基于Logistic回归分析的煤自燃多级预警方法研究

摘要

为实现煤自燃过程的精细分级与自燃隐患的精确预警,保障井下煤自燃防治工作有效开展和煤炭资源安全开采。以甘肃王家山矿202工作面煤样为测试对象,采用煤自然发火试验与程序升温试验手段模拟煤体自然发火过程。测定煤自燃指标气体等特性参数数据,分析相关指标气体特征,将煤自燃过程划分为稳定、波动和剧烈反应3大区间。通过处理指标数据以比值、Logistic函数拟合的方式重构数据曲线(R^(2)接近0.99),结合“潜伏、氧化、自热、临界、热解、裂变、燃烧”7阶段精细划分理论与方法,确定煤自燃各反应阶段内的风险等级及指标阈值:预警初值(O_(2)与CO关联数据点);低风险阶段(φ(CO)/φ(O_(2)),0.1~4);较大风险阶段(C_(2)H_(4)>0.0006%);重大风险阶段(φ(C_(2)H_(4))/φ(C_(2)H_(6))>600);灾变阶段(浓烟),最终构建了7阶段煤自燃隐患预警体系。研究结果表明:该预警体系能够通过井下气样监测数据快速确定隐患区域内的风险等级,并结合指标Logistic拟合曲线推断隐患发展趋势,对现场煤自燃准确预警与精准防控具有重要的实际指导意义。