硫化矿石自燃倾向性综合判定的物元模型及其应用

阳富强 ，吴超 ，李孜军

(1. 中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙，410083；2. 中南大学 国家金属矿安全科学技术研究中心，湖南 长沙，410083)

硫化矿石自燃是金属矿山生产中所面临的重大灾害之一[1-2]。矿山一旦发生自燃火灾，将引发一系列的安全与环境问题[3]：迫使矿山短期甚至长期停产；烧毁大量矿产资源，使许多已建工程报废；产生大量有毒有害气体，腐蚀井下设备及污染地表空气；引发炸药自爆，造成重大人员伤亡。随着矿产资源的逐渐贫乏，矿山向深部开发是大势所趋，深部开采的高温问题又将加剧高硫矿石自燃事故的高发。因此，进行硫化矿石自燃倾向性的合理判定对指导高硫矿山防灭火工作、保障矿井安全生产、减少国家资源损失等具有重要意义。目前，国内外判定硫化矿石自燃倾向性的方法主要有单一指标法及多指标法[4]，如以吸氧速度常数、电化学性能指标、差热分析所反映的热谱、有无胶状黄铁矿、矿石的氧化速率、升温率、矿石中水溶性铁离子含量等指标中的一个或多个作为判定依据；而后中南大学提出过类比综合指标判定法[5]，但该方法涉及到的测定指标较多，评价过程较为烦琐。在此，依据硫化矿石的自燃特性，选取决定其自燃倾向性大小的主要影响因子，尝试运用一种新的综合判定方法(物元分析法)对硫化矿石的自燃倾向性大小进行判定。该方法是将评价的对象、各特征和对象关于特征的量值组成一个整体(物元)来研究，用可拓集合的关联函数值大小描述各个特征参数与所研究对象的从属关系，从而把属于或不属于的定性描述扩展为定量描述[6]。……