Способ измерения объема полости

 

Использование: определение объема полостей сложной конфигурации. Сущность изобретения: в измеряемой полости производят подрыв заданного количества взрывчатого вещества, содержащего алюминий. Искомый объем определяют по концентрациям окиси и двуокиси углерода, водорода, метана, окиси азота, азота и кислорода в полости сразу после взрыва, вводя поправку с учетом отношения концентраций азота и кислорода в полости перед взрывом.

Изобретение относится к измерению объемов, емкостей, карстовых и других пустот сложной конфигурации, образовавшихся под воздействием различных природных факторов или в результате деятельности человека, например, различные вывалы и обрушения в горных выработках, емкости выщелачивания, недоступные с точки зрения безопасности или технических возможностей доступа к емкости.

Известен способ определения объема емкости [1] , включающий сообщение контролируемой емкости с калиброванной емкостью, имеющей заданную концентрацию индикаторного газа, определение концентрации индикаторного газа в обеих емкостях, а об объеме контролируемой емкости судят по расчетной формуле.

Однако способ имеет ряд недостатков.

Прежде всего, в данном способе требуется создание дополнительной калибровочной емкости, что усложняет определение объема исследуемой емкости.

Способ больше рассчитан для выполнения определения объемов в лабораторных условиях, так как для определения пустот в природных условиях трудно и дорого создавать калибровочную емкость, устанавливать в ней давление калибровочного газа и т. д.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу является способ [2] . Он позволяет определять объем полостей сложных конфигураций без использования акустических локаторов, дальномеров и т. п.

К недостаткам способа следует отнести: необходимость индикаторного газа, который, как правило, отсутствует на действующих горных предприятиях; большие расходы этого газа; наличие технических средств для ввода индикаторного газа в специальную емкость, доставляя ее в полость с последующей разгерметизацией.

Указанные недостатки определяют значительную трудоемкость известного способа и его низкую технологичность в реальных условиях.

Целью изобретения является упрощение измерения.

Цель достигается тем, что в известном способе измерения объема полости сложной конфигурации путем подачи в нее газа, замера его концентрации и вычисления объема полости подачу газа в полость осуществляют путем подрыва в ней заряда взрывчатого вещества, содержащего алюминий, а объем полости вычисляют по формуле V₀= м³ где a, b, d, c - заданные содержания кислорода/ водорода/ азота и алюминия соответственно/ в грамм атомах на 1 кг взрывчатого вещества; A - взорванное количество взрывчатого вещества/ кг; CO, CO₂, H₂, CH₄, NO, N₂, O₂ - концентрации окиси углерода/ двуокиси углерода/ водорода/ метана/ окиси азота/ кислорода соответственно/ % ; K_в - поправочный коэффициент.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В полости сложной конфигурации осуществляют подрав заряда взрывчатого вещества из расчета 5-10 г на 1 м³ полости. После вырывания давления в полости с давлением окружающей среды осуществляют забор газовых проб воздуха полости и по ним измеряют концентрации окиси и двуокиси углерода, окиси и двуокиси азота, азота, водорода и метана. Предварительно перед подрывом осуществляется забор фоновой пробы, по которой определяется поправочный коэффициент K_в, равный отношению концентраций азота и кислорода в фоновой пробе. Объем полости вычисляют по формуле V₀= м³ 2. Авторское свидетельство СССР N 958863, кл. G 01 F 17/00, 1979.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ПОЛОСТИ, включающий подачу в полость газа, измерение его концентрации и вычисление объема полости, отличающийся тем, что, с целью упрощения, перед подачей в полость газа производят забор пробы фонового состава атмосферы в полости, измеряют концентрации азота и кислорода в пробе, определяют их соотношение и поправочный коэффициент, подачу газа осуществляют путем взрыва в ней взрывчатого вещества, содержащего алюминий, после взрыва одновременно измеряют концентрации окиси углерода, двуокиси углерода, водорода, метана, окиси азота, азота и кислорода, а объем V полости вычисляют по формуле V= ,
где a, b, d, e - заданные содержания соответственно кислорода, водорода, азота, алюминия, моль/кг взрывчатого вещества;
A - заданное количество взрывчатого вещества, кг;
CO, CO₂, H₂, CH₄, NO, N₂, O₂ - концентрации окиси углерода, двуокиси углерода, водорода, метана, окиси азота, азота, кислорода, измеренные после взрыва;
K_b - поправочный коэффициент.