[00826763]高硫矿床开采中爆堆自燃和炸药自爆的机理及防治方法

该研究成果提出了一整套预测和控制硫化矿石自燃和炸药自爆的理论体系，使硫化矿石爆堆自燃和炸药自爆的控制方法适应生产需要。主要技术内容有：硫化矿石爆堆自燃的模型；硫化矿石自燃倾向性和自热率的定量测定；硫化矿石氧化自燃的化学热力学与电化学机理；硫化矿石爆堆自燃早期定量预测；高效经济阻化灭火新材料的开发；高温采场排热风量计算与风温预测；火灾情况下矿井通风系统污染的实时模拟；高硫矿床开采中炸药自爆危险性的定量评价。该成果首次确定各种因素对矿石自燃的影响程度及顺序，定量预测了矿石爆堆自燃的发生概率，建立了测定硫化矿石氧化自热率的数学模型。查清了采场硫化矿石在潮湿环境下氧化过程的电化学现象及机理，揭示了利用电化学测量法研究硫化矿石腐蚀过程的动力学判定其自燃倾向性的可行性。研制成功了一组新型高效的硫化矿石自燃复合阻化剂，阻化率达到90%以上，同时还可以作为灭火剂使用。定量确定了硫化矿石爆堆从低温氧化自热到自燃所需时间与硫化矿石本身的氧化自热性、热物理参数、块度、体积和堆放的环境条件等数10个因素之间的关系，掌握了现场大规模硫化矿石爆堆自燃的时间和规律，发现了观测矿石爆堆中的温度变化趋势是最可靠的矿石自燃预测方法。提出了由孔温、孔内矿石中水溶性Fe<'2++>，Fe<'3+>含量和pH值3项指标确定安全装药时间的新的安全评价方法。研究成果已作为冬瓜山铜矿、天马山硫金矿、新桥硫铁矿、水口山铅锌矿、武山铜矿等10多座高硫矿床开采设计和生产的重要依据，取得了显著社会经济效益。