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专利号: 2021100381817
申请人: 江苏师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.水岩作用下煤岩压缩热辐射温度时空分布及预测的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:按设定摩尔浓度及pH值配制水溶液;

S2:选取煤岩试样,对煤岩试样进行不同水溶液浸泡实验获得煤岩试样浸泡后质量及溶液中若干离子浓度的变化数据;

S3:浸泡若干天后取出煤岩试样烘干称重,并进行若干测试获得浸泡后煤岩压缩前与辐射温度的各项影响因素对应的测试数据;

S4:单轴压缩试验的同时使用FLIR热像仪录制整个岩样测温区域的热像视频,对视频进行处理后获得压缩过程中煤岩测温区域辐射温度的时空分布特征;

S5:基于灰色关联度理论和所获得的数据分析煤岩压缩时辐射温度特征值与若干种影响因素的相关性,并选出其中若干种相关性较显著的影响因素;

S6:基于响应面法建立煤岩压缩时辐射温度关于若干种相关性最大的影响因素的多元回归模型;

所述步骤S1包括:先按设定的摩尔浓度配制水溶液,测定溶液中初始钙、镁离子浓度,然后按设定的pH方案配制得到不同酸碱度的水溶液;pH值至少5组:偏于酸性的两组,中性的一组,碱性的两组;

所述步骤S2包括:选取煤、砂岩、灰岩三种试样,对其进行不同pH值的水溶液浸泡试验获得煤岩浸泡后质量及溶液中钙离子、镁离子浓度的变化数据;

所述步骤S3包括:浸泡若干天后取出煤岩试样烘干称重,并进行声发射断铅试验以获得浸泡后煤岩试样中的声速,同时测量溶液中的钙、镁离子浓度和pH值;

所述步骤S5包括:

基于灰色关联度理论和所获得的数据分析煤岩压缩时最高辐射温度、平均温度与煤岩浸泡后干燥质量、煤岩中声速值、pH值、钙离子浓度、镁离子浓度的相关性,并选出其中若干种相关性最大的影响因素;

先求出各项影响因素对应的测试数据的平均值,再用各次试验测量的实际值除以对应的平均值,即可得到各个试验参数的均值像;

记岩样压缩时温度特征值的均值像为X0,煤岩浸泡后干燥质量均值像为X1,最终钙离子浓度均值像为X2,最终pH均值像为X3,最终镁离子浓度均值像为X4,烘干后岩样中的声速均值像为X5;根据灰色相对关联理论进行分析找出影响最大的参数,相应的关联度计算公式为:其中,

式中对应 是Xi(n)均值像的始点零化象,i=0,1,2,3,4,5;

求出各个灰色相对关联度的值,分别得到煤岩辐射最高温度、平均温度与煤岩浸泡后干燥质量、煤岩中声速值、pH值、钙离子浓度、镁离子浓度、煤岩抗压强度的相关性,找出相关性最大的影响因素。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤包括S4:单轴压缩试验时使用FLIR热像仪录制热像视频,通过FLIR热像仪相关软件进行分析后得到煤岩压缩过程整个测温区域煤岩的最高温度、最低温度的空间分布位置的变化,通过热像仪截取的图像观察最高温度、最低温度所在位置及其随加载过程的变化,最后导出数据绘制最高温度、平均温度、最低温度的时间历程曲线。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤包括S6:建立最高温度、平均温度关于显著性参数的多元回归模型;通过响应面法建立煤岩压缩时最高温度、平均温度多元回归模型;以岩样压缩时热辐射最高温度、平均温度作为评价标准,以显著性影响因素为自变量,建立岩样压缩时辐射温度的多元二次响应曲面回归模型;进行响应面分析,分别得到最高温度及平均温度的回归方程及模型的相关性系数。