基于标志气体统计学特征的煤自燃预警指标构建

任万兴，郭 庆,石晶泰,陆 伟，孙 勇

(1.中国矿业大学 安全工程学院，江苏 徐州 221116; 2.中国矿业大学 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室,江苏 徐州 221116; 3.安徽理工大学 安全科学与技术学院，安徽 淮南 232000; 4.煤科集团沈阳研究院有限公司，辽宁 抚顺 113122; 5.煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁 抚顺 113122)

燃烧是煤炭的自然属性，可控的燃烧能为发展提供能源，不可控的煤自燃是影响煤矿安全开采的重大灾害[1-3]。监测监控是防治煤自燃的关键，而标志气体与温度是煤自燃最主要的特征参数，掌握煤自燃标志气体的变化特征及其与煤温的关系对煤自燃预警具有重要意义[4-8]。

目前，国内外学者针对煤低温氧化过程中气体体积分数变化及其与煤温的关系进行了大量的研究[9-13]。肖旸等[14]利用绝热氧化实验确定了标志气体与特征温度的对应关系，并给出了各阶段气体的变化特征。屈丽娜等[15]研究了煤氧化动力学参数与特征温度的关系，指出煤反应能级和活化能可以用来评价煤的氧化能力强弱。ONIFADE等[16]研究了煤自燃倾向性与微观元素的关系，指出可以通过多元线性拟合获得煤自燃危险等级与微观元素的关系。邓军等[17]指出气体体积分数增长率峰值与煤自燃特征温度具有良好得对应关系。LEI等[18]构建了基于随机森林方法的煤自燃温度预测模型。高原等[19]利用支持向量回归模型对煤自燃进行预测。邓军等[20]提出了采空区遗煤氧化得随机森林预测法，并基于现场数据进行验证，具有良好的预测效果。……