CS217384B1 - Způsob zjišťování dutin v uhelné sloji - Google Patents

Abstract

Zjišťování dutin v uhelné sloji, například zavalenýoh i nezavalenýoh starých hlubinnýoh děl. Pro zjištění dutiny v uhelné sloji je využito prooesu přirozeného rozkladu uhlí, při kterém vzniká směs plynů složená ze HgS, S02, COS, C02, CO a uhlovodíků od Cj do Cg. Tyto plyny difundují porézní hmotou, uhlím, věemi směry, tedy i k povrohu uhelného nebo skrývkového řezu. Nad dutinou nebo štolou je největší konoentraoe difundujíoíoh-plynů, která klesá v závislosti na vzdálenosti od dutiny. Z vrtů na povrohu skrývkového nebo uhelného řezu se odeberou vzorky směsi plynů difundujíoícb zeminou a poloha vrtů, ve kterýoh je zjištěna zvýšená konoentraoe směsi plynů, určuje umístění dutiny.

Description

Vynáles se týká způsobu zajišťování dutin τ uhelné sloji, například nezavalenýoh 1 zavalenýoh starýoh hlublnnýoh důlníoh děl·

S rozvojem těžby hnědého uhlí ve velkolomeoh, dosahuJíoíoh velkýoh hloubek a zásahu jloloh do prostorů starýoh hlublnnýoh dolů, vznlké nutnost vyhledávat podpovrobové dutiny. V některýoh přlpadeoh nejsou k dlspozlol mapové podklady a není možné v časo vém předstihu provést potřebné preventivní opatřeni proti propadnuti relkoatxojů nebo Jiné těžké důlní meohanlzaoe.

V současné době se provádí šaohovnioové předvrtání před postupujlolml velkostroji. Tento způsob využívajloí směny přítlačné sily na vrtáku při navrtáni dutiny je velloe časově náročný a pro vlastní vrtáni je zapotřebí mobilní nákladné zařízeni. Při předvrtánl nemusí být vždy postihnuta dutina nebo štola, protože tato může být ve větší hlouboe než Je dosah vrtného zařízeni, nebo dutina probíhá mezi vrty.

Dále byly při vyhledáváni dutin v uhelné sloji zkoušeny různé geofyzikální metody. Gravlmetrlokou metodou se vyhledávají dutiny na pxlnoipu změn tíhového zxyohlenl nebo Jeho derivací. Tato metoda Je velloe praoná, časově náročná a určuji se Jl pouze obodby v malýoh hloubkáoh. Geomagnetloká metoda má možnost měření vertikální složky, totálního magnetlokého pole nebo totálního pole a jeho derivaoí. Tato metoda je omezena na dutiny se zbytky kolejového nebo železného zařízení a má velmi malý doshh, asi 6 m. Metoda selsmloká je založena na principu měřeni ryohlosti složky směrového vlněni nebo Rayleyghova vlněni. Metoda není vhodná pro svoji praonost k operativnímu vyhledáváni dutin.

Není možné vyčlenit jednotlivé dutiny, časově je metoda náročná a při povrohové selsmloe Je dosah maximálně 6 až 8 m. Texmloké metoda je založena na prlnolpu měřeni rezlstentnloh teplot nebo teplotního spádu, je vhodná jen za speolflokýoh podmínek, u uhlí maximálně do hloubek 6 až 10 m. Nelze rozlišit Jednotlivé dutiny v bezprostřední blízkosti.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob zajišťování dutin v uhelné sloji podle vynálezu, Jehož podtatou je, že se z vrtů na povrohu skrývkového nebo uhelného řezu odeberou vzorky směsi plynů dlfundujloloh zeminou, složené z HgS, S0₂, COS, C0₂, CO a uhlovodíků od C^ do Cg, vznikajíoíoh přirozeným rozkladem uhlí v dutině, přičemž poloha vrtů, ve kterýoh Je zjištěna zvýšená konoentraoe směsi plynů, určuje umístěni dutiny.

Způsob podle vynálezu umožňuje určovat dutiny v hlouboe 30 až 40 m. Při určováni nepůsobí žádné rušivé vlivy. Způsob je nenáročný na obsluhu, má možnost rozlišovat jednotlivé dutiny a je operativní. V předstihu Je možné provést potřebná mšřenl a preventivní opatření. . ·

Přo zjištění dutiny v uhelné sloji využívá způsob podle vynálezu procesu přirozeného rozkladu uhlí, podporovaného vzdušným kyslíkem. Při rozkladu vzniká směs plynů složená z H₂S, S0₂, COS, C0₂, CO a uhlovodíků od C^ do Cg, Tyto plyny difunduji porézní hmotou, v tomto případě uhlím všemi směry, tedy 1 k povrohu uhelného řezu. Znamená to, že nad dutinou nebo štolou je největší konoentraoe dlfundujloloh plynů, která klesá v závislosti na vzdálenosti od dutiny a blíží se limitně k nulové hodnotě.

Odběr vzorků plynů se provádí pomooí sond uložených na povrohu skrývkového nebo uhelného řezu do vrtů hlubokýoh asi 40 om a rozmlstěnýoh šaohovnloovým způsobem, nejlépe ve vzdálenostech 5 metrů, Sonda Je opatřena vpiohovacím místem, pxo možnost odsátí vhodného množství vzorku přes konoentrační stupeň, využívající adsorbce plynů na povrohové aktivníoh látkách, kterými mohou být organloké polyméry, například Porapak, Tenax, Chromosorh apod. Další možností je využití anorganiokýoh adsorbentů jako ÁlgO^, Porasll, Silikagel a další. Průchodem vzorku přes adsorbent nastává soxpoe a zakoncentrovéní plynů. Tímto způsobem je možné je uchovat několik dní a déle zpracovávat .

V laboratoři se pak provede tepelná desorboe vzorků při teplotě 150 až 300 °C za průtoku inertního nosného plynu, například helia, argonu a dusíku.

Vlastní zpracování vzorku je možno provést dvěma způsoby. Pro výzkumné účely tak, že lze vzorek analýzovat paralelně na několika typech přístrojů, například plynovou ohromatograflí, spektrofotometrií, hmotovou spektrometrií a dalšími. Pro servisní stanovení tak, že se směs plynů přímo tepelně desorbuje do analyzátoru.

První způsob pro výzkumné zpraoování se provádí tepelnou deaorboí vzorku, který se vymražuje v kondenzační bažoe'kapalným dusíkem. Odtud se vzorek ohřevem přesaje do evakuované oohlazené vzorkovnlce opatřené penlcllinovým uzávěrem, pro možnost dávkování. Ve vzorkovnloi doohází k několikanásobnému zkonoentrování vzorku. Předešlá příprava umožňuje analytické zpraoování, například, na plynové chromatografii a plamenoionlzačním detektorem, v daném případě selektivním pro organické složky.

Druhý způsob vhodný pro servisní stanovení spočívá v přímé tepelné desorboi směsi plynů do vhodného analyzátoru. V tomto případě Je možno koncentrační stupeň zapojit do prostoru plynového dávkovaoího ventilu, kde se provede tepelná desorboe ohřevem při 150 až 300 °C. V této fázi je napojen na vlastní okřuh nosného plynu analyzátoru. Tento způsob umožňuje mnohonásobně větší zkonoentrování a daleko menší časovou náročnost a pracnost.

Příklad:

Na připojeném výkresu je znázorněna změna konoentraoe propanu a propylénu v jedné vzorkované řadě a srovnána s polohou dutiny, kterou byla otevřená nehořící štola s nadložím 17 m.

Odběr vzorků byl proveden v jedné řadě ze šesti vrtů vzdálenýoh od sebe po 5 m a hlubokých 40 onu

V jednotlivých vzoroíoh byla zjištěna konoentraoe:

vrt čís. Konoentraoe (ppm)

	propan	propylén
1	0,04	0,06
2	0,05	0,07
3	3,1	4,2
4	0,9	1,2
5	0,05	0,07
6	0,04	0,06

Z tabulky vyplývá, Se zvýšené konoentraoe Jsou u vrtů šišlo 3 a 4 a hledaná dutina je proto v prostoru mezi těmito vrty, avšak blíže k vrtu čís. 3.

Claims (1)

1. Způsob zjišťování dutin v uhelné sloji například nezavalenýoh a zavalenýoh starýoh hlubinnýoh důlníoh děl, vyznačený tím, že ee z vrtů na povrchu skrývkového řezu nebo uhelného řezu odeberou vzorky směsi plynů difundujíoíoh zeminou, složené z HgS, SO₂, COS, C0₂ a uhlovodíků od do Cg, vanikajíoíoh přirozeným rozkladem uhlí v dutině, přičemž poloha vrtů, ve kterýoh je zjištěna zvýšená konoentraoe směsi plynů, určuje umístění dutiny.