Способ оценки склонности углей к самовозгоранию

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >730972

Ф

° с с

;-. У==-(512 М (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено1811.76 (21) 2421300/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Е 21 Р 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3004.80. Бюллетень ¹16 (53) УДК 622. 822 (088. 8) Дата опубликования описания 300480 (72) Авторы изобретени я

Е. И. Глузберг и Н.Ф. Гращенко

Карагандинский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт Министерства высшего и среднего специального образования Казахской CCP (71) Заявитель (54) СНОСОВ ОЦЕНКИ СКЛОННОСТИ УГЛЕЙ

К САМОВОЗГОРАНИЮ

Изобретение относится к угольной промышленности, а именно к обеспечению безопасных условий труда при разработке угольных месторождений и хранении угля, и может быть использовано для оценки склонности углей к самовозгоранию.

Известен способ оценки склонности углей к самовозгоранию, основанный на установлении корреляционной связи между содержанием фюзинита в угле и показателями склонности углей к самовозгоранию (1).

Недостаток этого способа заключается в том, что получаемый показатель склонности является условным и не может быть использован для прогнозирования процесса самонагревания и возниI кающих при этом температурных полей. 2п

Наиболее близким к предлагаемому является способ оценки склонности углей к самовозгоранию, основанный на низкотемпературном окислении угля кислородом воздуха и заключающийся в измерении константы скорости сорбции кислорода углем и температуры, при этом константу скорости сорбции кислорода углем измеряют при температуре 25 С (2). ЗО

Недостаток данного способа — невысокая точность его оценки для различных ископаемых углей, так как константа скорости сорбции, измеренная при температуре 25оС, вовсе не определяет фактическую склонность угля к самовозгоранию. Различия в склонности к самовозгоранию, например каменных углей, невозможно свести к весьма несущественным различиям у них межцу значениями константы скорости сорбции. С увеличением глубины разработки заметно. учащаются случаи самовозгорания углей, обладающих сравнительно низкими значениями константы скорости сорбции кислорода углем.

Цель изобретения — повышение надежности оценки склонности к самовозгоранию для различных ископаемых углей.

Это достигается тем, что производят не менее двух раз при различных температурах угля измерение константы скорости сорбции кислорода углем с одновременным измерением температуры, определяют температур730972

ый коэффициент скорости сорбции кис орода углем по формуле и„(т„)-о (т ) т — т л о а основании которого судят о склон ости угля к самовозгоранию, де E — температурный коэффициент скорости сорбции кислорода углем, мл/г-ч град; константа скорости сорбции кислорода углем, соответствующая температуре

Т> мл/г ч;

Т вЂ” температура угля, соответствующая константе скорости сорбции кислорода углем Ол, град;

0о — константа скорости сорбции кислорода углем, соответствующая температуре

Т, мл/г.ч; о — температура угля, соответствующая Uo, град. . Причем при значении температурного коэффициента скорости сорбции кис лорода углем менее 0,002 мл/г,ч.град уголь относят к мало склонным к самовозгоранию; при значениях его в пределах 0,002 — 0,005 мл/г ч град к склонным к самовозгоранию; а при значении более 0,005 мл/г ч град к весьма склонным к самовозгоранию.

Сущность способа заключается в следующем.

Не менее двух раз производят при различных температурах угля измерение константы скорости сорбции кислорода углем с одновременным измерением температуры-. Измеряют Т, 0„, а затем T H U после чего определяют температурный коэффициент скорости сорбции кислорода углем по формуле.

По значению температурного коэффициента скорости сорбции судят о склонности к самовозгоранию.

Апробация предложенного метода для углей различных марок, например бурых и бурых метаморфизованных углей, цозволяет установить, что уголь, обладающий температурньж коэффициентом E менее 0,002 мл/г.ч град, является мало склонным к самовозгоранию. Зяачения температурного коэффициента Е в пределах 0,002 — 0,005 мл/г ч град характеризуют уголь как склонньФ к самовозгоранию; при значении Б более 0,005 мл/г ч град уголь „ относят к особо склонному к самовозгоранию.

В результате исследования кинетики самонагревания применительно к условиям низкотемпературного окисления угля и некоторых других самовозгорающихся материалов устанавливают решающее влияние на характер самонагревания критерия где — характерный линейный размер, связанный с величиной скопления или с начальным распределением температурного поля, м;

C — объемная концентрация кислорода в воздухе, соприкасающемся с углем;

Я вЂ” тепловой эффект окисления, ккал/M 3;

Š— температурный коэффициент

10 скорости сорбции кислорода углем, мз/кг с град;

Q — коэффициент температуропроводности угля, м /c; у- удельная теплоемкость угля, ккал/кг град.

Значение этого критерия определяет возможность или невозможность развития локальных очагов интенсивного разогрева, затухающий или прогрессирующий (переходящий в возгорание)

3Q характер самонагревания угольного скопления в целом.

Из всех величин, связанных с природой угля, наиболее сильное влияние на вариации критерияЭВоказывает ве>S личина Е температурного коэффициента скорости сорбции, характеризующая быстроту изменения константы скорости сорбции с ростом температуры, Поэтому при одинаковых внешних условиях (параметрыР, с) значение именно этой величины оказывает практически решающее влияние на характер самонагревания — будет ли оно затухать со временем или, самоускоряясь, приведет к возгоранию.

Чем выше температурный коэффициент Е, тем ниже критическая температура самонагревания, тем при более малой мощности скопления и более низкой концентрации кислорода возмо40 жен переход самонагревания в возгорание. Поэтому более высоким значениям температурного коэффициента соответствует большая склонность угля к. самовозгоранию.

Так как предлагаемый показатель склонности к самовозгоранию определяет кинетику самонагревания, рассматриваемого как взаимодействие процессов тепловыделения и теплопередачи, что является общим для всех случаев .самонагревания, то он может быть использован при оценке склонности к самовозгоранию и других медленно окисляющихся материалов горючих сланцев, колчеданных руд, 55 торфа.

Использование температурного коэффициента Е скорости сорбции кислорода углем в качестве показателя

Щ склонности угля к самовозгоранию и классификации . на его основании различных шахтопластов позволяет осуществлять прогнозирование эндогенной пожароопасности и своевременно 5 предупреждать эндогенные пожары.

730972

Формула изобретения

Составитель Э. Руднева

Редактор В. Зарванская Техред А.Щепанская

Корректор М. Пожо

П подписное

Заказ 1484/18 Тигаж 626

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ оценки склонности углей к самовозгоранию, основанный на низкотемпературном окислении угля кислородом воздуха и заключающийся в измерении константы скорости сорбции

5 кислорода углем и температуры, отличающи йс я тем, что, с целью повышения надежности оценки для различных ископаемых углей, производят не менее двух раз при . различных температурах угля измерение константы скорости сорбции кислорода углем с одновременным измерением температуры, определяют температурный коэффициент скорости сорб- !5 ции кислорода углем по формуле а„(т, -о (т ) „-т

20 на основании которого судят о склон ности угля к самовозгоранию, где Š— температурный коэффициент скорости сорбции кислорода углем, мл/г ч град; константа скорости сорбции кислорода углем, соответст вующая.температуре Т мл/г-ч; — температура угля, соответствующая константе скорости сорбции кислорода углемО, $Q град;

up — константа скорости сорбции кислорода углем, соответствующая температуре То мл/ r.ч;

Tp — температура угля, соответстВующая Up у град в

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при значении температурного коэффициента скорости сорбции кислорода углем менее 0,002 мл/г ч град уголь относят к мало склонным к самовозгоранию.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при значениях температурного коэффициента скорости сорбции кислорода углем в пределах, 0,002-0,005 мл/г.ч град уголь относят к склонным к самовозгоранию.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при значении температурного коэффициента скорости сорбции кислорода углем более 0,005 мл/г ч град уголь относят к весьма склонным к самовозгоранию.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. лвторское свидетельство СССР

9 173020, кл. 6 01 М 21/60, 1964.

2. Веселовский В.С. и др. Физические основы самовозгорания угля и руд.

М., Наука, 1972, с. 50-57 (прототип).