煤的自燃预测方法技术

本发明专利技术的煤的自燃预测方法是预测构成煤堆(储煤设施内的煤层)的煤的自燃的方法。本发明专利技术的自燃预测方法具有确定煤的物性值的物性值确定步骤、和温度分布预测值确定步骤。温度分布预测值确定步骤，是基于由物性值确定步骤确定的物性值，通过分析来确定煤堆内的温度分布的经时变化的预测值即温度分布预测值的步骤。根据本发明专利技术的方法，不需要建立实物的煤堆，就能够预测煤达到自燃温度的时间和位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及煤的自燃预测方法。
技术介绍
一直以来，有在储煤设施内作为煤层(煤山、煤堆)储藏煤的情况。例如，从国外进口煤时，一般煤会作为煤堆被储藏2周～1个月左右。煤即使在常温下也会发热(自放热)。该发热是由于大气中的氧所引起的缓慢的氧化反应(低温氧化反应)而产生的。若该发热进行，达到煤的着火温度，则煤起火(自燃)，有可能发生火灾事故。煤的易发热度(易自燃度)根据煤的品种而有所不同。具体来说，煤中的氧和碳的原子数的比率(O/C比)越高的煤，越容易发热。近年来，煤的品种的多样化显著。另外，与以往通常被利用的煤相比，O/C比高的煤近年来也大量被利用。因此，预测煤的(煤堆内的)发热的行为很重要。更详细地说，就是预测煤在什么时候，在煤堆内的哪个部位，达到怎样的温度(是否达到着火温度)很重要。这一预测在储藏发热的行为未知的煤(新使用的品种的煤)时特别重要。专利文献1～3中，记述有一种预测煤堆内的温度等(发热、自燃)的技术。在专利文献1(权利要求1)中记述，“在储煤设施的煤层内插入多根气体采样管，计测来自由该采样管提取的煤的发生气体的组成，由此检测煤的自燃的前兆。在专利文献2(权利要求1、段落[0014]、[0015]等)中，记述有如下技术。在储藏于储煤设施的煤(3)中混入碳酸铵一水合物等的物质。若储藏煤(3)氧化而煤层内部的温度上升超过约60℃，则混入的碳酸铵一水合物分解，氨气发生。由此能够了解储藏煤(3)内部的蓄热温度。在专利文献3(摘要)中记述，“在贮煤场内以既定间隔规则地配备多个温度计测自动仪(1)，……在温度到达自燃温度时，特别指定一个点，从预设于这一点的注水喷嘴……注水冷却，提前防止自燃。现有技术文献专利文献专利文献1：日本国专利第3241233号公报专利文献2：日本国专利第3212451号公报专利文献3：日本国特开平8-84782号公报专利技术要解决的课题在专利文献1～3所述的技术中，在建立煤堆后(堆垛后)，测量煤堆内的温度和气体，从而预测煤堆内的温度。因此，为了预测煤堆内的温度，需要建立煤堆。煤堆的高度例如为10m～15m等，因此为了建立煤堆，要花费成本和劳动力。
技术实现思路
因此，本专利技术其目的在于，提供一种煤的自燃预测方法，其不需要建立实物的煤堆，就能够预测煤达到自燃温度的时间和位置。用于解决课题的手段本专利技术是构成储煤设施内的煤层的煤的自燃预测方法。所述自燃预测方法具有如下步骤：确定所述煤的物性值的物性值确定步骤；和温度分布预测值确定步骤，所述温度分布预测值确定步骤基于在所述物性值确定步骤中确定的所述物性值，通过分析来确定所述煤层内的温度分布的经时变化的预测值即温度分布预测值。专利技术效果根据上述构成，不需要建立实物的煤堆，就能够预测煤达到自燃温度的时间和位置。附图说明图1是煤堆1的剖面图。图2是表示自燃预测方法S1的流程的图。图3是表示流速与压力损耗的关系(煤B的情况)的图解。图4是表示耗氧速率的实测值(煤A的情况)的图解。图5是表示耗氧速率的实测值(煤B的情况)的图解。图6是表示相对压力与平衡水分的关系(煤A的情况)的图解。图7是表示相对压力与平衡水分的关系(煤B的情况)的图解。图8是表示储煤天数与温度的关系(煤A的情况)的图解。图9是表示储煤天数与温度的关系(煤B的情况)的图解。图10是表示第24天的氧浓度分布(煤A的情况)的分析结果的图。图11是表示第24天的氧浓度分布(煤B的情况)的分析结果的图。图12是表示第24天的温度分布(煤A的情况)的分析结果的图。图13是表示第24天的温度分布(煤B的情况)的分析结果的图。图14是表示第24天的温度分布(煤B的情况)的实测结果的图。具体实施方式参照图1～图14，对于图1所示的构成煤堆1(储煤设施内的煤层)的煤的自燃预测方法S1(参照图2)进行说明。煤堆1是煤堆积而成的产物(煤重叠的产物，煤堆聚的产物，煤的填充层)。煤堆1是在煤的储藏时(储煤时)形成的储煤堆。煤堆1由堆积设备建立(形成)。堆积设备是用于将煤堆放在储煤场所的设备，是用于使煤落至储煤场所把煤堆起来的设备。煤堆1设于利用煤的事务所内等的储煤设施内。该煤堆1由于煤的氧化反应而发热。发热的详情如以下的(a)～(d)。(a)煤堆1内有空气(大气)流入。(b)由于空气中的氧和煤，即使在常温下也会发生氧化反应(低温氧化反应)。(c)由于该氧化反应，煤的温度上升。(d)若煤的温度上升至着火温度(250℃等)则煤起火。在该煤堆1发热到一定程度时(煤着火之前)，进行煤堆1的出库。煤堆1的出库，例如为了使用煤而拆毁煤堆1，另外，例如不使用煤而先拆毁煤堆1(其后改建煤堆1)。煤堆1进行出库的温度，例如约60℃等。煤堆1的出库天数(从煤堆1建立至进行出库的天数)，例如约2周～约1个月等。该煤堆1的形状是山状。煤堆1的形状，例如是锥状(圆锥状和棱锥状等)，另外例如是台状(圆锥台状和棱锥台状等)，另外例如是山脉状等。煤堆1的截面的形状是山型。煤堆1的截面形状例如是三角形，另外例如是梯形等。上述“截面”是与水平面垂直的面，是通过煤堆1的最高部分的面。以下，对于煤堆1的形状是圆锥状(煤堆1的截面形状为三角形)的情况进行说明。与煤堆1的截面的底边平行的方向作为左右方向X。煤堆1的高度h约10m～15m等。在该煤堆1的截面有部位1a～1e。部位1a是煤堆1的坡脚部。部位1a是煤堆1的截面的下端部，并且，是左右方向X外侧端部。部位1b是煤堆1的中腹部。部位1b是煤堆1的截面的上下方向中央部，并且，是左右方向X外侧端部。部位1c是煤堆1的顶峰部。部位1c是煤堆1的截面的上端部。部位1d是煤堆1的截面的中央部。部位1d是煤堆1的截面的上下方向中央部，并且，是左右方向X中央部。部位1e是煤堆1的截面的底部。部位1e是煤堆1的截面的下端部，并且，是左右方向X中央部。该煤堆1由煤构成。煤有各种各样的品种。根据煤的品种，构成煤的物质的比率不同。煤由碳、氧、氢、氮、硫、水分和无机分(灰)等构成。煤中的氧和碳的原子数的比率(O/C比)越高的煤越容易发热。作为煤的例子，有表1所示的煤A和煤B。煤B比煤A的O/C比高(发热性高)。煤B比煤A的水分高。还有，表1中的水分[％]是水分的质量相对于煤的质量的比例。【表1】煤A煤B品位烟煤次烟煤O/C比0.050.14水分11％27％自燃预测方法S1(参照图2)，是预测构成煤堆1的煤的发热的方法。以下，参照图1对于煤堆1进行说明，参照图2对于自燃预测方法S1进行说明。自燃预测方法S1，是通过分析(数值分析、计算、模拟)，预测煤堆1内的温度分布的经时变化(发热特性)，从而预测煤的自燃的方法。自燃预测方法S1是预测煤堆1内在什么时候、哪个部位、如何发热的方法。自燃预测方法S1，基于煤的物性值(参照后述的物性值确定步骤Sp)，进行上述预测。在自燃预测方法S1中，不需要直接测量煤堆1的信息(温度和气体的成分等)。因此，自燃预测方法S1不需要在建立煤堆1后再进行。自燃预测方法S1在建立煤堆1之前进行。自燃预测方法S1也可以在建立煤堆1的当中或建立煤堆1之后进行。煤堆1内的温度(温度上升)，依存于煤的氧化反应带来的发热、煤堆1内的热传导、由于水的解吸(蒸发)而从煤中带走的热量。因此，在自燃预测方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤的自燃预测方法，其是构成储煤设施内的煤层的煤的自燃预测方法，其具有如下步骤：确定所述煤的物性值的物性值确定步骤；和基于由所述物性值确定步骤确定的所述物性值，通过分析来确定所述煤层内的温度分布的经时变化的预测值即温度分布预测值的温度分布预测值确定步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.15 JP 2014-0051541.一种煤的自燃预测方法，其是构成储煤设施内的煤层的煤的自燃预测方法，其具有如下步骤：确定所述煤的物性值的物性值确定步骤；和基于由所述物性值确定步骤确定的所述物性值，通过分析来确定所述煤层内的温度分布的经时变化的预测值即温度分布预测值的温度分布预测值确定步骤。2.根据权利要求1所述的煤的自燃预测方法，其中，具有确定基于所述煤的氧化反应的发热速度的发热速度确定步骤，所述温度分布预测值确定步骤，基于由所述发热速度确定步骤确定的所述发热速度来确定所述温度分布预测值。3.根据权利要求2所述的煤的自燃预测方法，其中，具有确定所述煤层内的氧浓度分布的氧浓度确定步骤，所述发热速度确定步骤，基于由所述氧浓度确定步骤确定的所述氧浓度分布来确定所述发热速度。4.根据权利要求3所述的煤的自燃预测方法，其中，具有确定所述煤层内的所述煤的粒径分布的粒径分布确定步骤；和对于多种所述粒径分别确定通过某所述粒径的煤粒子群的气体的压力损耗的压力损耗确定步骤，所述氧浓度确定步骤，基于由所述粒径分布确定步骤确定的所述粒径分布、以及由所述压力损耗确定步骤确定的所述压力损耗来确定所述氧浓度分布。5.根据权利要求4所述的煤的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴海洋，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP