Способ контроля принудительной дегазации каменных углей

 

Изобретение относится к области контроля газоносности и дегазации каменных углей, может быть использовано для исследования процесса газовьщеления из других пористых газонасыщенных объектов. Целью изобретения является возможность контроля в условиях естественного залегания без изменения их структуры и повышение точности контроля газосодержания в углях. Задача контроля решается определением интенсивности газовьзделения и качественного состава вьщелившейся газовой смеси по.яркости и спектральному составу злектромагнитного излучения, сопутствующему злектростимулированной дегазации. Измерения проводят непосредственно после наложения переменного электрического поля и до наступления омического разогрева дегазируемого объекта, что характеризует широкий температурный интервал возможного применения изобретения. 3 ил. € (Л 00. to 00 ;о ьо со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 С 01 N 21/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3899615/31-25 (22) 17.05.85 (46) 15.07.87. Бюл. Ф 26 (71) Институт геологии и геохимии горючих ископаемых АН УССР (72) С.А. Лизун, Г.И. Петкевич, В.С. Сизоненко и С.П. Фуртак (53) 622.33(088.8) (56) Спектральный анализ чистых веществ/Под ред. Х.И. Зильберштейна.

Л.: Химия, 1971, с. 138-139.

Щербань А.Н., Фурман Б.И. Методы и средства контроля рудничного газа.

Киев: Наукова думка, 1965, с. 69, 1981. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ

ДЕГАЗАЦИИ КАМЕННЫХ УГЛЕЙ (57) Изобретение относится к области контроля газоносности и дегазации каменных углей, может быть исполь„„SU„„1323929 А 1 зовано для исследования процесса газовыделения из других порИстых гаэонасыщенных объектов. Целью изобретения является возможность контроля в условиях естественного залегания без изменения их структуры и повышение точности контроля газосодержа,ния в углях. Задача контроля решается определением интенсивности газовыделения и качественного состава выделившейся газовой смеси по яркости и спектральному составу электромагнитного излучения, сопутствующему электростимулированной дегазации.

Измерения проводят непосредственно после наложения переменного электрического поля и до наступления омического разогрева дегазируемого объекта, что характеризует широкий температурный интервал возможного применения изобретения. 3 ил.

1 137

Изобретение относится к физическим исследованиям горных пород, в частности углей, и может быть использовано для контролируемой дега— зации угольных залежей при их разработке, а также при поисках и разведке угольных месторождений геофизическими методами.

Целью изобретения является обеспечение воэможности контроля в условиях естественного залегания без разрушения угольного вещества и повышение точности контроля газосодер— жания в углях.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

При приложении переменного электрического поля к вакуумированному образцу угля в нем происходит газовыделение, сопровождающееся электромагнитным излучением в видимой области спектра, которое имеет рекомбинационную природу и связано исключительно с газовой фазой. Установлено, что яркость свечения пропорциональна интенсивности газовыделения.

На фиг. 1 приведена кривая зависимости свечения от времени, полученная на углях марки Г(П = 240 В, 20 кГц). Пунктиром показана построенная по ней зависимость от времени интенсивности газовыделения.

Связь параметров свечения с количеством выделяемого газа объясняется физической природой электростимулированного газовыделения: под действием электрического поля происходит перенос массы газа, пропорциональной величине возбуждающего напряжения.

Совместный анализ =инхронно записанных кривых изменения давления в камере и интенсивно ти сопровождающего рекомбинационно:.о свечения (фиг. 1) свидетельствует, что его параметры являются более чувствительными к протеканию газовыделения по сравнению с параметрами теплового излучения, что характеризует большее быстродействие предлагаемого способа: позволяют точно определить начало возникновения этого процесса,„ исследовать его кинетику и фиксировать его прекращение.

В качестве характеризующего газовыделение параметра является его скорость, определяемая как отношение увеличения давления в измерительной

3929 2 камере, BoçíèêàKùåãî в момени приложения поля, к времени его воздействия. Проведенные исследования показали, что интенсивность свечения, определенная ло величине фототока, возникающего в фоточувствительном элементе, прямо пропорциональна скорости электростимулированного газовыделения. Эта зависимость лежит в основе предлагаемого способа контроля электростимулированной дегазации углей, высокая точность которого сравнительно с. известным способом обусловлена именно связью свечения только с выделяющимся газом.

Сохранение этой зависимости при низких температурах вплоть до температуры жидкого азота позволяет осуществлять контроль практически независимо от температуры дегазируемого объекта.

ЗО

Пример. Проводили контроль электростимулированного газовыделения из образца марки Г, изготовленного в виде плоскопараллельной пластины размером 10 10 см и толщиной

5 см, на большие грани которой нанесены электроды в виде слоя акводага.

Образец помещали в герметичную камеру с двумя прозрачными окнами, в которой для оценки интенсивности последующего газовыделения создавали вакуум (P = 10 Па) и на электроды подавали переменное напряжение 100270 В. Возникающее при этом газовыделение из образца регистрировали как изменение степени вакуума в камере. Сопутствующее ему свечение регистрировали с помощью фотоэлектрического умножителя ФЭЯ-51.

Экспериментальная кривая свечения (фиг. 2) при использовании эталонировочных кривых зависимости яркости свечения от давления в камере, полученных ранее, позволяет судить о скорости дегазации и ее измененигг во времени.

На фиг. 3 показаны интенсивности свечения от частоты прикладываемого поля при разных температурах.

Одновременно качественный состав выделившегося газа определяется по спектрограмме электромагнитного излучения, полученной с помощью спектрального прибора, размещенного в одном из окон измерительнои камеры.

На спектрограмме выделены спектральные линии, соответствующие аргону, 3 132 кислороду и азоту. Контрольные анализы этого же газа хроматографическим методом подтвердили качественный его состав.

Формула и з обретения

Способ контроля принудительной дегазации каменных углей путем приложения к исследуемому образцу электрического поля и регистрации интенсивности свечения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обес3929 печения возможности контроля .в условиях естественного залегания без разрушения структуры угольного вещества и повышения точности контро— ля газосодержания в углях, к углям прикладывают попеременное электрическое поле напряжением от 100 до

270 В до наступления омического разогрева и по спектральному составу

1ð регистрируемого свечения и его интенсивности судят о процессе газовыделения.

l3239?9 /ц

Составитель Е.Дорофеев

Техред А. Кравчук

Корректор С.Шекмар

Редактор А.Лепнина

Заказ 2957/47

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4