[发明专利]一种煤自燃预警分级方法及预警方法

权利要求书

1.一种煤自燃预警方法，其特征在于，包括：

步骤1：将煤自燃预警划分为六个等级，煤自燃氧化阶段，温度30～40℃，气体指标：当[O₂]浓度为12％～15％时，[CO]200ppm；当[O₂]浓度为15％～18％时，[CO]100ppm；当[O₂]浓度为18％～20％时，[CO]50ppm，([CO]×100)/Δ[O₂]为0.3～0.4；

煤自燃自热阶段，温度40～50℃，气体指标：当[O₂]浓度为12％～15％时，[CO]＞200ppm或者当[O₂]浓度为15％～18％时，[CO]＞100ppm或者当[O₂]浓度为18％～20％时，[CO]＞50ppm，([CO]×100)/Δ[O₂]为0.4～0.5；

煤自燃临界阶段，温度60～70℃，气体指标：当[O₂]浓度为12％～15％时，[CO]＞200ppm或者当[O₂]浓度为15％～18％时，[CO]＞100ppm或者当[O₂]浓度为18％～20％时，[CO]＞50ppm，([CO]×100)/Δ[O₂]为0.5～0.6；

煤自燃热解阶段，温度80～110℃，气体指标：([CO]×100)/Δ[O₂]﹥0.6，[C₂H₄]﹥0；

煤自燃裂变阶段，温度130～160℃，气体指标：([CO]×100)/Δ[O₂]﹥0.6，[C₂H₄]﹥0，{[C₂H₄]/[C₂H₆]}极大；

煤自燃燃烧阶段，温度210～350℃，出现明火或明烟；

步骤2：设定预警阈值为R₀，煤自燃预警阈值可以用以下的数学式来进行表示：

R₀＝{[O₂]18％∩[CO]50ppm}∪{[O₂]∈(15％，18％)∩[CO]100ppm}∪{[O₂]∈(12％，15％)∩[CO]150ppm}∪{[O₂]12％∩[CO]200ppm}，

煤自燃氧化阶段，温度30～40℃，R₁＝R₀∩{100×Δ[CO]/Δ[O₂]0.3}；

煤自燃自热阶段，温度40～50℃，R₂＝R₀∩{0.3100×Δ[CO]/Δ[O₂]0.4}；

煤自燃临界阶段，温度60～70℃，R₃＝R₀∩{0.4100×Δ[CO]/Δ[O₂]0.5}；

煤自燃热解阶段，温度80～110℃，R₄＝R₃∩{[C₂H₄]0}；

煤自燃裂变阶段，温度130～160℃，R₅＝R₄∩{[C₂H₄]/[C₂H₆]}_max}；

煤自燃燃烧阶段，温度210～350℃，R₆＝R₅∩{{[C₂H₂]0}∩{明烟、明火}}，其中，[O₂]为氧气浓度，单位为％，[CO]、[C₂H₄]、[C₂H₂]和[C₂H₆]为气体对应的体积浓度值，单位为ppm，Δ[O₂]为氧气浓度减少量，单位为％，数值为新鲜风流中的氧气浓度值，默认为21％，减去某点的氧气浓度值，Δ[CO]为一氧化碳浓度增量，数值为某点的一氧化碳浓度值减去基础量，默认基础量为0，单位为ppm；

步骤3：煤自燃氧化阶段对应灰色预警，所述煤自燃自热阶段对应蓝色预警，所述煤自燃临界阶段对应黄色预警，所述煤自燃热解阶段对应橙色预警，所述煤自燃裂变阶段对应红色预警，所述煤自燃燃烧阶段对应黑色预警；

步骤4，数据采集，数据采集器采集O₂，CO，CO₂，CH₄，C₂H₂，C₂H₄和C₂H₆浓度数据，发送到控制器；

步骤5，控制器首先根据步骤4接收到的数据判断是否有C₂H₂气体，若有，且出现明火或者明烟，则发出黑色警报；若没有C₂H₂气体，执行步骤6；

步骤6，控制器判断是否有C₂H₄气体，若有，则根据步骤1和2所述的分级方法计算为R₅还是R₄，R₅则发出红色警报，R₄则发出橙色警报；若没有C₂H₄气体执行步骤7；

步骤7，控制器根据步骤1和2所述分级方法计算，气体指标结果为R₁、R₂还是R₃，R₁则发出灰色警报，R₂则发出蓝色警报，R₃则发出黄色警报。