II. РАСЧЕТ ИНКУБАЦИОННОГО ПЕРИОДА САМОВОЗГОРАНИЯ УГЛЯ

Расчет инкубационного периода самовозгорания угля при проектировании вновь строящихся и реконструируемых шахт и разрезов, сут., определяется по формуле

, (2)

где - теплоемкость угля. Принимается = 0,3 кал/(г·К);

- критическая температура самовозгорания угля, град. Принимается = 80 °C;

- начальная температура угля, град. Принимается = 12 °C;

j - теплота испарения воды, кал/г. Принимается j = 540 кал/г;

- начальная влажность угля, %;

- удельная теплота десорбции метана. Принимается = 0,3 кал/мл;

X - природная газоносность угля, мл/г;

- коэффициент усвоения кислорода воздуха. Принимается = 0,15;

- концентрация кислорода на входе в угольное скопление, доли единиц. Принимается = 0,2;

- удельная теплота сорбции кислорода воздуха углем. Принимается кал/мл.

Для действующих шахт уточнение инкубационного периода самовозгорания угля производится 1 раз в 3 года по формуле

при , (3)

где - единичный отрезок времени, с. Принимается с;

- изменение температуры скопления угля за единицу времени, град.

Расчет инкубационного периода самовозгорания угля, сут., проводится по интегральной формуле с эмпирическими коэффициентами

, (4)

где - скорость изменения температуры очага за счет генерации тепла при взаимодействии кислорода с углем, град./с;

- скорость изменения температуры очага за счет выноса тепла воздухом, град./с;

- скорость изменения температуры очага за счет выноса тепла испарением, град./с;

, (5)

где - объем угля, м3. Принимается 1 м3;

- плотность угля, кг/м3. Принимается 1200 кг/м3;

П - пористость угля, относительные единицы. Принимается 0,7;

q - тепловой эффект окисления угля, Дж/м3. Принимается Дж/м3;

- константа скорости сорбции кислорода воздуха углем, м3/(кг·с);

- скорость воздуха, м3/с;

- теплоемкость угля, Дж/(кг·град.). Принимается 1300 Дж/(кг·град.);

, (6)

здесь - начальная константа скорости сорбции кислорода воздуха углем, м3/(кг·с);

, м3/(кг·с) (7)

здесь - экспериментально определенная константа скорости сорбции кислорода воздуха углем, м3/(кг·с);

E - энергия активации, Дж/(моль) - 40000;

R - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·град.);

Т - начальная температура скопления угля, град.;

- активация константы скорости реакции при критической влажности (эмпирическая формула); доли единицы;

, (8)

здесь W - текущая влажность угля, %;

- эмпирическая константа;

- эмпирическая константа;

- эмпирическая константа.

h - степень скорости дезактивации угля во времени, доли единиц. Принимается -0,4 - 0,8;

, град./с, (9)

где - теплоемкость воздуха, Дж/(моль·град.). Принимается 1000 Дж/(моль·град.);

- плотность воздуха, кг/м3. Принимается 1,3 кг/м3.

, град./с, (10)

где j - теплота испарения воды, Дж/м3. Принимается Дж/м3;

- молекулярный вес воды, кг/моль. Принимается 0,018 кг/моль;

- давление паров воды над углем, Н/м2;

- влажность подаваемого воздуха, доли единицы. Принимается 0 - 1;

- давление паров воды над водой, Н/м2.

, (11)

, Н/м2, (12)

где - давление паров воды над водой при температуре 0 °C, Н/м2.

, %, (13)

где - изменение влажности скопления угля за единичный отрезок времени, %.

, % (14)