RU2271450C2 - Способ обнаружения самовозгорания угля - Google Patents
Способ обнаружения самовозгорания угля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2271450C2 RU2271450C2 RU2004116431/03A RU2004116431A RU2271450C2 RU 2271450 C2 RU2271450 C2 RU 2271450C2 RU 2004116431/03 A RU2004116431/03 A RU 2004116431/03A RU 2004116431 A RU2004116431 A RU 2004116431A RU 2271450 C2 RU2271450 C2 RU 2271450C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- air
- accumulation
- rocks
- rate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с эндогенными пожарами. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа обнаружения самовозгорания угля, снижение экономического ущерба, наносимого эндогенными пожарами, и повышение безопасности горных работ. Для этого измеряют концентрацию индикаторного газа в воздухе на выходе и на входе из скопления угля и пород и рассчитывают ее изменение при прохождении через скопление угля и пород. Одновременно измеряют расход воздуха, прошедшего через скопление угля и пород. С учетом измеренного расхода воздуха и изменения концентрации индикаторного газа в воздухе определяют скорость выделения индикаторного газа при прохождении через скопление угля и пород и по ее увеличению определяют наличие самовозгорания угля. Приведены также математические выражения для вычисления скорости выделения таких индикаторных газов, как оксид углерода, водород, предельные и непредельные углеводороды, а также радона. 2 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с эндогенными пожарами.
Известен способ обнаружения самовозгорания угля, включающий измерение концентрации пожарных газов (оксид углерода, водород, предельные и непредельные углеводороды) в рудничной атмосфере (Линденау Н.И., Маевская В.М., Крылов В.Ф. Происхождение, профилактика и тушение эндогенных пожаров на угольных шахтах. М.; Недра, 1977).
Известен также способ обнаружения самовозгорания угля в шахтах по концентрации радона на исходящих струях воздуха (а.с. СССР №229402 МКИ Е 21 Р 5/00).
Недостатком известных способов является невозможность обнаружения самовозгорания на начальной стадии из-за особенности выделения пожарных газов и радона, в частности, из-за фонового выделения пожарных газов и радона при естественной температуре в шахте.
Наиболее близким техническим решением является способ обнаружения самовозгорания угля в шахтах, включающий определение содержания индикаторных газов с предварительным измерением их фоновых концентраций в воздухе на выходе из скопления угля и пород (Игишев В.Г. Борьба с самовозгоранием угля в шахтах. - М.: Недра, 1987. - С.56-59). Недостатком данного способа является его низкая эффективность из-за колебания фонового значения концентрации индикаторных газов при изменении количества воздуха, проходящего через скопление угля и пород.
Задачей изобретения является повышение эффективности способа обнаружения самовозгорания угля.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обнаружения самовозгорания угля, включающему измерение концентрации индикаторного газа в воздухе на выходе из скопления угля и пород, согласно изобретению дополнительно измеряют концентрацию индикаторного газа на входе в скопление угля и пород и рассчитывают ее изменение при прохождении через скопление угля и пород, одновременно измеряют расход воздуха, прошедшего через скопление угля и пород, с учетом измеренного расхода воздуха и изменения концентрации индикаторного газа в воздухе определяют скорость выделения индикаторного газа при прохождении через скопление угля и пород и по ее увеличению определяют наличие самовозгорания угля.
Скорость выделения таких индикаторных газов, как оксид углерода, водород, предельные и непредельные углеводороды определяют по формуле
где q - скорость выделения индикаторного газа, м3/с;
С1 - концентрация индикаторного газа в воздухе, входящем в скопление угля и пород, доли ед.;
C2 - концентрация индикаторного газа в воздухе на выходе из скопления угля и пород, доли ед.;
QB - расход воздуха на выходе из скопления угля и пород, м3/с.
В случае использования в качестве индикатора процесса самовозгорания газа радона, его концентрацию в воздухе оценивают по объемной активности, а скорость выделения определяют по формуле
где М - скорость выделения радона, Бк/с;
K1 - объемная активность радона в воздухе, входящем в скопление угля и пород, Бк/м3;
К2 - объемная активность радона в воздухе, исходящем из скопления угля и пород, Бк/м3;
QB - расход воздуха на выходе из скопления угля и пород, м3/с.
Длительная практика применения известного способа обнаружения самовозгорания угля в шахтах показала, что концентрация индикаторных газов в воздухе, прошедшем скопление угля и пород (например, выработанное пространство), может изменяться в широких пределах, что затрудняет обнаружение процесса самовозгорания, особенно на ранней стадии его развития. Скорость выделения индикаторных газов в основном определяется температурой, масссой и маркой угля. Масса и марка угля в выработанном пространстве имеющихся скоплениях угля и пород остаются постоянной, поэтому при естественной температуре в шахте скорость выделения индикаторного газа постоянна, а с развитием процесса самовозгорания, приводящего к повышению температуры угля, скорость их выделения начинает возрастать.
Однако концентрация на выходе из скопления угля и пород может колебаться и при постоянных значениях температуры угля и скорости выделения индикаторных газов. Изменение концентрации индикаторных газов на выходе из скопления угля и пород в этих случаях происходит при измерении расхода воздуха, проходящего через скопление угля и породы. Так, с уменьшением расхода воздуха концентрация индикаторного газа на выходе из скопления угля и пород увеличивается, что может ошибочно классифицироваться как процесс самовозгорания угля. Между тем изменение расхода воздуха, проходящего через скопление угля и горных пород (в том числе и через выработанное пространство), неизбежно из-за появления новых изоляционных сооружений в вентиляционной сети шахты, при включении и выключении вентиляторов местного проветривания, при возникновении и ликвидации горных выработок, изменении аэродинамического сопротивления горных выработок (например, при движении транспорта, временного размещения в них грузов) и т.п. Поэтому измерение только концентрации индикаторных газов в воздухе на выходе из скопления угля и пород без учета расхода воздуха затрудняет обнаружение процесса самовозгорания.
Вторым по значимости фактором, влияющим на концентрацию индикаторных газов на выходе из скопления угля и пород, является изменение содержания индикаторного газа в воздухе, входящем в скопление угля и пород. Особенно сильно может изменяться во входящем воздухе содержание радона из-за его выделения с поверхности горных выработок при колебании атмосферного давления. Транспортируемый по горным выработкам уголь также может выделять индикаторные газы в воздух, поступающий в скопления угля и пород, Поэтому измерение концентрации индикаторного газа на входе в скопление угля и пород также повысит эффективность обнаружения самовозгорания угля.
Способ осуществляют следующим образом.
Чтобы повысить эффективность обнаружения процесса самовозгорания, в качестве критерия выбирают параметр, независимый от колебания расхода воздуха и концентрации индикаторного газа на входе воздушной струи в скопление угля и породы. Таким параметром является, например, скорость выделения индикаторного газа в скоплении угля и породы. В случае использования в качестве индикатора оксида углерода, водорода, предельных и непредельных углеводородов для определения скорости их выделения измеряют концентрацию этих индикаторных газов во входящей и исходящей струе воздуха и рассчитывают ее изменение при прохождении через скопление угля и породы по формуле
где ΔC - изменение концентрации индикаторного газа в воздухе при прохождении через скопление угля и породы, доли ед.;
C1 - концентрация индикаторного газа в воздухе, входящем в скопление угля и пород, доли ед.;
С2 - концентрация индикаторного газа в воздухе на выходе из скопления угля и пород, доли ед.
Одновременно с концентрацией замеряют расход воздуха, прошедшего через контролируемое скопление угля и пород, и определяют скорость выделения индикаторного газа по формуле
где QB - расход воздуха на выходе из скопления угля и пород, м3/с.
В случае использования в качестве индикатора процесса самовозгорания радиоактивного газа радона оценивают его содержание в воздухе по объемной активности. Поэтому для вычисления скорости выделения радона в скоплении угля и породы измеряют его объемную активность во входящей и исходящей струе воздуха и определяют изменение этого параметра по формуле
где ΔК - изменение объемной активности радона в воздухе при прохождении скопления угля и пород, Бк/м3;
K1 - объемная активность радона в воздухе, входящем в скопление угля и пород, Бк/м3;
К2 - объемная активность радона в воздухе, исходящем из скопления угля и пород, Бк/м3
Одновременно замеряют расход воздуха на выходе из скопления угля и пород, а наличие самовозгорания определяют по увеличению скорости выделения радона в скоплении угля и породы, которую рассчитывают по формуле
где М - скорость выделения радона, Бк/с;
К1 - объемная активность радона в воздухе, входящем в скопление угля и пород, Бк/м3;
К2 - объемная активность радона в воздухе, исходящем из скопления угля и пород, Бк/м3;
QB - расход воздуха на выходе из скопления угля и пород, м3/с.
Такой параметр, как скорость выделения индикаторного газа в контролируемом скоплении угля, не будет изменяться при изменении расхода фильтрующегося воздуха, колебаниях концентраций индикаторного газа на входе в скопление угля и пород. Поэтому его использование повысит эффективность обнаружения процессов самовозгорания угля в шахтах.
Применение предложенного способа снизит экономический ущерб, наносимый эндогенными пожарами, за счет обнаружения самовозгорания на ранней стадии и повысит безопасность горных работ.
Claims (3)
1. Способ обнаружения самовозгорания угля, включающий измерение концентрации индикаторного газа в воздухе на выходе из скопления угля и пород, отличающийся тем, что дополнительно измеряют концентрацию индикаторного газа в воздухе на входе в скопление угля и пород и рассчитывают ее изменение при прохождении через скопление угля и пород, одновременно измеряют расход воздуха, прошедшего через скопление угля и пород, с учетом измеренного расхода воздуха и изменения концентрации индикаторного газа в воздухе определяют скорость выделения индикаторного газа при прохождении через скопление угля и пород и по ее увеличению определяют наличие самовозгорания угля.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость выделения таких индикаторных газов, как оксид углерода, водород, предельные и непредельные углеводороды, определяют по формуле
где q - скорость выделения индикаторного газа, м3/с;
C1 - концентрация индикаторного газа в воздухе, входящем в скопление угля и пород, доли ед.;
С2 - концентрация индикаторного газа в воздухе на выходе из скопления угля и пород, доли ед.;
QB - расход воздуха на выходе из скопления угля и пород, м3/с.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрацию индикаторного газа радона оценивают по его объемной активности, а скорость его выделения определяют по формуле
где М - скорость выделения радона, Бк/с;
К1 - объемная активность радона в воздухе, входящем в скопление угля и пород, Бк/м3;
К2 - объемная активность радона в воздухе, исходящем из скопления угля и пород, Бк/м3;
QB - расход воздуха на выходе из скопления угля и пород, м3/с.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004116431/03A RU2271450C2 (ru) | 2004-05-31 | 2004-05-31 | Способ обнаружения самовозгорания угля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004116431/03A RU2271450C2 (ru) | 2004-05-31 | 2004-05-31 | Способ обнаружения самовозгорания угля |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004116431A RU2004116431A (ru) | 2005-11-10 |
RU2271450C2 true RU2271450C2 (ru) | 2006-03-10 |
Family
ID=35865174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004116431/03A RU2271450C2 (ru) | 2004-05-31 | 2004-05-31 | Способ обнаружения самовозгорания угля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2271450C2 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459959C1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Способ обнаружения процессов самовозгорания угля |
RU2509212C1 (ru) * | 2012-09-03 | 2014-03-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Способ прогнозирования склонности ископаемых углей к самовозгоранию и устройство для его осуществления |
CN107780971A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-09 | 新疆维吾尔自治区煤田灭火工程局 | 一种磁‑电‑热逐级趋源的煤田火区探测方法 |
CN109184800A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-11 | 西安科技大学 | 一种煤自燃预警分级方法及预警方法 |
RU2778888C1 (ru) * | 2021-10-28 | 2022-08-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Способ определения инкубационного периода самовозгорания угля |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101520451B (zh) * | 2009-03-25 | 2011-02-09 | 太原理工大学 | 一种模拟煤自燃的测氡试验台 |
-
2004
- 2004-05-31 RU RU2004116431/03A patent/RU2271450C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ИГИШЕВ В.Г., Борьба с самовозгоранием угля в шахтах, Москва, Недра, 1987, с.56-59. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459959C1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Способ обнаружения процессов самовозгорания угля |
RU2509212C1 (ru) * | 2012-09-03 | 2014-03-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Способ прогнозирования склонности ископаемых углей к самовозгоранию и устройство для его осуществления |
CN107780971A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-09 | 新疆维吾尔自治区煤田灭火工程局 | 一种磁‑电‑热逐级趋源的煤田火区探测方法 |
CN109184800A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-11 | 西安科技大学 | 一种煤自燃预警分级方法及预警方法 |
CN109184800B (zh) * | 2018-10-15 | 2020-05-29 | 西安科技大学 | 一种煤自燃预警分级方法及预警方法 |
RU2778888C1 (ru) * | 2021-10-28 | 2022-08-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Способ определения инкубационного периода самовозгорания угля |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004116431A (ru) | 2005-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2271450C2 (ru) | Способ обнаружения самовозгорания угля | |
CN106812525A (zh) | 一种基于氧同位素检测的采空区co来源辨识方法 | |
CN112880941B (zh) | 一种井下采空区快速漏风检测方法 | |
RU2453704C1 (ru) | Способ определения метаноносности угольного пласта | |
RU2372484C1 (ru) | Способ определения метаноносности угольного пласта | |
AU2012369561B2 (en) | Method of assessing dust controls in mining | |
RU2528807C1 (ru) | Способ прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах | |
Baris et al. | Atmospheric monitoring systems in underground coal mines revisited: A study on sensor accuracy and location | |
RU2407896C1 (ru) | Способ обнаружения самовозгорания угля на ранней стадии | |
RU2459959C1 (ru) | Способ обнаружения процессов самовозгорания угля | |
Krog et al. | Methane emissions and airflow patterns along longwall faces and through bleeder ventilation systems | |
RU2536544C1 (ru) | Способ прогноза риска взрывов гибридных смесей в шахтах и рудниках | |
RU2700142C1 (ru) | Способ прогноза взрывоопасности выработанного пространства очистного забоя | |
CN112228147B (zh) | 一种基于示踪气体法的火灾灾变情况快速远程判别方法 | |
CN111461456B (zh) | 一种基于瓦斯监控数据瞬时变化特征预警突出危险的方法 | |
RU2680570C1 (ru) | Способ прогноза запыленности выработанного пространства очистного участка | |
CN106596636A (zh) | 一种基于Coward爆炸三角形的混合气体鉴定装置和鉴定方法 | |
Yuan et al. | CFD modelling of sampling locations for early detection of spontaneous combustion in long–wall gob areas | |
RU2543238C2 (ru) | Способ прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в газообильных шахтах | |
Gamiy et al. | Applying European approach to predict coal self-heating in Ukrainian mines | |
RU2340776C1 (ru) | Способ прогноза эндогенной пожароопасности при подземной разработке пластов угля, склонных к самовозгоранию | |
UA132664U (uk) | Спосіб оцінки стану пожежі | |
RU2321750C1 (ru) | Способ определения путей фильтрации рудничного воздуха в шахтах | |
RU2684257C1 (ru) | Способ прогноза запыленности выработанного пространства | |
RU2813417C1 (ru) | Способ определения газосодержания в отбитом угле |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060601 |