Способ определения содержания негорючих веществ в смеси угольной и инертной пыли

 

Изобретение относится к ядерно-физическим методам исследования вещества. Цель изобретения - повышение точности определения при проведении контроля качества осланцевания горных выработок. Два калибровочных и исследуемый образцы облучают бета-излучением и регистрируют обратно-рассеянное излучение. В качестве одного из калибровочных образцов используют эквивалентную меру массовой доли негорючих веществ., изготовленную из однородного твердого материала. В качестве другого используют пробу инертной пыли , применяемую для осланцевания данной горной выработки. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Р f ÑÏÓÁËÈÊ (в> (») (я)з G 01 N 23/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4721332/25 (22) 12,05,89 (46) 07,02.92, Бюл. № 5 (71) Специализированный центр по изготовлению, монтажу, наладке и техническому обслуживанию радиоизотопного оборудования "Углеизотоп" Треста "Донецкуглеавтоматика" и Государственный Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) А.П.Дегтярев, В.И.Золотарев, Г.М.Киракосов, M.Ä.Êðèâèöêèé и В.И.Попсуев (53) 621.386{088,8) (56) Sacks Н.К., Martin О. Modification of

Burean of Mines BERG Rock Dust Motor.

Burean of Mines Report of Investigation ¹

8155, 1976, Патент США ¹ 4590373, кл, G 01 N 23/00, 1986.

Изобретение относится к области. ядерно-физических методов исследования вещества и может быть использовано для контроля и уменьшения взрывоопасности угольной пыли в горных выработках (массовая доля негорючих веществ Сва в смеси угольной и инертной пыли определяется как сумма содержания золы и углекислоты карбонатов).

Известен способ определения содержания негорючих веществ в пробах пыли, основанный на регистрации отраженного от пробы гамма-излучения. Содержание негорючих веществ определяют по градуировочному графику, построенному с использованием двух проб пыли, содержащих известное количество негорючих веществ. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ НЕГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ В СМЕСИ

УГОЛЬНОЙ И ИНЕРТНОЙ ПЫЛИ (57) Изобретение относится к ядерно-физическим методам исследования вещества.

Цель изобретения — повышение точности определения при проведении контроля качества осланцевания горных выработок, Два калибровочных и исследуемый образцы облучают бета-излучением и регистрируют обратно-рассеянное излучение. В качестве одного из калибровочных образцов используют эквивалентную меру массовой доли негорючих веществ, изготовленную иэ однородного твердого материала, В качестве другого используют пробу инертной пыли, применяемую для осланцевания данной горной выработки.

Недостатком этого способа является не обходимость использования двух смесей с заданным содержанием негорючих веществ.

Наиболее близким к изобретению является способ определения содержания него- ( рючих веществ в смесях, основанный на ф регистрации обратно-рассеянного от образ- о ца Р -излучения, поток которого пропорционален эффективному атомному номеру образца, зависящему,от соотношения концентраций горючих и негорючих веществ в смеси. Содержание негорючих веществ определяют по градуировочному графику, построенному с использованием двух калибровочных образцов, имеющих известное содержание в них негорючих веществ.

Для подготовки калибровочных образцов.

1711049 готовят смеси известных количеств угольной и инертной пыли, Недостатком способа является невозможность производить точную градуировку прибора с учетом особенностей состава 5 инертной пыли, используемой для осланцевания.

Цель изобретения — повышение точности определения при проведении контроля качества осланцевания горных выработок, 10

При регистрации обратно-рассеянного

Р-излучения зависимость числа регистрируемых импульсов от содержания негорючих веществ в смеси аппроксимйруется линейным уравнением 15

Псм = nO+ Ч Снв, (i) где no — число импульсов, зарегистрированн ых от безэольного угля или какой-либо смеси с известным содержанием негорючих веществ Сив, 20

V — чувствительность устройства к изменению содержания негорючих веществ.

Уравнение (1) может быть представлено в виде псм = пип — Ч (Сип — Снв), (2) 25 где пип — число импульсов, зарегистрированных от чистой инертной пыли с содержанием негорючих веществ Сип = 100 .

Из уравнения (2) следует, что

C 00 - —,0 — . (3)

Пип псм 30

При наличии калибровочного образца с из( вестным содержанием негорючих веществ

Сэ или имитатора такого образца (эквивалента), измеряя последовательно число им- 35 пульсов, обусловленных отражением излучения от эквивалентной меры (имитатора) пэ, пробы инертной пыли,птп и исследуемой смеси псм, содержание негорючих веществ в последней можно определить из 40 уравнения

Снв = 100 - (1 00"Сэ) — — — (4) пип пз

При реализации способа проводят следующие операции. Готовят.два калибровоч- 45 ных образца. Один из них представляет собой эквивалентную меру, изготовленную из однородного твердого материала (металл, пластмасса, керамика и др.), эффективный атомный номер которой равен 50 эффективному атомному номеру смеси угольной и Инертной пыли с содержанием негорючих веществ, соответствующим начальной части диапазона определения содержаний, Второй калибровочный образец 55 представляет собой пробу инертной пыли, применяемой для осланцевания данной горной выработки. Последовательно облучают калибровочные и исследуемый образцы Р -излучением и регистрируют обратнорассеянное излучение. Определяют интенсивности обратно-оассеянных излучений и по полученным данным по формуле (4) определяют содержание негорючих веществ в исследуемом образце, Измерения проводят с использованием ЭВМ с помощью программы, которая предусматривает постоянную последовательность операций при подготовке к измерению образцов, а также содержит алгоритм работы и сведения об эквивалентном значении содержания негорючих веществ в имитаторе и их истинном значении в инертной пыли. При этом вначале после измерений с калибровочными образцами определяют константы градуировочной характеристики, заносят их в память вычислительного устройства, где хранят их до следующей операции градуировки, а, начиная с третьего измерения, определяют содержание негорючих веществ в исследуемых образцах, Способ опробован при анализе реальных смесей угольной и инертной пыли. Анализировали пробы смесей, как специально приготовленных, так и отобранных в шахтах. Лабораторные смеси готовили путем тщательного перемешивания угольной и инертной пыли, просеянных через сито. Содержание негорючих веществ в компонентах определяли термогравиметоическим методом, а в смесях — расчетом. Содержание негорючих веществ в приготовленных образцах составляло 42,0, 55,0, 70,0, 85,0 и

99,670, Массовая доля негорючих веществ установлена с погрешностью, не превыша-. ющей по абсолютной величине 0,4/. В шахте пробы отбирали со стенок выработки и просеивали их через сито. Для проведения измерений использовали прибор оснащенный источником Р -излучения Sr + Y активностью 5 мКи, и газоразрядным счетчиком. Погрешности определения содержаний составили от 0,1 до 1,3,)0, в то время как по известному способу погрешность составила около 370.

Использование в качестве первого образца эквивалентной меры массовой доли упрощает процесс градуировки и позволяет производить его в условиях шахты непосредственно перед измерениями с исследуемыми пробами, чем повь(шается точность анализа. Использование в качестве второго калибровочного образца пробы инертной пыли, отобранной в месте проведения осланцевания, также позволяет проводить градуировку непосредственно в шахте, причем идентичность химичке ого состава. инертной пыли в калибоо(и () ом образце и

1711049 в исследуемой пробе позволяет повысить точность определения содержаний негорючих веществ..

Составитель А.Колесников

Техред M. Морге нтал Корректор О.Кравцова

Редактор В.Данко

Заказ 335 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ определения содержания негорючих веществ в смеси угольной и инертной пыли, включающий облучение исследуемой и двух калибровочных образцов Р -излучением, регистрацию обратно-рассеянного

Р -излучения и определение содержания негорючих веществ по полученным данным, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения при пуаведении контроля качества осланцевания горных выработок, в качестве одного иэ калибровочных образцов используют эквивалентную меру массовой доли негорючих

5 веществ, изготовленную из однородного твердого материала, эффективный атомнь и номер которого равен эффективному атомному номеру смеси угольной и инертной пыли с содержанием негорючих веществ,:, 10 соответствующим начальной части диапазона определения содержаний, а в качестве второго калибровочного образца используют пробу инертной пыли, применяемую для осланцевания данной горной выработки,