[发明专利]一种水分润湿煤体促进煤自燃的含水率范围确定方法

摘要

一种水分润湿煤体促进煤自燃的含水率范围确定方法，属于煤矿井下煤自燃灾害防治技术领域。方法：建立水分对煤自燃影响的热平衡模型：当煤被润湿到饱和含水率，同时亦存在水分不停蒸发带走热量的过程时，会产生一个对煤自燃起促进作用的煤的含水率区间，其表达式为：δ(1-φ(δ))≤L_w≤δ；实验室利用实验的方法测定被润湿煤的比表面积S_m和煤饱和含水时单位比表面积的润湿热W_m；根据煤样元素分析结果，近似计算煤体的饱和含水率δ；将确定的被润湿煤的比表面积S_m、煤饱和含水时单位比表面积的润湿热W_m、煤体的饱和含水率δ以及查表求得的所在温度下水的汽化潜热，代入热平衡模型和含水率区间表达式中，求出相应条件下水分润湿煤体促进煤自燃的含水率范围。

主权项

一种水分润湿煤体促进煤自燃的含水率范围确定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：建立水分对煤自燃影响的热平衡模型，所述热平衡模型如下：$\mathrm{\φ}=\frac{W_m\·S_m}{\mathrm{\β}\left(T\right)}\·\frac{1-\mathrm{\δ}}{\mathrm{\δ}}$式中：φ‑相应温度环境条件下水分的蒸发率，％；W_m‑煤饱和含水时单位比表面积的润湿热，J/m²；S_m‑被润湿煤的比表面积，m²/g；β(T)‑所在温度下水的汽化潜热，可查表求得，kJ/kg；δ‑煤体的饱和含水率，％；当煤被润湿到饱和含水率，同时亦存在水分不停蒸发带走热量的过程时，会产生一个对煤自燃起促进作用的煤的含水率区间，该含水率区间的上限是煤体的饱和含水率，下限是蒸发使饱和含水煤的含水量下降到热平衡点的含水率，其表达式为：δ(1‑φ(δ))≤L_w≤δ式中：δ‑煤体的饱和含水率，％；L_w‑煤的含水率，％；步骤二：实验室利用实验的方法测定被润湿煤的比表面积S_m和煤饱和含水时单位比表面积的润湿热W_m；步骤三：根据煤样元素分析结果，近似计算煤体的饱和含水率δ；步骤四：将步骤二中确定的被润湿煤的比表面积S_m和煤饱和含水时单位比表面积的润湿热W_m、步骤三中确定的煤体的饱和含水率δ以及查表求得的所在温度下水的汽化潜热，代入热平衡模型和含水率区间表达式中，求出相应条件下水分润湿煤体促进煤自燃的含水率范围。