2,参11.     

矿山硫化矿自燃倾向性分级的Bayes判别法及应用

为实现高硫矿床的安全开采,将Bayes判别分析理论应用于矿山硫化矿自燃倾向性的等级判别与分类中。选取反映硫化矿自燃特性的低温氧化质量增加率、自热点温度、自燃点温度这3项指标作为基本判别因子;将硫化矿自燃倾向性分为3个级别作为Bayes判别分析的3个正态总体。以采自典型矿山的20组代表性矿样的实测数据作为训练样本,建立硫化矿自燃倾向性分级的Bayes判别函数。利用交叉确认估计法对训练后的模型进行检验,最后运用该模型对7个待检验矿样的自燃倾向性进行分级。研究结果表明:经训练后的Bayes判别分析模型误判率很低,分类性能良好,可以用于矿山硫化矿自燃倾向性的等级分类。     

基于活化能的煤自燃倾向性鉴定方法探讨

对国内外主要煤自燃倾向性鉴定方法进行了分析和评价,重点对我国现行的煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法和煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法的特点进行了总结、分析,指出了各种方法存在的不足。提出了以表观活化能E作为煤自然倾向性鉴定指标的可行性,分析了表观活化能计算方法的研究现状和特点,提出了基于表观活化能的DSC动力学鉴定方法的新设想,对于补充和完善我国煤自燃倾向性鉴定方法具有借鉴意义。     

基于未确知测度理论的硫化矿石爆堆自燃危险性评价

运用未确知测度理论,建立采场硫化矿石爆堆的自燃危险性评价模型.选取采场硫化矿石的氧化增重率、水溶性铁离子含量、矿堆中水溶液pH、矿石的含水量、矿物成分的ST值、矿石的自热幅度、矿石的着火点、矿石损失率、矿岩的环境温度、矿石堆的体积共12项指标作为未确知测度模型的判别指标;根据实测数据建立各指标的未确知测度函数,并利用信息熵理论获得各判别指标的权重,依照置信度识别准则进行等级判定,最后得出采场矿石爆堆的自燃危险性评价结果.用该方法对国内4座典型硫化矿山的采场矿石爆堆自燃危险性进行评价,评价结果与矿山实际情况完全相符.因此,这种新方法能够应用到硫化矿山开采时的采场矿石爆堆自燃危险性评价当中,并能解决采场矿石爆堆自燃危险性评价中的诸多因素不确定性问题,对其进行定量评价.     

基于ISM和AHP的硫化矿石自燃危险性分析

为系统了解硫化矿石自燃的影响因素,从人-物-环-管四个方面找出18个硫化矿石自燃的影响因子.运用系统工程理论,建立硫化矿石自燃影响因素的6级多层递阶解释结构模型(ISM),采用层次分析法(AHP)确定各指标权重.研究表明,多层递阶ISM能有效地表达硫化矿石自燃影响因素的结构,18个影响因子可以分为6个层级,直观地反映出各个影响因素之间的层级及相互关系;AHP法求解出影响硫化矿石自燃的各级指标权重,表明矿石自身特性是影响硫化矿石自燃的决定性要素,管理则是深层次要素.     

砂岩地层深部延缓酸化酸液配方研究

研究了一种用于砂岩酸化的缓速酸液体系—以有机酸、磷酸、有机酸铵和氟化铵为主体的酸液体系,对其缓速机理进行了探讨并通过室内试验得出:该体系与常规土酸相比与石英砂、大理石和膨润土的反应速率较慢,尤其对粘土含量高的砂岩地层缓速效果较好;并且该体系与砂岩和粘土反应后不改变固体物质的结构,可以络合多价金属离子(如:Fe³⁺和Al³⁺),不会产生二次沉淀。     

采场环境中硫化矿石氧化自热的影响因素

 堆积在采场环境中的硫化矿石容易发生氧化自热,从而造成环境污染、导致矿石结块,甚至引发矿山内因火灾事故。系统阐述了硫化矿物的晶体结构、痕量元素的含量、环境温度、铁离子、氧气浓度、空气湿度、矿石含水率、矿样的粒度分布、环境的pH值、微生物等主要因素对采场中硫化矿石氧化自热的影响。结果表明,硫化矿石在低温环境中的反应模式非常复杂,其氧化自热受诸多因素共同影响;较高的环境温度和氧气浓度有利于矿石氧化,矿样粒度越小越容易自热,铁离子与细菌对硫化矿石的氧化具有催化作用,水对矿石的氧化自热具有催化和阻化两重作用,而晶体结构、痕量元素含量的影响均表现出不确定性。     

陶土-粉煤灰基吸附性陶瓷基体的制备及其吸附性能

以陶土和改性粉煤灰为原料,采用半干压成型工艺制备了吸附性陶瓷基体。研究了原料预处理、配比、烧成温度等对陶瓷基体性能的影响,确定了最佳制备条件：陶土和改性粉煤灰质量比8∶2,升温速率1 ℃/min,烧成温度900 ℃。在此条件下制得的陶瓷基体的孔隙率为36.75%,孔径分布区间在5～27 nm,纯水通量52.89 L/(m²·h),压缩强度17.923MPa。对罗丹明B、亚甲蓝、刚果红模拟印染废水、含PO^3- ₄废水和含Fe²⁺废水的处理结果表明,所制备的陶瓷基体具有良好的吸附和截留性能。     

核桃壳吸附水中锰离子的特性

 采用农林废弃物核桃壳作为吸附剂处理水中的Mn²⁺,研究固体投加量、吸附时间、溶液初始质量浓度以及pH值等因素对吸附效果的影响;并进行动力学、热力学研究。结果表明,最佳投加量为50g/L;最佳吸附时间为90min;溶液初始质量浓度为0.32—2.17mg/L时,随着初始浓度的增加,水中Mn²⁺的去除率也增加;pH值为7—9时去除率可达80%以上。核桃壳对Mn²⁺的吸附过程符合准二级反应动力学方程。这说明初始阶段核桃壳对Mn²⁺的吸附受界面扩散控制,之后吸附受粒子内扩散控制。Freundlich等温线模型与实验数据的符合程度比其他的等温线模型要好,这表明发生的是物理吸附。而且对于Freundlich常数n,1/n<1,说明吸附过程较易进行,对于Mn²⁺来说核桃壳是一种适宜的吸附剂。