[发明专利]一种基于活性位点的岩浆侵蚀煤体自燃危险区域划分方法

权利要求书

1.一种基于活性位点产生的岩浆侵蚀煤体自燃危险区域划分方法，其特征在于，利用井下岩浆热影响范围外的煤样进行热解及热解后的氧化实验，根据热解后氧化的特征参数来确定易自燃煤体所处的热分解温度范围；根据数值模拟计算找到岩浆热影响区域的温度场分布；确定岩浆侵蚀煤体自燃危险区域，并进行危险区域划分；利用现场数据对自燃危险区域及划分的合理性进行验证。

2.根据权力要求1所述的一种基于活性位点产生的岩浆侵蚀煤体自燃危险区域划分方法，其特征在于，所述的根据热解后氧化的特征参数来确定易自燃煤体所处的热分解温度范围，可将相同煤层中未受岩浆热影响煤体的氧化特征参数作为标准，对比受岩浆侵蚀热影响区域内煤体的热解后氧化特征参数，热解后氧化特征参数中，其升温幅度高于未受岩浆侵蚀热影响煤体氧化升温幅度的热分解温度范围，即为受岩浆侵蚀易自燃煤体所处的热分解温度范围。

3.根据权利要求1所述的一种基于活性位点的岩浆侵蚀煤体自燃危险区域划分方法，其特征在于，所描述的热解后氧化特征参数，包括但不限于热解后氧化的升温幅度、升温速率、气体参数、吸氧量、活性位点浓度、自由基浓度等。

4.根据权力要求1所述的一种基于活性位点产生的岩浆侵蚀煤体自然危险区域划分方法，其特征在于，所述的根据数值模拟计算找到岩浆热影响区域的温度场分布，可利用数值模拟软件根据岩浆的具体参数来对岩浆侵入煤体后的温度场进行模拟，准确的划分出岩浆热影响具体的温度范围。

5.根据权利要求1所述的一种基于活性位点的岩浆侵蚀煤体自燃危险区域划分方法，其特征在于，根据热解及热解后的氧化实验所得的实验数据，结合数值模拟计算出的岩浆热影响区域的温度场分布，确定受岩浆热影响煤体易自燃危险区域，更进一步的对自燃危险区域进行划分。

6.根据权利要求1所述的一种基于活性位点产生的岩浆侵蚀煤体自燃危险区域划分方法，其特征在于，可利用测量古地温的方法，对数值模拟计算出的岩浆侵蚀煤体后的温度场进行验证。根据矿井实际情况综合选用钻孔测温法、(U-Th)/He、裂变径迹定年方法以及镜质体反射率、流体包裹体、黏土矿物转变估算方法来对古地温进行测量，通过所得的数据与数值模拟计算出的岩浆侵蚀温度场和热影响范围对比进行验证。

7.根据权利要求2所述的一种基于活性位点的岩浆侵蚀煤体自燃危险区域划分方法，其特征在于，可选择Ⅰ类煤中自燃倾向性相对较低的煤样进行原生活性位点的常温氧化实验，选择任意非Ⅰ类煤种进行不同温度的热解实验以及热解后次生叠加活性位点的常温氧化实验，以Ⅰ类煤的原生活性位点浓度或热解后常温氧化升温幅度为标准，对比非Ⅰ类煤的次生叠加活性位点浓度或热解后的常温氧化升温幅度，大于等于原生活性位点浓度或热解后的常温氧化升温幅度的热解温度范围即为受岩浆侵蚀煤体热分解易自燃危险温度范围，并对处于岩浆侵蚀热影响范围内的煤体进行相应的自燃危险等级划分。

8.根据权利要求6所述的一种基于活性位点的岩浆侵蚀煤体自燃危险区域划分方法，其特征在于，依据以每克干煤在常温(30℃)、常压(1.013×10⁵Pa)下吸氧量作为分类的主要指标，当煤样干燥无灰基挥发分V_daf18％时煤的吸氧量V_d/(cm³/g)0.7，煤样干燥无灰基挥发分V_adf≤18％时吸氧量V_d/(cm³/g)≥1、全硫S_q/％≥2的煤为Ⅰ类煤。选择Ⅰ类自燃煤中自燃倾向性相对最低的煤中原生活性位点浓度和常温氧化升温幅度为标准，来作为非Ⅰ类受岩浆侵蚀煤体自燃危险区域的划分依据。