[发明专利]一种高应力条件下采空区煤自燃三带划分及实验方法

权利要求书

1.一种高应力条件下采空区煤自燃三带划分方法，其特征在于，所述高应力条件下采空区煤自燃三带划分方法包括以下步骤：

S1，采集基本信息，对采空区温度、通风量及氧气含量浓度进行持续检测；

S2，校核评估，根据采空区煤自燃主要是由于漏风供氧、煤自动氧化放热升温、引起氧化加速甚至燃烧的自燃规律，建立氧气浓度与耗氧量和漏风风速的函数关系，具体函数表达式为：

不承压的氧气浓度=a*不承压的耗氧量+b*不承压的漏风风速；

耗氧量=不承压的耗氧量*e轴向应力；

漏风风速=不承压的漏风风速*e轴向应力；

氧气浓度=a*耗氧量+b*漏风风速；

其中：a、b、e为拟合系数；

然后将S1步骤采集的现场数据带入到上述函数中，通过计算得出氧气浓度的值，通过这个氧气浓度的值来判定高应力作用下的采空区三带范围；

S3，实验评估，根据S1步骤采空区煤层结构特征，制备煤样，然后将煤样放置在实验设备中，通过实验设备对煤样检测结果进行采集，然后将采集的结果与S2步骤计算结果进行比对校核，且当计算结果偏差在误差范围内即可完成评估判定。

2.根据权利要求1所述的一种高应力条件下采空区煤自燃三带划分方法，其特征在于，所述S3步骤中，实验设备包括储气瓶、增压泵、实验腔、上密封堵头、下密封堵头、调压活塞、升降驱动机构、加热套、气相色谱仪、温湿度传感器、压力传感器、驱动电路及承载机架，所述承载机架为轴线与水平面垂直分布的框架结构，所述实验腔、升降驱动机构均嵌于承载机架内并与承载机架同轴分布，且实验腔位于升降驱动机构正上方，所述实验腔为轴向截面呈矩形的柱状腔体结构，其上端面及下端面分别与上密封堵头、下密封堵头连接并构成密闭腔体结构，所述调压活塞位于实验腔内，与实验腔同轴分布并与实验腔侧壁滑动连接，所述调压活塞下端面通过导向柱与升降驱动机构连接，且导向柱对应的下密封堵头设透孔，所述加热套包覆在实验腔外侧并与实验腔同轴分布，所述温湿度传感器、压力传感器均至少一个，环绕实验腔轴线嵌于实验腔侧壁内表面，所述实验腔侧表面设至少一个进气口及至少一个排气口，且所述进气口与排气口环绕实验腔轴线均匀分布，其中进气口通过导流管与增压泵连通，排气口通过导流管与气相色谱仪连通，增压泵通过导流管与储气瓶连通，所述储气瓶、增压泵、气相色谱仪、驱动电路均与承载机架外表面连接，且所述驱动电路分别与温湿度传感器、压力传感器、增压泵、升降驱动机构、加热套、气相色谱仪电气连接。

3.根据权利要求2所述的一种高应力条件下采空区煤自燃三带划分方法，其特征在于，所述升降驱动机构为电动伸缩杆、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种。

4.根据权利要求2所述的一种高应力条件下采空区煤自燃三带划分方法，其特征在于，所述实验腔侧壁外表面设至少一个制冷机构，所述制冷机构与驱动电路电气连接。

5.根据权利要求2所述的一种高应力条件下采空区煤自燃三带划分方法，其特征在于，所述驱动电路为基于工业单片机、工业计算机中任意一种或两种共用为基础的电路系统。