具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

下面参考附图描述本公开实施例的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分方法及装置。

图1是根据本公开实施例的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分方法的流程图。

如图1所示，本公开实施例的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分方法，包括以下步骤：

步骤101，检测瓦斯抽采钻孔周围煤体温度。

其中，本公开实施例的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分方法，可以由本公开实施例的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分装置，以下简称划分装置执行，该划分装置可以为电子设备，也可以被配置在电子设备，以实现对煤层瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域进行准确划分。其中，电子设备可以为任意能够执行瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分方法的装置，比如计算机，本公开对此不作限制。

在示例性实施例中，可以利用温度传感器检测瓦斯抽采钻孔周围煤体温度。

步骤102，检测钻孔的各个位置的氧气浓度以及风流速度。

在示例性实施例中，可以在钻孔的多个位置设置气体浓度传感器以及风速传感器，以分别检测钻孔的各个位置的氧气浓度以及风流速度。

其中，各个位置，可以包括钻孔的封孔段外侧、封孔段以及封孔段里侧的各位置。

步骤103，根据煤体温度、氧气浓度以及风流速度，进行瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分。

在示例性实施例中，检测到瓦斯抽采钻孔周围煤体温度、钻孔的各个位置的氧气浓度以及风流速度后，即可根据煤体温度、氧气浓度以及风流速度，进行瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分。

在示例性实施例中，参考图2，步骤103可以通过以下步骤202-203所示的方式实现：

步骤201，判断煤体温度是否大于预设温度阈值，若是，则执行步骤202，否则，执行步骤203。

其中，预设温度阈值，可以根据需要设置，本公开对此不作限制。

步骤202，根据氧气浓度以及风流速度，将瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃划分成安全区域以及危险区域。

步骤203，根据氧气浓度以及风流速度，将瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃划分成散热带、氧化带以及窒息带。

可以理解的是，瓦斯抽采钻孔周围煤体温度随时间变化不同，随着瓦斯抽采时间的延续，钻孔周围煤体温度也随之升高，在瓦斯抽采前期，钻孔周围煤体温度较低，在瓦斯抽采后期，钻孔周围煤体温度较高。本公开实施例中，根据钻孔周围煤体温度是否大于预设温度阈值，将瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分分为两种情况。

在钻孔周围煤体温度较低时，即在瓦斯抽采前期，根据氧气浓度以及风流速度，将瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃划分成散热带、氧化带以及窒息带。在钻孔周围煤体温度较高时，即在瓦斯抽采后期，根据氧气浓度以及风流速度，将瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃划分成安全区域以及危险区域。

具体的，在钻孔周围煤体温度不大于预设温度阈值时，根据氧气浓度以及风流速度，将瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃划分成散热带、氧化带以及窒息带，包括：将对应的氧气浓度大于第二浓度阈值或者对应的风流速度小于第二速度阈值的各位置形成的区域，确定为散热带；将对应的氧气浓度小于第二浓度阈值且大于第三浓度阈值，并且对应的风流速度大于第二速度阈值且小于第三速度阈值的各位置形成的区域，确定为氧化带；将对应的氧气浓度小于第三浓度阈值或者对应的风流速度大于第三速度阈值的各位置形成的区域，确定为窒息带；其中，第三浓度阈值小于第二浓度阈值，第三速度阈值大于第二速度阈值。

在钻孔周围煤体温度大于预设温度阈值时，根据氧气浓度以及风流速度，将瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃划分成安全区域以及危险区域，包括：将对应的氧气浓度小于第一浓度阈值或者对应的风流速度大于第一速度阈值的各位置形成的区域，确定为安全区域；将瓦斯抽采钻孔周围除安全区域之外的其它区域，确定为危险区域。

其中，第二浓度阈值与第一浓度阈值可以相等，第二速度阈值与第一速度阈值可以相等。

本公开实施例中，以第一浓度阈值和第二浓度阈值为8％，第一速度阈值和第二速度阈值为0.004m/s(米/秒)为例进行说明。

参考图3所示的钻孔周围煤体温度不大于预设温度阈值时，钻孔周围煤体自燃危险区域的划分示意图。

对于瓦斯抽采钻孔诱发周围煤体自然发火而言，其抽釆方式为负压抽釆，在钻孔抽釆段里端风流较大。在抽釆负压条件下，巷道及抽釆钻孔封孔段外端的空气通过钻孔周围裂隙渗入到钻孔封孔段里端，在空气通过钻孔周围裂隙渗流过程中，其流动速度由小变大，而风流中的氧气浓度由大变小。其中，在瓦斯抽采前期(即煤体温度不大于预设温度阈值时)，在抽釆负压作用下空气经由巷道和钻孔封孔段外侧进入钻孔周围煤体的裂隙，氧气浓度逐步降低，风流流速逐渐增大。

如图3所示，靠近钻孔封孔段外端口的煤体氧气浓度大于8％，风流速度小于0.004m/s，煤体进行氧化放热，在封孔段外侧区域，由于钻孔周围煤体与巷道相连，煤体直接裸露在空气中，此区域煤体氧化反应产生的热量及时与巷道风流发生热交换，其热量难以积聚，因此，在瓦斯抽釆钻孔前期的抽釆过程中，钻孔封孔段外侧区域的煤体不会自燃，则可以将此区域确定为散热带；沿钻孔方向，氧气浓度变小，风流速度变大，但是热量不和巷道气体交换，煤体氧化产生的热量大于散热量，所以在钻孔封孔段外端里侧区域首先出现煤温升高，则可以将此区域(氧气浓度小于8％且大于第三浓度阈值，并且风流速度大于0.004m/s且小于第三速度阈值的区域)确定为钻孔周围煤体自燃发火的氧化带；氧化带里侧，氧气浓度小于第三浓度阈值或者风流速度大于第三速度阈值，此区域难以积聚热量，则可以将此区域确定为窒息带。由此，将瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃划分成散热带、氧化带以及窒息带。

参考图4所示的钻孔周围煤体温度大于预设温度阈值时，钻孔周围煤体自燃危险区域的划分示意图。

如图4所示，在瓦斯抽采后期(即煤体温度大于预设温度阈值时)，在氧气浓度充足及蓄热良好的条件下，由于图3所示的氧化带区域煤体氧化程度加快，氧化带的温度升高加快。图3所示的散热带外侧区域范围小，且风流速度较小，从氧化带传入到散热带的热量大于热交换出去的热量，导致散热带随着煤氧化放热的延续而发生自燃。在此期间窒息带温度升高，但是由于氧气反应主要发生在氧化带，导致窒息带氧气浓度变小，从而导致钻孔周围煤体更难以自燃。所以，本公开中在瓦斯抽采后期危险区域划分的临界氧气浓度为8％，临界风速为0.004m/s。由于风速从封孔段外侧到封孔段里侧变化由小变大，氧气浓度由大变小，导致了外侧区域氧气浓度高、风速小。

本公开实施例中，将瓦斯抽采钻孔周围煤体氧气浓度小于8％或者风流速度大于0.004m/s的各个位置形成的区域，确定为安全区域，将瓦斯抽采钻孔周围除安全区域之外的其它区域，确定为危险区域，钻孔周围煤体危险区域划分如图4所示。由此，将瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃划分成危险区域和安全区域。

参考图3和图4，瓦斯抽采前期散热带范围小且没有自然发火危险，瓦斯抽采后期散热带也有煤体自燃的危险，本公开实施例中散热带和氧化带对应危险区域，窒息带对应安全区域。

下面对钻孔周围煤体自燃危险带(即危险区域)的规律进行说明。

其中，假设钻孔的参数包括封孔深度为15m、封孔长度为8m，地温为48℃，抽采负压分别为-18、-23、-30和-35kPa(千帕)。其中，封孔参数为15-8，地温为48℃，不同抽采负压下钻孔周围煤体自燃危险带分布云图如图5所示。其中，图5中(a)图为抽采负压分别为-18kPa时钻孔周围煤体自燃危险带分布云图。图5中(b)图为抽采负压分别为-23kPa时钻孔周围煤体自燃危险带分布云图。图5中(c)图为抽采负压分别为-30kPa时钻孔周围煤体自燃危险带分布云图。图5中(d)图为抽采负压分别为-35kPa时钻孔周围煤体自燃危险带分布云图。

如图5中(a)图所示，抽采负压为-18kPa时，钻孔周围三带的形状呈三角形，上窄下宽，影响钻孔周围煤体危险带因素主要为氧气浓度，且沿钻孔方向危险带的范围为7～13m，这主要是由于抽采负压较小，氧气扩散的范围较小。图5中(b)图所示，抽采负压为-23kPa时，影响钻孔周围煤体危险带因素依然是氧气浓度，但是危险带的范围变为7～14m，危险带增加。如图5中(c)图和(d)所示，抽采负压为-30kPa和-35kPa时，影响危险带的范围因素由氧气浓度和渗流速度控制，三角形的形状下部分变宽，长度边长为7～15m。综上所述：抽釆负压越大钻孔周围危险带区域越大；在抽釆负压小于30kPa时，危险带划分的主导因素为氧浓度，抽釆负压大于30kPa时，危险带划分的主导因素为氧浓度和渗流速度。

参考图6，瓦斯抽采期间，钻孔封孔段周围裂隙煤体危险带是随时间动态变化的，图6为抽采负压为-23kPa时危险带区域长度随时间的变化关系示意图。如图6中显示，瓦斯抽采钻孔初期氧气经过封孔段周围裂隙煤体扩散渗流到此区域，氧气浓度扩散范围大于8％和渗流速度小于0.004m/s，此瓦斯抽采阶段，氧气浓度变化较小，风流速度稳定，危险区域宽度为7m；随着抽采时间的增加，温度升高耗氧速率增加，消耗的氧气浓度增加，阻止了巷道氧气流入到封孔段里端，致使钻孔周围煤体氧气浓度变少，从而危险带宽度减少，且宽度变小的趋势增加。所以，钻孔周围煤体自燃危险带的范围大小为先稳定后降低的趋势。

综上，本公开实施例的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分方法，通过检测瓦斯抽采钻孔周围煤体温度，检测钻孔的各个位置的氧气浓度以及风流速度，进而根据煤体温度、氧气浓度以及风流速度，进行瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分，由此，实现对煤层瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域进行准确划分，从而确定了钻孔周围煤体自燃的范围，进而能够根据划分结果提前做好预防工作，以保障煤层瓦斯抽采过程中的煤矿安全。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分装置。

图7是根据本公开实施例的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分装置的方框示意图。

如图7所示，本公开实施例的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分装置700，包括：第一检测模块701、第二检测模块702以及划分模块703。

其中，第一检测模块701，用于检测瓦斯抽采钻孔周围煤体温度；

第二检测模块702，用于检测钻孔的各个位置的氧气浓度以及风流速度；

划分模块703，用于根据煤体温度、氧气浓度以及风流速度，进行瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分。

其中，本公开实施例提供的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分装置700，可以执行前述实施例中的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分方法，该装置可以为电子设备，也可以被配置在电子设备中，以实现对煤层瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域进行准确划分。

根据本公开的一个实施例，划分模块703，包括：

判断单元，用于判断煤体温度是否大于预设温度阈值；

第一划分单元，用于在煤体温度大于预设温度阈值时，根据氧气浓度以及风流速度，将瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃划分成安全区域以及危险区域；

第二划分单元，用于在煤体温度不大于预设温度阈值时，根据氧气浓度以及风流速度，将瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃划分成散热带、氧化带以及窒息带。

根据本公开的一个实施例，第一划分单元，具体用于：

将对应的氧气浓度小于第一浓度阈值或者对应的风流速度大于第一速度阈值的各位置形成的区域，确定为安全区域；

将瓦斯抽采钻孔周围除安全区域之外的其它区域，确定为危险区域。

根据本公开的一个实施例，第二划分单元，具体用于：

将对应的氧气浓度大于第二浓度阈值或者对应的风流速度小于第二速度阈值的各位置形成的区域，确定为散热带；

将对应的氧气浓度小于第二浓度阈值且大于第三浓度阈值，并且对应的风流速度大于第二速度阈值且小于第三速度阈值的各位置形成的区域，确定为氧化带；

将对应的氧气浓度小于第三浓度阈值或者对应的风流速度大于第三速度阈值的各位置形成的区域，确定为窒息带；

其中，第三浓度阈值小于第二浓度阈值，第三速度阈值大于第二速度阈值。

根据本公开的一个实施例，散热带和氧化带对应危险区域，窒息带对应安全区域。

需要说明的是，前述对瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分方法实施例的解释说明也适用于该实施例的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分装置，此处不再赘述。

根据本公开实施例的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分装置，通过检测瓦斯抽采钻孔周围煤体温度，检测钻孔的各个位置的氧气浓度以及风流速度，进而根据煤体温度、氧气浓度以及风流速度，进行瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分，由此，实现对煤层瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域进行准确划分，从而确定了钻孔周围煤体自燃的范围，进而能够根据划分结果提前做好预防工作，以保障煤层瓦斯抽采过程中的煤矿安全。

为了实现上述实施例，本公开还提出了一种电子设备，其包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为执行指令，以实现上述的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分方法。

为了实现上述实施例，本公开还提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面实施例所述的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分方法。

为了实现上述实施例，本公开还提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现第一方面实施例所述的瓦斯抽采钻孔周围煤体自燃危险区域的划分方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。