[發明專利]一種用于硫化礦塵爆炸壓力評價的方法

有效

• 申請號: 202111001862.2
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113970574B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 李孜軍;徐圓圓;徐宇;李蓉蓉;韓梓晴;章夢勝;王君健
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N25/54
• 分類號: G01N25/54
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬小燕

本發明公開了一種用于硫化礦塵爆炸壓力評價的方法，該方法包括：一、配制硫化礦塵并測定爆炸壓力和計算還原成分指數，結合硫化礦塵的濃度繪制硫化礦塵爆炸壓力判定圖；二、采集硫化礦塵樣品測定濃度；三、檢測得到硫化礦塵樣品的元素成分，推算參與爆炸的陰離子成分，然后計算還原成分指數；四、根據硫化礦塵濃度結果和還原成分指數，參照硫化礦塵爆炸壓力判定圖對硫化礦塵的爆炸壓力進行預測并評價。本發明研究硫化礦塵爆炸壓力與硫化礦塵濃度及還原成分指數的關系并繪制硫化礦塵爆炸壓力判定圖，再對硫化礦塵取樣測定并代入圖中進行爆炸壓力預測評價，評價結果可靠穩定，過程條件溫和，簡單易行，無需引爆工藝，適用于生產現場。

技術領域

本發明屬于粉塵爆炸危險性評價與預防技術領域，具體涉及一種用于硫化礦塵爆炸壓力評價的方法。

背景技術

我國有色金屬礦山眾多，其中含硫金屬礦山數量龐大。含硫金屬礦山的生產過程中會產生大量硫化礦塵，其中部分粉塵具有爆炸性，而在礦井下具有氧氣條件，且在部分井下具備相對密閉空間，故一旦具備點火源的條件則可能發生硫化礦塵爆炸事故，進而造成經濟損失與人員傷亡。故對井下硫化礦塵的爆炸危險性進行評價以采取針對性的預防措施是必要的。但由于粉塵爆炸的發生影響因素繁多、硫化礦塵成分復雜多變，對硫化礦塵的爆炸危險性進行評價則十分困難。

現有技術中通過引爆試驗反映評價硫化礦塵的爆炸危險性，其本身就具有一定危險性，且實驗過程繁瑣，條件苛刻，無法應用于生產現場。另外，從安全原理進行分析，該方法僅可獲得粉塵能否發生爆炸的結果，而無法評價發生爆炸的可能性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種用于硫化礦塵爆炸壓力評價的方法。該方法研究硫化礦塵爆炸壓力與硫化礦塵濃度及還原成分指數Ω_還的關系并繪制得到硫化礦塵爆炸壓力判定圖，再對實際生產中的硫化礦塵取樣測定并代入圖中進行爆炸壓力預測評價，進而實現了對硫化礦塵的爆炸危險性的判斷，評價結果可靠穩定，過程條件溫和，簡單易行，無需引爆工藝，適用于生產現場。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種用于硫化礦塵爆炸壓力評價的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、配制一系列不同濃度、不同參與爆炸離子成分含量的硫化礦塵，然后采用20L球形爆炸實驗裝置分別測定硫化礦塵的爆炸壓力，并采用公式(1)對硫化礦塵的還原成分指數Ω_還分別進行計算：

其中，公式(1)中還原成分指數Ω_還為硫化礦塵中參與爆炸的離子成分中陰離子對應基團的質量百分比與摩爾質量的比值之和；分別為不同陰離子對應基團的摩爾質量，分別為不同陰離子對應基團的質量百分比，b～j分別為陰離子對應基團的不同價態的數值，且b和j均為不小于1的正整數；

根據一系列硫化礦塵的濃度、計算得到的還原成分指數Ω_還和測定的爆炸壓力的數據，繪制硫化礦塵爆炸壓力在不同硫化礦塵濃度和還原成分指數的等高線圖，得到硫化礦塵爆炸壓力判定圖；

步驟二、采集硫化礦塵樣品，然后采用礦塵濃度分析儀對采集的生產現場硫化礦塵濃度進行測定；

步驟三、采用礦石分析儀對步驟二中采集的硫化礦塵樣品進行分析檢測，得到硫化礦塵樣品的元素成分，結合硫化礦塵樣品來源的礦石的類型，推算獲得硫化礦塵樣品中參與爆炸的陰離子成分，然后采用步驟一中的公式(1)對硫化礦塵樣品的還原成分指數Ω_還進行計算：

步驟四、根據步驟二中測定的硫化礦塵濃度結果，以及步驟三中得到的硫化礦塵樣品的還原成分指數Ω_還的數值結果，參照步驟一中得到的硫化礦塵爆炸壓力判定圖，對硫化礦塵的爆炸壓力進行預測并評價。