RU2747022C1 - Thermogravimetric method for evaluating the quality of shealing of mines - Google Patents
Thermogravimetric method for evaluating the quality of shealing of mines Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010410 dusting Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003245 working effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 12
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 11
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 9
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 3
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 2
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000002864 coal component Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F5/00—Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires
- E21F5/08—Rock dusting of mines; Depositing other protective substances
- E21F5/12—Composition of rock dust
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/04—Analysing 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
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 (
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:
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:
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).
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)
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)
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)
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 |
-
2020
- 2020-05-28 RU RU2020118687A patent/RU2747022C1/en active
Patent Citations (6)
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)
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)
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 |