基于信息熵和集对分析理论的硫化矿石自燃倾向性判定

谢正文 ，吴超，李孜军，阳富强

(1. 中国计量学院 质量与安全工程学院，浙江 杭州，310018；2. 中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙，410083)

硫化矿石破碎后表面积增大，堆放在潮湿空气中将发生化学反应并放出热量，在一定的外界条件下极易引发自燃火灾[1-2]。矿井火灾的发生会诱发一系列的安全与环境问题，同时造成矿物资源的巨大浪费[3-4]。由于矿产资源的需求量日益增加，矿山开采深度必将加大，深井开采的高温现象可能导致矿山硫化矿石自燃事故的频发。因此，开展硫化矿石自燃倾向性判定工作是保证新建矿山实现安全、高效开采的前提。随着硫化矿石自燃灾害的日益突出，研究人员在近几年发明多种新的判定硫化矿石自燃倾向性的方法，例如Navarra等[5]利用Mössbauer技术测试矿样中的磁黄铁矿含量是否高于 10%；李萍等[6]提出硫化矿自燃倾向性判定的绝热氧化测试法；赵军等[7]采用程序升温氧化法测定矿样在氧化中的总吸氧量和自热起始温度 2个指标的综合效果来进行判定；中南大学先后采取综合指标测试法、金属网篮交叉点温度法以及 TG/DSC联合测试法等[8]。在诸多方法中，比较成熟且应用较广的是综合指标测试法进行测定，所测定的指标一般包括矿样中各种矿物的成分及含量、矿样的含硫量、矿样的吸氧速度常数(低温氧化增重率)、矿样中的Fe2+与Fe3+总含量、矿样的自热点以及自燃点等[1,8]。由于只是对各项指标的测试结果进行简单排序，并未考虑各个指标的权重，使得该方法在判定矿样的自燃倾向性中仍带有一定程度的主观性。……