煤自然发火期计算模型及其解析解

梁运涛¹，宋双林^1,2，罗海珠¹，林琦²，冯文彬¹，田富超¹

1. 煤科集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室2. 大连理工大学

摘 要：考虑对流、导热及源项作用,建立了均质、各向同性松散煤体最短自然发火期解算控制方程。采用泰勒级数、等价无穷小对源项进行处理,认为计算温度步长应小于2.4 K;以环交换理论为基础,通过行波约化将偏微分方程转化为常微分方程,并采用首次积分法给出了控制方程的一个解析解。在寻找控制方程解析解的过程中,建立了以划分温度区间、分别求解各温度区间的经历时间,进而通过累加获得煤自然发火期的计算方法。通过将多种已知煤样的计算结果与现有文献结果对比分析,验证了解析解计算结果的合理性。

关键词：自然发火期;解析解;温度分区;行波约化;首次积分法;