Способ обнаружения очагов самонагревания угля в массиве

 

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОЧАГОВ САМОНАГРЕВАНИЯ УГЛЯ В МАССИВЕ, включающий измерение электрических гттттТТТТ тчки измерения :1тг1Тг1а1Т; параметров массива угля с помощью электродов, отличаю щийс я тем, что, с целью повышения оперативности определения зоны самонагревания на участках открытых горных работ, в качестве электрического параметра измеряют величину потенциала естественного стационарного электрического поля по поверхности угольного скопления или уступа относительно электрода, установленного в зоне, не подверженной самонагреванию, и производят сравнение измеренных величин. с фоновым значением потенциала, характерного для данного участка, при этом участки, для которых чения потенциала естественного стационарного электрического поля превышают фоновое значение потенциала, относят к области самонагревания угля. М и N- ндлвбоО и измерите/юный ллектс катушка

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (11) 4(51) Е 21 F 5 QQ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3000746/22-03 (22) 03.11.80 (46) 15.03.85. Бюл. N 10 (72) Б.Г.тарасов, Г.В.Кроль, В.В.Дырдин, К.А.Гришаев, A..В.Богатырев и Б.В.Сосюра (71) Кузбасский политехнический институт (53) 622.8 17(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 362929, кл. Е 21 F 5/00, 1968.

2.Обухов Н.К. и др. Изменение электрических полей в самонагревающихся скоплениях твердых горючих ископаемых. — Химия твердого топлива ., 1976, Р 4, с.73-78. (54) (57) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОЧАГОВ

САМОНАГРЕВАНИЯ УГЛЯ В МАССИВЕ включающий измерение электрических! параметров массива угля с помощью электродов, о т л и ч а ю щ и и с я. тем, что, с целью повышения оперативности определения зоны самонагревания на участках открытых горных работ, в качестве электрического параметра измеряют величину потенциала естественного стационарного электрического поля по поверхности угольного скопления или уступа относительно электрода, установленного в зоне, не подверженной самонагреванию, и производят сравнение измеренных величин. с фоновым значением потенциала, характерного для данного участка, при этом участки, для которых значения потенциала естественного стационарного электрического поля превышают фоновое значение потенциала, относят к области самонагревания угля.

1145156

30

Иьлретение относится к горному делу и может быть использовано для обнаружения очагов самонагревания угля в условиях открытых горных работ.

Известен способ определения очагов самонагревания угля в массиве по изменению электрического сопротивления наблюдаемых участков угольного массива, заключающийся в том, что в шпуры, пробуренные в массиве угля на расстоянии 100150 и друг от друга, забивают металлические электроды и периодически измеряют и сравнивают электрическое сопротивление участка угольного массива электродами.По изменению электрического сопротивления су. дят об изменении температуры угольного массива Cl)., Однако изменение электрического сопротивления участка будет определяться не только температурным состоянием массива, но и зависеть от изменения влаги в почве (до и после дождей), метеоусловий, появления экэогенной трещиноватости при массовых взрывах на соседних участках, а также от переходного сопротивления почва-электрод. Кроме того, для бурения шпуров на участке требуется специальное оборудование, поэтому способ не является оперативным.

Известен способ обнаружения очагов самонагревания угля в массиве, включающий измерение электричес. ких параметров массива угля с помощью электродов. Способ предполагает, что электроды помещаются внутри нагревающегося угольного скопления.Периодически измеряется величина токов, обусловленная разностью электродных потенциалов, и по ее изменению судят о процессе самонагревания внутри угольного скопления (2).

Данному способу присущи недостатки предыдущего способа, .кроме того при необходимости контроля самонагревания на протяженных участках длиною до нескольких километров применить способ не представляется Возможным, так как резко возрастут трудоемкость проведения подготовитедьных операций и время измерений.

Цель изобретения — повышение оперативности определения зоны самонагревания угля на участках открытых горных работ.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу обнаружения очагов самонагревания угля в массиве, включающему измерение электрических параметров массива угля с помощью электродов, в качестве электрического параметра измеряют

ЗО

6Î величину потенциала естественного стационарного электрического поля по поверхности угольного скопления или уступа относительно электрода, установленного в зоне, не подверженной самрнагреванию, и производят сравнение измеренных величин с фоновым значением потенциала, характерного для данного участка, при этом участки, для которых значения потенциала естественного стационарного электрического поля превышает фоновое зчачение потенциала, относят к области самонагревания угля.

Для разреза 50 лет Октября в

Кузбассе фоновое значение потенциа-i ла ЕСЭЛ составляет около 20 мВ, в других районах эта величина может быть установлена.пугем предварительных измерений.

Выбор места для установки сравнительного электрода на участке, не подверженном самонагреванию, произвести не представляет большого труда, так как (как показывает практика открытой разработки угольных пластов) самовозгоранию подвергаются только массы разрыхленного каменного угля, т.е. такие массы, в которые относительно легко проникает кислород воздуха. Возникновение разрыхленных скоплений угля и углистых пород зарегистрировано в следующих местах: на площадках вскрытого угольного и породоугольного уступов, нарушенных. буровзрывными работами,и при некачественной зачистке площадок; на внешних и внутренних бровках угольного и смешанного уступов ; в местах оползней и осыпей, геологических нарушений; в породоугольных навалах,образующихся в результате неполной выемки угля и неудовлетворительной зачистки бульдозером угольного пласта; в зонах потушенных и списанных экзогенных и эндогенных пожаров.

Указанные участки являются потенциально пожароопасными. К ним предъявляются следующие требования: объем угля в навалах должен составлять не менее 25-100 м ; продолжительность времени с момента образования разрыхленных скоплений должна составлять для каменных углей Кузбасса 90-120 сут.

На фиг.1 изображена разметка участка наблюдения на бровке уступа; на фиг.2 — то же, на площадке уступа;.> на фиг.З вЂ” монтаж схемы; на фиг,4 — схема проверки работы измерительной схемы; на фиг.5 график результатов измерений по профилю A (кривые 1 и 2 — распределение потенциала до и после нагревания соответственно) на фиг.б - разметка дополнительных

1145156

Для проверки работы измерительной схемы электроды устанавливают рядом друг с другом н1 влажную поверхность (фиг.4) и включают прибор. На пределе 0-50,0 мВ производят измерение поляризации электродов, которая не должна превышать

5 мВ, в противном случае берут другие электроды.

40 точек измерений; на фиг.7 — оконту= ривание очага самонагревания по одинаковым значениям величины потенциала.

При разметке участка наблюдений точки измерения располагают на расстоянии 1,5-2 м от края внутренней или внешней бровок уступа (фиг.1). Расстояние между точками измерения принимают 1-2 м. Расстояние от точки установки нулевого электрода, которую можно выбрать на почве или кровле угольного пласта, до любой измерительной точки должно быть не менее 10 м. Расстояние от электродов до металлических предметов должно быть не менее 2 м для исключения влияния электрических полей на результат измерения.

Для обнаружения очагов самонагревания на угольных уступах поверх- ность размечают координатной. сеткой (фиг,2) профилями А,В,С и Д и рядами, с расстоянием между профилями и рядами 1-2 м.

Измерительный и нулевой электро° ды посредством соединительным проводов присоединяют к входным клеммам прибора NK-3, причем нулевой элек-, трод подсоединяют к плюсовой клемме, измерительный — к минусовой (фиг ° 3). 30

Электрсд М последовательно перемещают от точки 1 к точкам 2,3,4 и т.д. Для исключения ошибок измерений рекомендуется повторное проведение измерений путем обратного перемещения электрода М к первоначальной точке. Анализ результатов проводят по полученным данным, которые окончательно представляют в виде графика.

График строят следующим образом (фиг.5) .По оси абцисс откладывают расстояние в метрах или номера тОчек измерения, а по оси ординат — разность потенциалов в мБ. Графики выполняются по каждому профилю. Если величина потенциала больше 20 мВ, идет процесс,самонагревания угля.

Вокруг точки с величиной потенциала больше 20 мВ проводят уточнение границ самонагревания угля. Для этого проводят доразметку площадки, где имеется зона самонагревания.Расстояние между профилирующими линиями и рядами принимают равным 0,250,5 м.. Измерения проводят в последовательном порядке по каждой профилирующай линии. Полученные результаты наносятся на план измерений

{фиг.Ь). Соединяют точки с одинаковс(й величиной потенциала.

Таким сбраэом оконтуривают площадь с величиной потенциала 20 мВ, которая соответствует зоне само" нагревания угля, для которой необ« ходимо проводить профилактические мероприятия (фиг.7).

Предлагаемый способ позволяет оперативно с высокой надежностью и точностью определять очаги самонагревания угля.

1145156

Фиг 3

1145156

Ле

Ла-й

4 Лл-0" 4

4у

Фигб

0-20 -0 00-20 0- 6

А 0-8 0-!2 0-!2 О-f2 0-00 .о-и

0-И 0-ff О/к

0- 15 0-21 00-f2

О- fO

0-9

g-Q

0-26 0-f6 0- д О- S б 7 7 б

Фиг. T

Составитель И.федяева

Редактор Ю.Ковач Техред М.Надь Корректор М.Розман .

Заказ

-2 420 Π— б

0-И

Э

Аг 0-8

A 0-9

А 0-11 ф — 0 4 фу„

ДЯгг

5 5 б Ряды

1140/27 . Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, 113035 Москва, Ж-35,. Раушская Ha6., д.4/5

Филцал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4