RU2747022C1 - Thermogravimetric method for evaluating the quality of shealing of mines - Google Patents

Thermogravimetric method for evaluating the quality of shealing of mines Download PDF

Info

Publication number
RU2747022C1
RU2747022C1 RU2020118687A RU2020118687A RU2747022C1 RU 2747022 C1 RU2747022 C1 RU 2747022C1 RU 2020118687 A RU2020118687 A RU 2020118687A RU 2020118687 A RU2020118687 A RU 2020118687A RU 2747022 C1 RU2747022 C1 RU 2747022C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dust
sample
shale
mine
coal
Prior art date
Application number
RU2020118687A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Борисович Романченко
Юрий Кузьмич Нагановский
Елена Алексеевна Губина
Виктория Вячеславовна Вдовина
Original Assignee
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России) filed Critical ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ МИНИСТЕРСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России)
Priority to RU2020118687A priority Critical patent/RU2747022C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2747022C1 publication Critical patent/RU2747022C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F5/00Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires
    • E21F5/08Rock dusting of mines; Depositing other protective substances
    • E21F5/12Composition of rock dust
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N5/04Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

FIELD: mine working safety.SUBSTANCE: invention relates to safety measures in the development of deposits of combustible minerals and can be used to assess the explosiveness of deposits of a mixture of coal and inert shale dust. The thermogravimetric method includes taking samples of mine dust, followed by determining the percentage of inert (shale) dust in the mixture of additives and comparing it with the mine dusting rate. The dust sample is placed in the receiving container of the thermal balance. Simultaneous isothermal heating is carried out at the temperature of thermal decomposition. The changes in the mass of the sample are recorded by periodic weighing. The content of incombustible additives of shale dust is determined by the characteristic points of the obtained thermoanalytical dependences.EFFECT: technical result is to increase the efficiency and accuracy of quality control of the mine workings dusting.1 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к технике безопасности при отработке месторождений горючих полезных ископаемых, и может быть использовано при оценке взрывоопасности отложений смеси угольной и инертной сланцевой пыли, нанесенной в качестве профилактического мероприятия в горных выработках шахт, разрабатывающих пласты, опасные по взрывам угольной пыли.The invention relates to mining, namely to safety in the development of deposits of combustible minerals, and can be used in assessing the explosiveness of deposits of a mixture of coal and inert shale dust, applied as a preventive measure in mine workings, developing seams, hazardous by explosions of coal dust.

Пыль большинства марок углей за исключением антрацитов относится к опасной по взрывам и в качестве профилактического противовзрывного мероприятия применяется осланцевание или инертизация. При этом осевшую в выработке угольную пыль смешивают с негорючей пылью на основе известняка (доломита) с гидрофобными добавками по ГОСТ Р 51569-2000 (Пыль инертная). Пыль инертная имеет дополнительное название - сланцевая пыль, а процесс ее смешивания с угольной пылью для нейтрализации взрывчатых свойств называется осланцеванием.The dust of most grades of coal, with the exception of anthracite, is classified as hazardous for explosions and dusting or inertization is used as a preventive anti-explosion measure. In this case, coal dust settled in the mine is mixed with non-combustible dust based on limestone (dolomite) with hydrophobic additives in accordance with GOST R 51569-2000 (Inert dust). Inert dust has an additional name - shale dust, and the process of mixing it with coal dust to neutralize the explosive properties is called shale dusting.

Сланцевая пылевзрывозащита предусмотрена действующими нормативами: Правилами безопасности (утверждены Приказом Ростехнадзора от 31.10.2016 №449), Инструкциями по борьбе с пылью и пылевзрывозащите. Первоначально для каждого угольного пласта нормативно определяется норма осланцевания - минимально допустимое содержанием негорючих частиц в смеси, при котором пыль будет не взрывчатой (N). После выполнения операции осланцевания осуществляется контроль качества работ, который сводится к определению фактически полученного содержания негорючей (сланцевой) пыли в смеси (Nфакт.). Вывод о качестве осланцевания делают на основании сравнения фактического значения Nфакт и требуемого N, при этом должно выполняться соотношение Nфакт ≥ N.Shale dust explosion protection is provided for by the current regulations: Safety Rules (approved by Rostechnadzor Order No. 449 dated October 31, 2016), Instructions on dust control and dust explosion protection. Initially, for each coal seam, the norm of dusting is determined by normative means - the minimum allowable content of non-combustible particles in the mixture, at which the dust will not be explosive (N). After the operation of polishing, the quality control of the work is carried out, which is reduced to determining the actually obtained content of non-combustible (shale) dust in the mixture (N fact .). The conclusion about the quality of polishing is made on the basis of a comparison of the actual value N fact and the required N, while the ratio N fact ≥ N must be fulfilled.

Известны способы для контроля качества нейтрализации взрывчатых свойств пыли (или качества осланцевания), основанные на 3-х физических принципах измерений: оптическом, радиоизотопном и химическом.Known methods for quality control of neutralization of the explosive properties of dust (or the quality of flanching), based on 3 physical principles of measurements: optical, radioisotope and chemical.

Известен способ контроля качества осланцевания горных выработок по содержанию инертной пыли (авторское свидетельство СССР №420790, кл. E21F 5/00, опубликовано 25.03.1974 г., БИ №11). Сущность способа заключается в том, что отобранную пробу пыли размещают на подложке и направляют на нее луч света, а отраженный поток улавливают с помощью фотоэлемента и преобразованный сигнал анализируется в измерительном блоке. Параметры отраженного пылью луча света зависят от соотношений в пробе инертной (светлой) и угольной (темной) пыли.There is a known method of quality control of the dusting of mine workings by the content of inert dust (USSR author's certificate No. 420790, class E21F 5/00, published 03/25/1974, BI No. 11). The essence of the method lies in the fact that the selected dust sample is placed on the substrate and a beam of light is directed at it, and the reflected flow is captured using a photocell and the converted signal is analyzed in the measuring unit. The parameters of the light beam reflected by the dust depend on the ratios in the sample of inert (light) and coal (dark) dust.

Недостатком данного способа является сложность конструкции, необходимость настройки прибора на каждую марку угля и каждый угольный пласт. Промышленно выпускаемые приборы на оптическом принципе действия: CDEM-1000 (США), FotoPylox (Польша). В РФ приборы на оптическом принципе измерений не нашли промышленного применения.The disadvantage of this method is the complexity of the design, the need to adjust the device for each grade of coal and each coal seam. Industrial devices based on the optical principle of operation: CDEM-1000 (USA), FotoPylox (Poland). In the Russian Federation, devices based on the optical measurement principle have not found industrial application.

Известен способ определения содержания негорючих веществ в смеси угольной и инертной пыли (авторское свидетельство СССР №1711049, кл. G01N 23/22, опубликовано 7.02.1992 г., БИ №5).A known method for determining the content of incombustible substances in a mixture of coal and inert dust (USSR author's certificate No. 1711049, class G01N 23/22, published on February 7, 1992, BI No. 5).

Способ включает облучение исследуемой и двух калибровочных образцов бета-излучением, регистрацию обратно-рассеянного бета-излучения и определение содержания негорючих веществ по полученным данным. В качестве одного из калибровочных образцов используют эквивалентную меру массовой доли негорючих веществ, изготовленную из однородного твердого материала. В качестве другого - пробу инертной пыли, применяемую для осланцевания данной горной выработки.The method includes irradiation of the investigated and two calibration samples with beta radiation, registration of backscattered beta radiation and determination of the content of incombustible substances from the obtained data. An equivalent measure of the mass fraction of non-combustible substances made from a homogeneous solid material is used as one of the calibration samples. The other is a sample of inert dust, used to polish a given mine.

Основным недостатком известного радиоизотопного способа является его низкая точность, особенно при работе с влажной пылью (до ±20%). При работе с приборами, основанными на данном принципе, возникают большие сложности в метрологическом обеспечении, а также необходимость применения специальных режимов работы и утилизации радиоактивных материалов. Данные приборы не нашли практического применения в угольной промышленности.The main disadvantage of the known radioisotope method is its low accuracy, especially when working with wet dust (up to ± 20%). When working with devices based on this principle, great difficulties arise in metrological support, as well as the need to use special modes of operation and disposal of radioactive materials. These devices have not found practical application in the coal industry.

Известен способ оценки качества профилактической обработки отложений угольной пыли (патент РФ №2249816, МПК G01N 31/00(2000.01), опубликован 10.04.2005, Бюл. №10), основанный на химических реакциях разложения веществ кислотой и принятый за прототип предлагаемого способа.A known method for assessing the quality of preventive treatment of coal dust deposits (RF patent No. 2249816, IPC G01N 31/00 (2000.01), published on April 10, 2005, bull. No. 10), based on chemical reactions of decomposition of substances with acid and adopted as a prototype of the proposed method.

Сущность способа состоит в размещении отобранной пробы пыли в герметичный сосуд (колбу) и воздействии на нее лимонной кислоты, вступающей в химическую реакцию с известняковой составляющей пробы с выделением диоксида углерода при одновременной обработке пробы этиловым спиртом, а содержание негорючих частиц в пробе определяется по количеству выделившегося диоксида углерода.The essence of the method consists in placing a selected dust sample in a sealed vessel (flask) and exposing it to citric acid, which enters into a chemical reaction with the limestone component of the sample with the release of carbon dioxide while processing the sample with ethyl alcohol, and the content of incombustible particles in the sample is determined by the amount of released carbon dioxide.

Недостатками химического способа являются:The disadvantages of the chemical method are:

- наличие периода неопределенности, во время которого колба с кислотой и помещенным в нее пробоотборником должна быть вставлена непосредственно в прибор. В этот период реакция химического разложения известняка уже началась, а измерения еще не проводятся. Длительность данного периода не определена, что отражается на точности измерений;- the presence of a period of uncertainty during which the flask with the acid and the sampler placed in it must be inserted directly into the instrument. During this period, the reaction of chemical decomposition of limestone has already begun, and measurements are not yet carried out. The duration of this period is not defined, which affects the accuracy of measurements;

- сложность конструкции, предусматривающая наличие герметизирующих устройств (резьба или муфта из упругого материала) между камерой и каналом, наличие датчика расхода газа, а также наличие химических веществ (соляная или лимонная кислота, этиловый спирт), находящихся в съемном сосуде;- the complexity of the design, providing for the presence of sealing devices (thread or sleeve made of elastic material) between the chamber and the channel, the presence of a gas flow sensor, as well as the presence of chemicals (hydrochloric or citric acid, ethyl alcohol) in a removable vessel;

- необходимостью замены колб и химических реагентов для каждого измерения.- the need to replace flasks and chemicals for each measurement.

Предложен термогравиметрический способ оценки качества осланцевания горных выработок, основанный на исследованиях процессов термического разложения смесей известняка с углем в различных соотношениях от 0% угольной пыли до 100% угольной пыли в смеси.A thermogravimetric method for assessing the quality of mine workings dusting is proposed, based on studies of the processes of thermal decomposition of limestone-coal mixtures in various ratios from 0% coal dust to 100% coal dust in the mixture.

Методы термического анализа достаточно отработаны, имеется серийно выпускаемое оборудование (термовесы), практически доказана высокая точность их результатов1 (1 Уэндландт У. Термические методы анализа. - М.: Мир, 1978. - 526 с.). Основные термины, характеристики и характерные точки процессов термического анализа определены в ГОСТ Р 53293-2009.The methods of thermal analysis have been sufficiently developed, there is commercially available equipment (thermal balances), the high accuracy of their results has been practically proven 1 ( 1 Wendlandt U. Thermal methods of analysis. - M .: Mir, 1978. - 526 p.). Basic terms, characteristics and characteristic points of thermal analysis processes are defined in GOST R 53293-2009.

Предлагаемый термогравиметрический способ отличается от известных ранее способов:The proposed thermogravimetric method differs from the previously known methods:

- отсутствием оптических датчиков с системой распознавания интенсивности отраженного света;- the lack of optical sensors with a system for recognizing the intensity of the reflected light;

- отсутствием радиоактивных материалов в измерительных устройствах;- absence of radioactive materials in measuring devices;

- отсутствием химических реагентов и емкостей для проведения химических реакций;- lack of chemical reagents and containers for carrying out chemical reactions;

- отсутствием необходимости герметизации пробы для улавливания и измерения объема выделяющегося газа при химическом разложении пробы, отсутствием датчика расхода газа, а также отсутствие периода неопределенности - времени установки съемной пробирки с реагентом и пробой в прибор, когда химическая реакция уже началась, а измерения еще не проводятся;- no need to seal the sample to capture and measure the volume of evolved gas during chemical decomposition of the sample, the absence of a gas flow sensor, as well as the absence of a period of uncertainty - the time for installing a removable test tube with a reagent and a sample into the device when the chemical reaction has already begun, and measurements are not yet taken ;

- отсутствием расходных либо сменяемых материалов.- lack of consumables or replaceable materials.

Основным преимуществом предложенного способа является высокая точность оценки, возможность проведения ее в сжатые сроки и безопасность для обслуживающего персонала за счет отсутствия опасных радиоизотопных либо химических материалов. Точность измерений не зависит от степени метаморфизма углей, влажности и зольности пробы. Термоаналитические зависимости используемые в методе позволяют проводить определения ряда дополнительных параметров (например численное определение влажности образца), что существенно уточняет процесс отнесения образца пыли к неопасным по взрывам.The main advantage of the proposed method is the high accuracy of the assessment, the ability to carry it out in a short time and safety for the maintenance personnel due to the absence of hazardous radioisotope or chemical materials. The measurement accuracy does not depend on the degree of coal metamorphism, moisture content and ash content of the sample. Thermoanalytical dependences used in the method make it possible to determine a number of additional parameters (for example, the numerical determination of the moisture content of the sample), which significantly clarifies the process of classifying the dust sample as non-hazardous due to explosions.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что в термогравиметрическом способе оценки качества осланцевания горных выработок, включающем отбор проб шахтной пыли с последующим определением процентного содержания в смеси добавок инертной (сланцевой) пыли и сравнением с нормой осланцевания выработки, пробу пыли помещают в приемную емкость термовесов и проводят одновременный изотермический нагрев при температуре выше критической и фиксацию изменения массы образца путем периодического взвешивания, а содержание негорючих добавок сланцевой пыли определяют по характерным точкам термоаналитических зависимостей.The essence of the proposed method lies in the fact that in the thermogravimetric method for assessing the quality of mine workings flanching, including sampling mine dust, followed by determining the percentage of inert (shale) dust in the mixture of additives and comparing it with the mine flaking rate, the dust sample is placed in the receiving tank of the thermal balance and simultaneous isothermal heating is carried out at a temperature above the critical one and the change in the sample mass is recorded by periodic weighing, and the content of incombustible additives of shale dust is determined by the characteristic points of the thermoanalytical dependences.

При применении термогравиметрического способа производят отбор проб отложившейся в выработках угольной пыли. Проба содержит смесь «уголь-известняк» (далее - смесь). Пробу помещают в термогравиметрический блок, состоящий из нагревательного элемента и весов (термовесов). На термовесах в процессе нагревания пробы на первом этапе происходит удаление влаги, далее следует этап термического разложение угольных составляющих смеси (выход летучих из угля) и на завершающем этапе происходит термическое разложение известняка СаСО3 на негашенную известь СаО и углекислый газ СO2 (выход летучих из СаСО3). В ходе термического разложения смеси масса пробы, первоначально принятая за 100%, уменьшается. Момент времени, при котором масса перестает уменьшаться, считается временем полного термического разложения смеси Т, сек. Это время различно для различного содержания известняка в смеси и составляет от 1 до 5 минут при изотермическом режиме нагрева с температурой выше критической по отношению к известняку. Проведенные исследования показали, что по времени термического разложения Т с высокой точностью определяется процентное содержание известняка в пробе.When using the thermogravimetric method, samples are taken of coal dust deposited in the workings. The sample contains a coal-limestone mixture (hereinafter referred to as a mixture). The sample is placed in a thermogravimetric unit consisting of a heating element and a balance (thermal balance). On a thermal balance in the process of heating the sample, moisture is removed at the first stage, followed by the stage of thermal decomposition of the coal components of the mixture (release of volatiles from coal) and at the final stage, thermal decomposition of CaCO 3 limestone into quicklime CaO and carbon dioxide CO 2 (release of volatiles from CaCO 3 ). During the thermal decomposition of the mixture, the mass of the sample, initially taken as 100%, decreases. The moment of time at which the mass stops decreasing is considered the time of complete thermal decomposition of the mixture T, sec. This time is different for different content of limestone in the mixture and ranges from 1 to 5 minutes in an isothermal heating mode with a temperature above the critical in relation to limestone. The studies have shown that the percentage of limestone in the sample is determined with high accuracy by the time of thermal decomposition T.

Техническим результатом предлагаемого термогравиметрического способа является повышение оперативности и точности контроля качества осланцевания горных выработок.The technical result of the proposed thermogravimetric method is to increase the efficiency and accuracy of quality control of the mine workings dusting.

Сущность изобретения поясняется примером его выполнения и графическими изображениями (фиг. 1 и фиг. 2), где приведены два основных этапа: определение Тизм - времени полного термического разложения образца (фиг. 1) по характерной точке термоаналитических зависимостей (далее - время термодеструкции) и оценка содержания карбонатной пыли в отобранной пробе по времени Тизм (фиг. 2).The essence of the invention is illustrated by an example of its implementation and graphic images (Fig. 1 and Fig. 2), which show two main stages: determination of T meas - the time of complete thermal decomposition of the sample (Fig. 1) by the characteristic point of thermoanalytical dependences (hereinafter - the time of thermal destruction) and assessment of the content of carbonate dust in the selected sample by the time T meas (Fig. 2).

Пример.Example.

Для каждого испытуемого образца пыли при термогравиметрическом анализе (по ГОСТ Р 53293-2009) строятся характерные термоаналитические кривые: ТГ-кривая (или функция потери массы во времени) и ДТГ-кривая (или функция скорости потери массы).For each test sample of dust during thermogravimetric analysis (according to GOST R 53293-2009), characteristic thermoanalytical curves are plotted: TG curve (or function of weight loss over time) and DTG curve (or function of rate of weight loss).

На фиг. 1 представлены термоаналитические зависимости для 3-х смесей угольной и известняковой пыли:FIG. 1 shows thermoanalytical dependences for 3 mixtures of coal and limestone dust:

образец №1 - 100% известняк (кривые ТГ и ДТГ соответственно 1 и 1');sample No. 1 - 100% limestone (curves TG and DTG, respectively 1 and 1 ');

образец №2 - 67% известняка и 33% угля (кривые 2 и 2');sample No. 2 - 67% limestone and 33% coal (curves 2 and 2 ');

образец №3 - 50% известняка и 50% угля (кривые 3 и 3').sample No. 3 - 50% limestone and 50% coal (curves 3 and 3 ').

В верхней части фиг. 1 ТГ кривые с номерами 1, 2, 3 имеют характерные точки А, В, С, обозначающие время термодеструкции, когда снижение массы образца прекратилось. При переходе по стрелкам на ось абсцисс получаются значения времени Тх, где нижний индекс («х») соответствует содержанию сланцевой пыли в пробе: Т100; Т67, Т50. Расположенные в нижней части фиг. 1 ДТГ кривые (1', 2', 3') позволяют уточнить окончание процесса термического разложения.At the top of FIG. 1, TG curves numbered 1, 2, 3 have characteristic points A, B, C, denoting the time of thermal destruction when the decrease in the mass of the sample stopped. When moving along the arrows to the abscissa axis, the time values T x are obtained, where the subscript ("x") corresponds to the content of shale dust in the sample: T 100 ; T 67 , T 50 . Located at the bottom of FIG. 1 DTG curves (1 ', 2', 3 ') make it possible to clarify the end of the thermal decomposition process.

Как видно из фиг. 1, чем выше содержание СаСО3, тем дольше идет процесс термического разложения смеси «известняк-уголь», поэтому имеет место выражение:As seen in FIG. 1, the higher the CaCO 3 content, the longer the process of thermal decomposition of the limestone-coal mixture takes, therefore the following expression takes place:

Figure 00000001
Figure 00000001

В общем случае экспериментально определяется зависимость величины фактического содержания негорючих составляющих в пробе пыли2 (2 В общем случае вводится поправка на природную зольность и влажность пробы) в виде функции от времени Т:In the general case, the dependence of the value of the actual content of incombustible components in the dust sample 2 is experimentally determined ( 2 In the general case, a correction is introduced for the natural ash content and moisture content of the sample) as a function of time T:

Figure 00000002
Figure 00000002

Значения функции (2) экспериментально определяются с шагом 5-10% (таблица 1) или в виде аппроксимированной функциональной зависимости (фиг. 2).The values of function (2) are experimentally determined with a step of 5-10% (Table 1) or in the form of an approximated functional dependence (Fig. 2).

Figure 00000003
Figure 00000003

По предложенному методу после размещения образца пыли на термовесах и применению необходимого режима нагрева определяется время термодеструкции Тизм (для приведенного примера на фиг. 2 Тизм = 160 сек). Далее по фиг. 2 при переходе по стрелке рассчитывается Nфакт - содержание сланцевой пыли в исследуемой пробе.According to the proposed method, after placing the sample in a thermobalance dust and application of the desired mode is determined by the heating time T thermodestruction edited (for the example in FIG. 2 T MOD = 160 sec). Next, referring to FIG. 2, when moving along the arrow, N fact is calculated - the content of shale dust in the sample under study.

В примере на фиг. 2 Nфакт = 61,5%.In the example of FIG. 2 N fact = 61.5%.

Осуществимость предложенного способа продемонстрирована непосредственными результатами, представленными на фиг. 1 и фиг. 2, выполненных для смесей сланцевой пыли (сланцевая пыль, произведенная по ГОСТ Р 51569-2000) и угольной пыли энергетического угля марки «Д» шахт Кузбасса.The feasibility of the proposed method is demonstrated by the immediate results shown in FIG. 1 and FIG. 2, made for mixtures of shale dust (shale dust produced in accordance with GOST R 51569-2000) and coal dust of power-generating coal grade "D" of Kuzbass mines.

Реализация способа будет востребована для всех угольных шахтах, опасных по газу и взрывам угольной пыли.The implementation of the method will be in demand for all coal mines, hazardous for gas and coal dust explosions.

Claims (1)

Термогравиметрический способ оценки качества осланцевания горных выработок, включающий отбор проб шахтной пыли с последующим определением процентного содержания в смеси добавок инертной – сланцевой - пыли и сравнением с нормой осланцевания выработки, отличающийся тем, что пробу пыли помещают в приемную емкость термовесов и проводят изотермический нагрев при температуре термического разложения образца и фиксацию изменения массы образца путем периодического взвешивания, а процентное содержание негорючих добавок сланцевой пыли определяют на основании времени полного термического разложения смеси уголь-инертная пыль.Thermogravimetric method for assessing the quality of mine workings shale formation, including sampling of mine dust with the subsequent determination of the percentage of inert - shale - dust in the mixture of additives and comparison with the mine shale dusting rate, characterized in that the dust sample is placed in the receiving tank of a thermal balance and isothermal heating at a temperature thermal decomposition of the sample and fixing the change in the weight of the sample by periodic weighing, and the percentage of incombustible additives of shale dust is determined based on the time of complete thermal decomposition of the mixture of coal-inert dust.
RU2020118687A 2020-05-28 2020-05-28 Thermogravimetric method for evaluating the quality of shealing of mines RU2747022C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118687A RU2747022C1 (en) 2020-05-28 2020-05-28 Thermogravimetric method for evaluating the quality of shealing of mines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118687A RU2747022C1 (en) 2020-05-28 2020-05-28 Thermogravimetric method for evaluating the quality of shealing of mines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2747022C1 true RU2747022C1 (en) 2021-04-23

Family

ID=75584918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020118687A RU2747022C1 (en) 2020-05-28 2020-05-28 Thermogravimetric method for evaluating the quality of shealing of mines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747022C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117074241A (en) * 2023-10-13 2023-11-17 太原理工大学 Method for measuring content of water participating in spontaneous combustion reaction product of coal based on isotope tracking

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU470790A1 (en) * 1974-02-22 1975-05-15 Ленинградский Ордена Красного Знамени Механический Институт Extreme quasi-optimal speed controller
SU516951A1 (en) * 1974-07-25 1976-06-05 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт Apparatus for determining the ignition temperature of solid carbonaceous materials
SU1711049A1 (en) * 1989-05-12 1992-02-07 Специализированный Центр По Изготовлению, Монтажу, Наладке И Техническому Обслуживанию Радиоизотопного Оборудования "Углеизотоп" Треста "Донецкуглеавтоматика" Method of determination of non-combustibles in a mixture of coal and inert dust
RU2403393C2 (en) * 2008-09-25 2010-11-10 РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ, от имени которой выступает ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ЭНЕРГЕТИКЕ Testing device of instruments and elements of systems of air-and-gas and dust control of well atmosphere
JP5429058B2 (en) * 2010-06-03 2014-02-26 新日鐵住金株式会社 Quantitative analysis of ettringite in inorganic oxide materials
RU2647204C1 (en) * 2016-12-13 2018-03-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) Method of determining the kinetic characteristics of a microgrinding mechanoabsorbent carbon

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU470790A1 (en) * 1974-02-22 1975-05-15 Ленинградский Ордена Красного Знамени Механический Институт Extreme quasi-optimal speed controller
SU516951A1 (en) * 1974-07-25 1976-06-05 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт Apparatus for determining the ignition temperature of solid carbonaceous materials
SU1711049A1 (en) * 1989-05-12 1992-02-07 Специализированный Центр По Изготовлению, Монтажу, Наладке И Техническому Обслуживанию Радиоизотопного Оборудования "Углеизотоп" Треста "Донецкуглеавтоматика" Method of determination of non-combustibles in a mixture of coal and inert dust
RU2403393C2 (en) * 2008-09-25 2010-11-10 РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ, от имени которой выступает ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ЭНЕРГЕТИКЕ Testing device of instruments and elements of systems of air-and-gas and dust control of well atmosphere
JP5429058B2 (en) * 2010-06-03 2014-02-26 新日鐵住金株式会社 Quantitative analysis of ettringite in inorganic oxide materials
RU2647204C1 (en) * 2016-12-13 2018-03-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) Method of determining the kinetic characteristics of a microgrinding mechanoabsorbent carbon

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
https://web.archive.org/web/2017*/https://portal.tpu.ru/SHARED/k/KULINICH/work/Tab2/TG.pdf, "Термогравиметрический метод анализ силикатных материалов" выложенный в сети интернет 14.10.2017 г., с.3 абзац 4, 5, с.4 абзац 1, 2, с.5 абзац 5,6, с.6-7, с.8 абзац 2, с.10-11, с.14, рис.1, 2. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117074241A (en) * 2023-10-13 2023-11-17 太原理工大学 Method for measuring content of water participating in spontaneous combustion reaction product of coal based on isotope tracking
CN117074241B (en) * 2023-10-13 2024-01-19 太原理工大学 Method for measuring content of water participating in spontaneous combustion reaction product of coal based on isotope tracking

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11092553B2 (en) Method and system for characterizing an aggregate sample by using laser-induced breakdown spectroscopy
US5818899A (en) X-ray fluorescence analysis of pulverized coal
US4959549A (en) Determination of properties of coal
EP2081024A4 (en) Apparatus for gelation measurement and sample cell
RU2747022C1 (en) Thermogravimetric method for evaluating the quality of shealing of mines
DK1570274T3 (en) Analyzer and analysis method and a liquid cassette
US3983392A (en) Method and apparatus for measuring incombustible content of coal mine dust using gamma-ray backscatter
CN115343321A (en) Apparatus and method for X-ray fluorescence analysis
Guha et al. Gas composition of fluid inclusions using solid probe mass spectrometry and its application to study of mineralizing processes
E. Romero et al. LIBS analysis for coal
WO2023182907A1 (en) Method and apparatus for in-line x-ray spectral analysis of an ore or charge
US7253414B2 (en) Multi-energy gamma attenuation for real time continuous measurement of bulk material
SU1711049A1 (en) Method of determination of non-combustibles in a mixture of coal and inert dust
US20050090011A1 (en) Spectral analysis apparatus for measuring intermediate layers of mineral samplers
RU95112550A (en) Method of detecting oxygen sorption by coal
Cooper Advances in on-line particulate composition analysis
RU2820044C1 (en) Method of determining content of gadolinium in polymers
RU2105287C1 (en) Method determining concentration of dust and aerosol when arc welding is conducted
AU602029B2 (en) Determination of properties of coal
Toth et al. VALIDATION AND DETERMINATION OF ACCIDENTAL GAS EMISSIONS BY ADVANCED GAS SCANNING METHOD IN THE INFRARED FIELD
GB2043876A (en) Determining Sulphur Content
Sproson Using physics in the coal industry:(1) scientific control
EA042340B1 (en) METHOD FOR INSTRUMENTAL ANALYSIS OF COAL SULFURITY
Fredericks et al. Near-infrared reflectance analysis of iron ores
Sailer Online measurement technologies for the rapid quality determination of coal