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        • 論文
        主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會
        基于氣體-溫度數學模型及其統計特征的煤自燃預警指標構建
        • 作者

          任萬興郭慶石晶泰 陸偉孫勇

        • 單位

          中國礦業大學 安全工程學院 中國礦業大學 煤礦瓦斯與火災防治教育部重點實驗室安徽理工大學 安全科學與技術學院煤科集團沈陽研究院有限公司煤礦安全技術國家重點實驗室

        • 摘要

          采空區煤自燃是影響礦井安全生產的主要災害之一,標志氣體與煤溫是煤自燃預警的關鍵參數,兩者之間的數學模型是構建煤自燃預警系統的基礎。通過程序升溫控制實驗,獲得了88組煤樣氣體濃度隨煤溫的變化曲線,選擇指數函數、多項式函數和Logistic回歸函數對氣體濃度進行擬合,以R2,SSE和MSE等參數為評價指標,確定了Logistic回歸函數為最佳擬合函數;利用Logistic函數擬合標志氣體的變化曲線,得到CO與C2H4濃度的四個參數A1,A2,p和x0,基于統計學特征確定上述四個參數的值并檢驗其有效性,得到“氣體-溫度”的本構方程;最后,歸納了不同標志氣體的初現溫度、拐點溫度的統計學特征,構建了煤自燃預警系統并進行了煤自燃危險階段劃分。結果表明:(1)30~350℃實驗溫度范圍內,標志氣體濃度變化分為波動段、穩定段和衰減段,氣體濃度與煤溫符合Logistic回歸模型;(2)CO初現溫度、第一拐點溫度、C2H4初現溫度、第一拐點溫度和C2H2初現溫度可作為煤自燃預警指標,預警值分別為30℃、156℃、120℃、204℃和285℃。(3)基于初現溫度和拐點溫度將煤自燃分為6個危險等級,可根據等級不同作相關響應。研究結果可為煤自燃預警軟件研發提供數據支撐。

        • 關鍵詞

          煤炭自燃預警指標特征溫度Logistic回歸

        • KeyWords

          coal spontaneous combustion; warning index; characteristic temperature; Logistic regression model

        • 引用格式
          任萬興,郭慶,石晶泰,陸偉,孫勇.基于氣體-溫度數學模型及其統計特征的煤自燃預警指標構建[J/OL].煤炭學報:1-10[2021-03-12].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.HZ21.0006
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