本发明专利技术主要公开了一种确定煤最短自然发火期的方法，包括：获取煤的燃点温度；获取煤的最短发火期模型，其中，最短发火期模型用于反映煤自暴露于空气时起，暴露时间与煤温的映射关系；确定最短发火期模型中煤的急速升温阶段，其中，急速升温阶段中的煤温与暴露时间近似成线性关系，燃点温度处于急速升温阶段对应的煤温范围内；基于急速升温阶段中的暴露时间与煤温的映射关系，确定燃点温度对应的最短自然发火期。本发明专利技术通过燃点温度、化学反应活化能等数据，配合最短发火期模型即可实现对最短发火期的计算，同时考虑到了遗煤在井下采空区的氧化、蓄热、升温等环节的影响，相比于现有技术不仅检测耗时短，而且结果更加准确可靠。而且结果更加准确可靠。而且结果更加准确可靠。
【技术实现步骤摘要】
确定煤最短自然发火期的方法
[0001]本专利技术涉及煤自然发火期测定领域，特别是一种确定煤最短自然发火期的方法。
技术介绍
[0002]自然发火期是指煤层被开采暴露于空气之日开始，到发生自然发火之日止，所经历的时间。目前自然发火期的测定大多都是在实验室的绝热环境中采用程序升温或者绝热氧化的方法测得，这些现有方法耗时较长，而且煤矿井下的采空区遗煤受采空区漏风、蓄热条件不同等其他因素的影响，与实验室的绝热环境相差很大，因此实验室测得的自然发火期与矿井实际的自然发火期存在误差，不能作为有效的参考数据，用于煤矿管理等领域。
技术实现思路
[0003]本专利技术针对上述现有技术存在的问题，仅需通过实验室测得燃点温度等数据就可以确定煤最短自然发火期，具有预测准确率高，所需时间短等优点。
[0004]本专利技术公开了一种确定煤最短自然发火期的方法，包括：
[0005]获取煤的燃点温度；
[0006]获取煤的最短发火期模型，其中，所述最短发火期模型用于反映煤自暴露于空气时起，暴露时间与煤温的映射关系；
[0007]确定所述最短发火期模型中煤的急速升温阶段，其中，所述急速升温阶段中的所述煤温与所述暴露时间(近似)成线性关系，所述燃点温度处于所述急速升温阶段对应的所述煤温范围内；
[0008]基于所述急速升温阶段中的所述暴露时间与煤温的映射关系，确定所述燃点温度对应的最短自然发火期。
[0009]进一步地，所述获取煤的最短发火期模型，包括：获取的所述最短发火期模型如下表达式所示：
[0010][0011]其中，η为储热系数，t为暴露时间，C指t＝0时空气中氧气的浓度，k0为指前因子，q为化学反应热，E为化学反应活化能，e为常数，R为理想气体常数，T为温度，C
p
为定压比热容，ρ为密度；
[0012]所述化学反应活化能，是基于实验测得的。
[0013]进一步地，所述获取煤的最短发火期模型，还包括：
[0014]建立二维坐标系，所述二维坐标系的X轴和Y轴分别表示所述暴露时间和所述煤温；
[0015]确定所述最短发火期模型在所述二维坐标系中对应的可视化曲线；
[0016]所述确定所述最短发火期模型中煤的急速升温阶段，包括：
[0017]在所述可视化曲线中，确定所述急速升温阶段对应的急速升温线段。
[0018]进一步地，所述在所述可视化曲线中，确定所述急速升温阶段对应的急速升温线段，包括：
[0019]从所述可视化曲线中选择斜率最大的线段作为急速升温线段。
[0020]进一步地，所述基于所述急速升温阶段中的所述暴露时间与煤温的映射关系，确定所述燃点温度对应的最短自然发火期，包括：
[0021]选取所述急速升温线段上的第一煤温和第二煤温，所述燃点温度位于所述第一煤温和第二煤温之间；
[0022]确定所述第一煤温和所述第二煤温在所述急速升温线段上对应的第一暴露时间和第二暴露时间；
[0023]基于所述第一煤温、所述第二煤温、第一暴露时间、第二暴露时间以及所述燃点温度确定所述最短自然发火期。
[0024]进一步地，所述基于所述所述第一煤温、所述第二煤温、第一暴露时间、第二暴露时间以及所述燃点温度确定所述最短自然发火期，包括：
[0025]基于以下表达式确定所述最短自然发火期：
[0026]t
c
＝t1+(t2‑
t1)*(T
c
‑
T1)/(T2‑
T1)
[0027]其中，T1和t1分别为第一煤温和第一暴露时间，T2和t2分别为第二煤温和第二暴露时间，T
c
和t
c
分别为燃点温度和最短自然发火期。
[0028]本专利技术还公开了一种用于确定煤最短自然发火期的系统，包括：
[0029]实验数据获取模块，用于获取获取煤的燃点温度；
[0030]获取煤的最短发火期模型，用于反映煤自暴露于空气时起，暴露时间与煤温的映射关系；
[0031]选定模块，用于确定所述最短发火期模型中煤的急速升温阶段；
[0032]计算模块，基于所述急速升温阶段中的所述暴露时间与煤温的映射关系，确定所述燃点温度对应的最短自然发火期。
[0033]进一步地，所述获取煤的最短发火期模型，包括：获取的所述最短发火期模型如下表达式所示：
[0034][0035]其中，η为储热系数，t为暴露时间，C指t＝0时空气中氧气的浓度，k0为指前因子，q为化学反应热，E为化学反应活化能，e为常数，R为理想气体常数，T为温度，C
p
为定压比热容，ρ为密度；
[0036]所述实验数据获取模块，还用于获取实验测得的所述化学反应活化能。
[0037]进一步地，所述获取煤的最短发火期模型，还包括：
[0038]建立二维坐标系，所述二维坐标系的X轴和Y轴分别表示所述暴露时间和所述煤温；确定所述最短发火期模型在所述二维坐标系中对应的可视化曲线；
[0039]所述确定所述最短发火期模型中煤的急速升温阶段，包括：
[0040]从所述可视化曲线中选择斜率最大的线段作为所述急速升温阶段对应的急速升温线段；
[0041]所述基于所述急速升温阶段中的所述暴露时间与煤温的映射关系，确定所述燃点
温度对应的最短自然发火期，包括：
[0042]选取所述急速升温线段上的第一煤温和第二煤温，所述燃点温度位于所述第一煤温和第二煤温之间；确定所述第一煤温和所述第二煤温在所述急速升温线段上对应的第一暴露时间和第二暴露时间；
[0043]基于以下表达式确定所述最短自然发火期：
[0044]t
c
＝t1+(t2‑
t1)*(T
c
‑
T1)/(T2‑
T1)
[0045]其中，T1和t1分别为第一煤温和第一暴露时间，T2和t2分别为第二煤温和第二暴露时间，T
c
和t
c
分别为燃点温度和最短自然发火期。
[0046]本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行包括：如上所述的确定煤最短自然发火期的方法。
[0047]本专利技术至少具有以下有益效果：
[0048]本专利技术通过实验室测得的煤的燃点温度、化学反应活化能等数据，配合最短发火期模型即可实现对最短发火期的计算，同时考虑到了遗煤在井下采空区的氧化、蓄热、升温等环节的影响，相比于现有技术不仅检测耗时短，而且结果更加准确可靠。
[0049]本专利技术的其他有益效果将在具体实施方式部分详细说明。
附图说明
[0050]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种确定煤最短自然发火期的方法，其特征在于，包括：获取煤的燃点温度；获取煤的最短发火期模型，其中，所述最短发火期模型用于反映煤自暴露于空气时起，暴露时间与煤温的映射关系；确定所述最短发火期模型中煤的急速升温阶段，其中，所述急速升温阶段中的所述煤温与所述暴露时间成线性关系，所述燃点温度处于所述急速升温阶段对应的所述煤温范围内；基于所述急速升温阶段中的所述暴露时间与煤温的映射关系，确定所述燃点温度对应的最短自然发火期。2.根据权利要求1所述的确定煤最短自然发火期的方法，其特征在于，所述获取煤的最短发火期模型，包括：获取的所述最短发火期模型如下表达式所示：其中，η为储热系数，t为暴露时间，C指t＝0时空气中氧气的浓度，k0为指前因子，q为化学反应热，E为化学反应活化能，e为常数，R为理想气体常数，T为温度，C
p
为定压比热容，ρ为密度；所述化学反应活化能，是基于实验测得的。3.根据权利要求1或2所述的确定煤最短自然发火期的方法，其特征在于，所述获取煤的最短发火期模型，还包括：建立二维坐标系，所述二维坐标系的X轴和Y轴分别表示所述暴露时间和所述煤温；确定所述最短发火期模型在所述二维坐标系中对应的可视化曲线；所述确定所述最短发火期模型中煤的急速升温阶段，包括：在所述可视化曲线中，确定所述急速升温阶段对应的急速升温线段。4.根据权利要求3所述的确定煤最短自然发火期的方法，其特征在于，所述在所述可视化曲线中，确定所述急速升温阶段对应的急速升温线段，包括：从所述可视化曲线中选择斜率最大的线段作为急速升温线段。5.根据权利要求4所述的确定煤最短自然发火期的方法，其特征在于，所述基于所述急速升温阶段中的所述暴露时间与煤温的映射关系，确定所述燃点温度对应的最短自然发火期，包括：选取所述急速升温线段上的第一煤温和第二煤温，所述燃点温度位于所述第一煤温和第二煤温之间；确定所述第一煤温和所述第二煤温在所述急速升温线段上对应的第一暴露时间和第二暴露时间；基于所述第一煤温、所述第二煤温、第一暴露时间、第二暴露时间以及所述燃点温度确定所述最短自然发火期。6.根据权利要求5所述的确定煤最短自然发火期的方法，其特征在于，所述基于所述所述第一煤温、所述第二煤温、第一暴露时间、第二暴露时间以及所述燃点温度确定所述最短自然发火期，包括：
基于以下表达式确定所述最短自然发火期：t
c
＝t1+(t2‑
t1)*(T
c
‑
T1)/(T2‑
【专利技术属性】
技术研发人员：杜斌，孟祥宁，吴刚，
申请(专利权)人：中煤科工集团沈阳研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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