Способ обнаружения очагов самонагревания угля в массиве Советский патент 1985 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для обнаружения очагов самонагревания угля fe условиях открытых горных работ.

Известен способ определения очагов самонагревания угля в по изменению электрического сопротивления наблюдаемых участков угольного массива, заключающийся в том, что в.шпуры, пробуренные в массиве угля на расстоянии 100150 м друг от друга, забивают металлические электроды и периодически измеряют и сравнивают электричекое сопротивление участка угольного массива электродами,По изменению

электрического сопротивления судят об изменении температуры угольного массива Cl,,

Однако изменение электрического сопротивления участка будет определяться не только температурным состоянием массива, но и зависеэть от изменения влаги в почве (до и после дождей), метеоусловий, появления экзогенной трещиноватости при массовых взрывах на соседних участках, а также от переходного сопротивления почва-электрод. Кроме того, для бурения шпуров на участке требуется специальное оборудование, поэтому способ не является оперативным.

Известен способ обнаружения очагов самонагревания угля в массиве, включающий измерение электрических параметров массива угля с помощью электродов. Способ предполагает, что электроды помещаются внутри нагревающегося угольного скопления.Периодически измеряется величина токов, обусловленная разностью электродных потенциалов, и по ее изменению судят о процессе самонагревания внутри угольного скопления 23.

Данному способу присущи недостатки предыдущего способа, кроме того при необходимости контроля смонагревания на протяженных участках длиною до нескольких километров применить способ не представляется возможным. Так как резко возрастут трудоемкость проведения подготовите/(ьных операций и время измерений.

Цель изобретения - повышение оперативности определения зоны самонагревания угля на участках открытых горных работ, Указанная цель достигается тем, что согласно способу обнаружения очагов самонагревания угля в массиве, включающему измерение электрических параметров массийа угля с помощью электродов, в качестве электрического параметра измеряют

величину потенциала естественного стационарного электрического поля по поверхности угольного скопления или уступа относительно электрода, установленного в зоне, не подверженной самонагреванию, и производят сравнение измеренных величин с фоновым значением потенциала, характерного для данного участка, при этом участки, для которых значения потенциала естественного стационарного электрического поля превышает фоновое значение потенциала, относят к области самонагревания угля.

Для разреза 50 лет Октября в Кузбассе фоновое значение потенциа ла ЕСЭП составляет около 20 мВ, в других районах эта величина может быть установлена .путгем предварительных измерений.

Выбор места для устанонки сравнительного электрода на участке, не подверженном самонагреванию, произвести не представляет большого труда, так как (как показывает практика открытой разработки угольных пластов) самовозгоранию подвергаются только массы разрыхленного каменного угля, т.е. такие массы, в которые относительно легко проникает кислород воздуха. Возникновение разрыхленных скоплений угля и углистых пород зарегистрировано в следующих местах: на площадках вскрытого угольного и породоугольного уступов, нарушенных, буровзрывными работами, и при некачественной зачистке площадок; на внешних и внутренних бровках угольного и смешанного уступов ; в местах оползней и осыпей, геологических нарушений; в породоугольных навалах,образующихся в результате неполной выемки угля и неудовлетворительной зачистки бульдозером угольного пласта; в зонах потушенных и списанных экзогенных и эндогенных пожаров.

Указанные участки являются потенциально пожароопасными. К ним предъявляются следующие требования: объем угля в навалах должен составлять не менее 25-100 м ; продолжительность времени с момента образования разрыхленных скоплений должна составлять для каменных yi- лей Кузбасс.а 90-120 сут.

На фиг.1 изображена разметка участка наблюдения на бровке уступа; на фиг.2 - то же, на площадке уступа;. на фиг.З - монтаж схемы; на фиг.4 - схема проверки работы измерительной схемы; на фиг.5 график результатов измерений по профилю А Скривые 1 и 2 - распределение потенциала до и после нагревания соответственно); на фиг.6 - разметка дополнительных точек измерений; на фиг.7 - рконтуривание очага самонагревания по оди наковым значениям величины потенциала. При разметке участка наблюдений точки измерения располагают на расстоянии 1,5-2 м от края внутренней или внешней бровок уступа {фиг.1). Расстояние между точками измерения принимают 1-2 м. Расстояние от точки установки нулевого электрода, которую можно выбрать на почве или кровле угольного пласта, ДО любой измерительной точки должно быть не менее 10 м. Расстояние от электродов до металлических пред метов должно быть не менее 2 м для исключения влияния электрических полей на результат измерения. Для обнаружения очагов самонагре вания на угольных уступах поверхность размечают координатной сеткой (фиг.2) профилями А,В,С и Д и рядам с paccтoяниe 1 между профилями и рядами 1-2 м. Измерительный и нулевой электроды посредством соединительных прово дов присоединяют к входным клеммам приборе КК-3, причем нулеЕой элек-, трод подсоединяют к плюсовой клемме, измерительный - к минусовой (фиг.З). Для проверки работы измерительной схемы электроды устанавливают рядом друг с другом на влажную поверхность (фиг.4) и включают прибор. На пределе С-50,0 мВ производят измерение поляризации электродов, которая не должна превышать 5 мВ, в противном случае берут электроды. Электрод М последовательно перемещают от точки 1 к точкам 2,3,4 и т.д. Для исключения ошибок измерений рекомендуется повторное проведение измерений путем обратного перемещения электрода М к первоначальной точке. Анализ результатов проводят по полученным данным, которые окончательно представляют в виде графика. График строят следующим образом (фиг.5). По оси абцисс откладывают расстояние в метрах или номера точек измерения, а по оси ординат - разность потенциалов в мЕ. Графики выполняются по каждому профилю.Если величина потенциала больше 20 мВ, идет процесс .самонагревания угля. Вокруг точки с величиной потенциала больше 20 мБ проводят уточнение границ самонагревания угля. Для этого проводят доразметку площадки, где имеется зона самонагревания.Расстояние между профилирукяцими линиями и рядами принимают равным 0,250,5 м.. Измерения проводят в последовательном порядке по каждой профилирующей линии. Полученные результаты наносятся на план измерений (фиг.6). Соединяют точки с одинаковф величиной потенциала. Таким образом оконтуривают площадь с величиной потенциала 20 мВ, которая соответствует зоне самонагревания угля, для которой необходимо проводить профилактические мероприятия (фиг.7). Предлагаемый способ позволяет оперативно с высокой надежностью и точностью определять очаги самонагревания угля.

ff

Г11ТГ1Т1Т1/Г1

vta „

, ics / Bra/v

тоцт наблюдения

f

1д A ДА A A A/A

illlTrrikl

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОЧАГОВ САМОНАГРЕВАНИЯ УГЛЯ В МАССИВЕ, включающий измерение электрических гттттТТТТ тчки измерения :1тг1Тг1а1Т; параметров массива угля с помощью электродов, отличаю щийс я тем, что, с целью повышения оперативности определения зоны самонагревания на участках открытых горных работ, в качестве электрического параметра измеряют величину потенциала естественного стационарного электрического поля по поверхности угольного скопления или уступа относительно электрода, установленного в зоне, не подверженной самонагреванию, и производят сравнение измеренных величин. с фоновым значением потенциала, характерного для данного участка, при этом участки, для которых чения потенциала естественного стационарного электрического по- ля превышают фоновое значение потенциала, относят к области самонагревания угля. М и N- ндлвбоО и измерите/юный ллектс катушка

шжшшш шшшш$

246вЮ

Фиг. 5

:2

-4/,

пAIА

«о

Cf

«Ч