1.一种水‑岩作用下煤样质量变化率的时变模型建立方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:制作标准煤样,选择合适标准煤样作为对象,配置不同钙、镁离子浓度和pH的水溶液;
S2:将标准煤样浸泡在水溶液中进行浸泡试验,测量不同时刻水溶液的pH、离子浓度和煤样质量,计算不同时刻标准煤样的质量变化率;
S3:基于灰色相对关联度理论,分别计算出各时刻质量变化率与对应浸泡天数、溶液相对值、离子浓度的灰色相对关联度,筛选出灰色相对关联度值较大的变量;
S4:建立质量变化率关于筛选出的变量的GM(0,N)灰色预测模型,计算出相关系数R,评价拟合效果。
2.根据权利要求1所述的一种水‑岩作用下煤样质量变化率的时变模型建立方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括:将采集的煤样加工成若干组标准煤样并测量各标准煤样的尺寸和质量;
测量各标准煤样中的声速,选取声速离散性最小的若干组试样作为实验对象;
配置不同钙、镁离子浓度和pH的水溶液。
3.根据权利要求1所述的一种水‑岩作用下煤样质量变化率的时变模型建立方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:测量各水溶液的初始钙、镁离子浓度及标准煤样的初始质量,之后一种水溶液中放置一个标准煤样进行浸泡试验,每隔24小时记录一次即时溶液pH、即时钙离子浓度c1、即时镁离子浓度c2和即时质量m,根据即时质量相对初始质量差值除以初始质量计算煤样即时质量变化率η;
4.根据权利要求1所述的一种水‑岩作用下煤样质量变化率的时变模型建立方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:基于灰色相对关联度理论,分别计算出质量变化率与浸泡天数t、即时溶液pH相对值a、即时钙离子浓度c1、即时镁离子浓度c2的灰色相对关联度,若灰色相对关联度的值较大,则表明质量变化率与以上四组变量之间的关联性较大。
5.根据权利要求1所述的一种水‑岩作用下煤样质量变化率的时变模型建立方法,其特征在于,灰色相对关联度的计算公式为:其中,
式中对应 是Xi(n)均值像的始点零化象,i=0,1,2,3,4。
6.根据权利要求1所述的一种水‑岩作用下煤样质量变化率的时变模型建立方法,其特征在于,建立的GM(0,N)灰色预测模型为:式中,k为第k次试验, 是 的预测值,b2,b3,…,bN,a为待求系数, 是 的
1‑AGO序列,i=1,2,…N。
7.根据权利要求1所述的一种水‑岩作用下煤样质量变化率的时变模型建立方法,其特征在于,相关性系数R的计算公式为:其中,xi为质量变化率实测序列,yi为质量变化率预测序列,为质量变化率实测数据序列的平均值,为质量变化率预测数据序列的平均值,n为试验次数,i表示第i次试验。
8.一种煤样的安全性和致密性预测方法,其特征在于,基于权利要求1‑7任一所述的模型,根据煤样浸泡溶液的pH,钙、镁离子浓度的浸泡时间即可得到煤样在相应溶液浸泡下的质量变化曲线,从而对煤样的安全性和致密性做出预测。