有色金属文库 硫化矿尘爆炸机理研究及防治技术

有色金属文库 硫化矿尘爆炸机理研究及防治技术
作者： 饶运章著
出版时间：2018年版
丛编项： 有色金属文库
内容简介
　　《硫化矿尘爆炸机理研究及防治技术/有色金属文库》是一本专门研究高硫金属矿床硫化矿尘氧化自燃、爆炸机理、爆炸参数、防治技术的学术著作。全书共分11章。第1、2章介绍了粉尘爆炸条件、爆炸特性参数、硫化矿尘分析检测、氧化自热、着火自燃、燃烧爆炸、矿尘层、矿尘云等基础知识，第3章研究了硫化矿石氧化自热影响因素、自热机理、自燃过程、自燃阶段界定与表征，第4、5章分别研究了硫化矿尘层和矿尘云的氧化自热着火因素、自热着火机理／理论，第6、7、8章研究了硫化矿尘云爆炸影响因素、爆炸强度（爆炸强度指数）、爆炸下限浓度等爆炸参数，第9章探讨了硫化矿尘爆炸机理／理论，第10章提出了防治硫化矿石氧化自燃和硫化矿尘爆炸的技术措施，第11章介绍了硫化矿尘爆炸模拟仿真研究。研究表明：硫化矿尘爆炸不同于冶金、有色、建材、机械、轻工、纺织、烟草、商贸等行业企业生产加工所涉及的爆炸危险性相对较高的可燃性粉尘爆炸，区别是硫化矿尘中硫化矿物既是爆炸参与物（反应物），又是自燃点火源，硫化矿尘爆炸原因主要是硫化矿物氧化自热产生自燃点火导致了固一气混合非均相硫化矿尘爆炸，无须外来火源（明火、电火花等），因此，防治硫化矿尘爆炸的方法主要是消除氧化自燃点火源，并严格控制作业环境中的硫化矿尘浓度。《硫化矿尘爆炸机理研究及防治技术/有色金属文库》可供矿山企业、矿政管理、安全监督等部门工程技术和管理人员及业内同仁参考，亦可作为教学参考书供高等学校采矿工程、安全工程、粉体材料科学与工程等专业师生使用。
目录
第1章 粉尘与粉尘爆炸
1．1 粉尘
1．1．1 粉尘概念
1．1．2 粉尘分类
1．1．3 可燃粉尘物理结构特性
1．2 粉尘爆炸及危害
1．2．1 粉尘爆炸
1．2．2 粉尘爆炸危害
1．3 粉尘爆炸特性参数
1．3．1 爆炸极限
1．3．2 最小点火能量
1．3．3 最低着火温度
1．3．4 爆炸强度
1．4 本章小结
第2章 硫化矿尘着火及其爆炸
2．1 硫化矿简介
2．1．1 硫化矿物及硫化矿石
2．1．2 典型硫化矿物分析
2．1．3 硫化矿物的氧化与溶解特性分析
2．1．4 硫化矿尘简介
2．2 硫化矿尘制备
2．2．1 硫化矿样采集
2．2．2 硫化矿山调研及取样矿山选择
2．2．3 矿山现场采样
2．2．4 实验样品制作
2．3 粒径分析与检测
2．3．1 分析设备
2．3．2 硫化矿尘云粒径测试结果
2．4．3 硫化矿尘热分解实验样品粒径分析
2．4 硫化矿物质成分分析
2．4．1 X射线荧光光谱分析
2．4．2 硫化矿样品及实验产物元素分析
2．4．3 等离子体发射光谱分析
2．4．4 X射线衍射分析
2．5 硫化矿尘着火及热自燃理论
2．5．1 着火概念
2．5．2 着火条件
2．5．3 着火过程
2．5．4 可燃物的着火方式
2．5．5 自燃及其分类
2．5．6 固体的着火形式
2．6 硫化矿尘爆炸
2．6．1 硫化矿尘爆炸概述
2．6．2 硫化矿尘爆炸条件
2．7 本章小结
第3章 硫化矿石氧化自热实验研究
3．1 硫化矿石氧化自热概念
3．2 硫化矿石氧化自热影响因素概述
3．2．1 含硫量与物质结构的影响
3．2．2 矿石块度的影响
3．2．3 水的影响
3．2．4 环境温度的影响
3．2．5 铁离子的影响
3．3 硫化矿石氧化自热机理概述
3．3．1 物理学机理
3．3．2 微生物学机理
3．3．3 化学热力学机理
3．3．4 电化学机理
3．4 硫化矿石自燃阶段的界定与表征分析
3．4．1 硫化矿石自燃的界定
3．4．2 硫化矿石自燃过程的分析
3．4．3 硫化矿石自燃过程的表征
3．5 硫化矿石氧化研究
3．5．1 实验样品及实验装置
3．5．2 硫化矿石模拟实验与结果分析
3．5．3 多因素回归正交实验结果与分析
3．6 本章小结
第4章 硫化矿尘层氧化自热与着火实验研究
4．1 硫化矿尘层氧化相关理论
4．1．1 硫化矿尘层氧化概念
4．1．2 硫化矿尘层氧化影响因素
4．1．3 硫化矿尘层氧化机理
4．2 硫化矿尘层氧化研究
4．2．1 实验装置、步骤与方法
4．2．2 硫化矿尘层模拟实验与结果分析
4．2．3 多因素回归正交实验结果与分析
4．3 着火理论
4．3．1 着火反应速度理论
4．3．2 热传导理论
4．3．3 热对流理论
4．3．4 热辐射
4．4 热自燃理论
4．4．1 谢苗诺夫热自燃理论
4．4．2 弗兰克一卡门涅兹基热自燃理论
4．5 硫化矿尘层最低着火温度实验研究
4．5．1 实验装置及测试原理
4．5．2 硫化矿尘层最低着火温度实验结果与分析
4．5．3 硫化矿尘层着火过程分析
4．5．4 硫化矿尘层着火现象分析
4．5．5 硫化矿尘层着火理论模型探究
4．6 本章小结
第5章 硫化矿尘云最低着火温度实验研究
5．1 实验设备及测试原理
5．1．1 实验设备
5．1．2 测试原理
5．2 硫化矿尘云着火现象分析
5．3 主要影响因素分析
5．3．1 含硫量的影响
5．3．2 粒径的影响
5．3．3 质量浓度的影响
5．4 硫化矿尘云最低着火温度
5．5 硫化矿尘云最低着火温度实验理论分析
5．6 硫化矿尘云着火机理研究
5．7 本章小结
第6章 硫化矿尘云爆炸最小点火能量实验研究
6．1 实验设备
6．1．1 装置本体
6．1．2 控制系统
6．1．3 数据采集系统
6．1．4 测试系统操作步骤及使用注意事项
6．2 化学点火头的制备
6．2．1 化学点火头制作
6．2．2 化学点火头检测
6．3 实验依据
6．4 硫化矿尘云最小点火能量实验
6．4．1 A类硫化矿尘云最小点火能量
6．4．2 B类硫化矿尘云最小点火能量
6．4．3 C类硫化矿尘云最小点火能量
6．5 本章小结
第7章 硫化矿尘云爆炸强度实验研究
7．1 实验依据及点火头校核
7．1．1 实验依据
7．1．2 化学点火头性能校核
7．2 硫化矿尘云爆炸强度实验
7．2．1 典型硫化矿尘云爆炸压力曲线分析
7．2．2 硫化矿尘云爆炸压力曲线
7．2．3 硫化矿尘云爆炸猛烈度分级
7．2．4 燃烧持续时间
7．3 硫化矿尘云最大爆炸压力影响因素分析
7．3．1 质量浓度对硫化矿尘云最大爆炸压力的影响
7．3．2 含硫量对硫化矿尘云最大爆炸压力的影响
7．4 基于GRNN模型的硫化矿尘云最大爆炸压力预测
7．4．1 GRNN网络结构
7．4．2 GRNN理论基础
7．4．3 硫化矿尘云爆炸压力预测
7．5 本章小结
第8章 硫化矿尘云爆炸下限浓度实验研究
8．1 实验依据
8．2 硫化矿尘云爆炸下限浓度确定
8．2．1 爆炸下限浓度的实验确定
8．2．2 爆炸下限浓度的预测
8．3 硫化矿尘云爆炸影响因素分析
8．3．1 含硫量对硫化矿尘云爆炸下限浓度的影响
8．3．2 粒径对硫化矿尘云爆炸下限浓度的影响
8．4 本章小结
第9章 硫化矿尘爆炸机理／理论研究
9．1 硫化矿尘爆炸机理
9．1．1 气相爆炸机理
9．1．2 表面非均相爆炸机理
9．1．3 爆炸性混合物爆炸机理
9．2 硫化矿尘热分解实验研究
9．2．1 实验仪器
9．2．2 实验结果与反应机理
9．2．3 升温速率对热分解曲线的影响
9．3 硫化矿尘热分析动力学研究
9．3．1 热分析动力学理论
9．3．2 硫化矿尘热分解动力学计算
9．4 本章小结
第10章 硫化矿山自燃与爆炸防治技术
10．1 硫化矿石自燃防治
10．1．1 硫化矿石自燃的预防
10．1．2 高硫矿石自燃灭火措施
1O．1．3 高硫矿石自燃降温措施
10．1．4 硫化矿石自燃的主要特征与鉴别指标
10．2 硫化矿山矿尘爆炸防治措施
10．2．1 硫化矿尘爆炸灾害易发地点以及重点防治区域
10．2．2 矿尘沉降扩散规律和爆炸最低下限浓度
10．2．3 高硫矿山降尘措施
10．2．4 硫化矿尘爆炸防治技术措施
10．3 硫化矿尘抑爆技术研究
10．3．1 预防硫化矿尘爆炸发生的条件控制措施
10．3．2 限制硫化矿尘爆炸危害的结构防护措施
10．3．3 预防硫化矿尘爆炸发生的采矿技术措施
10．4 矿尘爆炸安全管理措施
10．5 本章小结
第11章 硫化矿尘爆炸模拟仿真研究
11．1 计算流体力学技术简介
11．1．1 计算流体力学起源
11．1．2 计算流体力学基本原理
11．1．3 CFD软件简介
11．1．4 计算流体力学与计算传热学在粉尘爆炸中的应用
11．2 硫化矿尘爆炸过程数值模拟研究
11．2．1 FLUENT软件简介
11．2．2 基本控制方程组
11．2．3 湍流模型
11．2．4 燃烧模型
11．2．5 硫化矿尘扩散模拟
11．2．6 爆炸过程模拟
11．3 硫化矿尘燃烧爆炸多场耦合数值分析
11．3．1 COMSOL Multiphysics简介
11．3．2 粉尘燃烧爆炸守恒方程
11．3．3 硫化矿尘氧化数学模型
11．3．4 多场耦合作用过程
11．3．5 数值模拟及结果分析
11．4 本章小结
参考文献