[發明專利]一種基于活性位點的巖漿侵蝕煤體自燃危險區域劃分方法

在審

• 申請號: 202310383586.3
• 申請日: 2023-04-12
• 公開（公告）號: CN116517631A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 李金虎;張昊譞;耿敬娟;陸偉;李金亮;卓輝;王昌祥;葉鑫浩;楊澤鋒;曹欽;汪洋
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G06F30/20;G01N25/20;G01N30/02;G06F111/10
• 代理公司: 深圳眾邦專利代理有限公司 44545
• 代理人: 熊指揮

1.一種基于活性位點產生的巖漿侵蝕煤體自燃危險區域劃分方法，其特征在于，利用井下巖漿熱影響范圍外的煤樣進行熱解及熱解后的氧化實驗，根據熱解后氧化的特征參數來確定易自燃煤體所處的熱分解溫度范圍；根據數值模擬計算找到巖漿熱影響區域的溫度場分布；確定巖漿侵蝕煤體自燃危險區域，并進行危險區域劃分；利用現場數據對自燃危險區域及劃分的合理性進行驗證。

2.根據權力要求1所述的一種基于活性位點產生的巖漿侵蝕煤體自燃危險區域劃分方法，其特征在于，所述的根據熱解后氧化的特征參數來確定易自燃煤體所處的熱分解溫度范圍，可將相同煤層中未受巖漿熱影響煤體的氧化特征參數作為標準，對比受巖漿侵蝕熱影響區域內煤體的熱解后氧化特征參數，熱解后氧化特征參數中，其升溫幅度高于未受巖漿侵蝕熱影響煤體氧化升溫幅度的熱分解溫度范圍，即為受巖漿侵蝕易自燃煤體所處的熱分解溫度范圍。

3.根據權利要求1所述的一種基于活性位點的巖漿侵蝕煤體自燃危險區域劃分方法，其特征在于，所描述的熱解后氧化特征參數，包括但不限于熱解后氧化的升溫幅度、升溫速率、氣體參數、吸氧量、活性位點濃度、自由基濃度等。

4.根據權力要求1所述的一種基于活性位點產生的巖漿侵蝕煤體自然危險區域劃分方法，其特征在于，所述的根據數值模擬計算找到巖漿熱影響區域的溫度場分布，可利用數值模擬軟件根據巖漿的具體參數來對巖漿侵入煤體后的溫度場進行模擬，準確的劃分出巖漿熱影響具體的溫度范圍。

5.根據權利要求1所述的一種基于活性位點的巖漿侵蝕煤體自燃危險區域劃分方法，其特征在于，根據熱解及熱解后的氧化實驗所得的實驗數據，結合數值模擬計算出的巖漿熱影響區域的溫度場分布，確定受巖漿熱影響煤體易自燃危險區域，更進一步的對自燃危險區域進行劃分。

6.根據權利要求1所述的一種基于活性位點產生的巖漿侵蝕煤體自燃危險區域劃分方法，其特征在于，可利用測量古地溫的方法，對數值模擬計算出的巖漿侵蝕煤體后的溫度場進行驗證。根據礦井實際情況綜合選用鉆孔測溫法、(U-Th)/He、裂變徑跡定年方法以及鏡質體反射率、流體包裹體、黏土礦物轉變估算方法來對古地溫進行測量，通過所得的數據與數值模擬計算出的巖漿侵蝕溫度場和熱影響范圍對比進行驗證。

7.根據權利要求2所述的一種基于活性位點的巖漿侵蝕煤體自燃危險區域劃分方法，其特征在于，可選擇Ⅰ類煤中自燃傾向性相對較低的煤樣進行原生活性位點的常溫氧化實驗，選擇任意非Ⅰ類煤種進行不同溫度的熱解實驗以及熱解后次生疊加活性位點的常溫氧化實驗，以Ⅰ類煤的原生活性位點濃度或熱解后常溫氧化升溫幅度為標準，對比非Ⅰ類煤的次生疊加活性位點濃度或熱解后的常溫氧化升溫幅度，大于等于原生活性位點濃度或熱解后的常溫氧化升溫幅度的熱解溫度范圍即為受巖漿侵蝕煤體熱分解易自燃危險溫度范圍，并對處于巖漿侵蝕熱影響范圍內的煤體進行相應的自燃危險等級劃分。

8.根據權利要求6所述的一種基于活性位點的巖漿侵蝕煤體自燃危險區域劃分方法，其特征在于，依據以每克干煤在常溫(30℃)、常壓(1.013×10⁵Pa)下吸氧量作為分類的主要指標，當煤樣干燥無灰基揮發分V_daf18％時煤的吸氧量V_d/(cm³/g)0.7，煤樣干燥無灰基揮發分V_adf≤18％時吸氧量V_d/(cm³/g)≥1、全硫S_q/％≥2的煤為Ⅰ類煤。選擇Ⅰ類自燃煤中自燃傾向性相對最低的煤中原生活性位點濃度和常溫氧化升溫幅度為標準，來作為非Ⅰ類受巖漿侵蝕煤體自燃危險區域的劃分依據。