Способ контроля принудительной дегазации каменных углей Советский патент 1987 года по МПК G01N21/66 

Изобретение относится к физическим исследованиям горных пород, в частности углей, и может быть использовано для контролируемой дегазации угольных залежей при их разработке, а также при поисках и разведке угольных месторождений геофизическими методами.

Целью изобретения является обеспечение возможности контроля в условиях естественного залегания без разрушения угольного вещества и повышение точности контроля газосодержания в углях.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

При приложении переменного электрического поля к вакуумированному образцу угля в нем происходит газовыделение, сопровождающееся электромагнитным излучением в видимой области спектра, которое имеет рекомбинаци- онную природу и связано исключительно с газовой фазой, Устано злено, что яркость свечения пропорциональна интенсивности газовыделения.

На фиг. 1 приведена кривая зависимости свечения от времени, полученная на углях марки Г(и 240 В, f 20 кГц), Пунктиром показана построенная по ней зависимость от времени интенсивности газовьщеления .

Связь параметров свечения с количеством вьщеляемого газа объясняется физической природой электрости- мулированного газовьщеления: под действием электрического поля происходит перенос массы газа, пропорциональной величине возб уждающего напряжения ,

Совместный анализ синхронно записанных кривых изменения давления в камере и интенсивности сопровождающего рекомбинационного свечения (фиг. 1) свидетельствует, что его параметры являются более чувствительными к протеканию газовьщеления по сравнению с параметрами теплового излучения, что характеризует большее быстродействие предлагаемого способа позволяют точно определить начало возникновения этого процесса, исследовать его кинетику и фиксировать его прекращение.

В качестве характеризующего газовыделение параметра является его скорость, определяемая как отношение увеличения давления в измерительной

камере 5 возникающего в момени ложения поля, к времени его воздействия. Проведенные исследования показали, что интенсивность свечения, с определенная по величине фототока, возникающего в фоточувствительном элементе, прямо пропорциональна скорости электростимулированного газовыделения. Эта зависимость лежит в

O основе предлагаемого способа контроля электростимулированной дегазации углей, высокая точность которого сравнительно с известным способом обусловлена именно связью свечения

5 только с выделяющимся газом.

Сохранение этой зависимости при низких температурах вплоть до темпе- ратуры жидкого азота позволяет осуществлять контроль практически не0 зависимо от температуры дегазируемого объекта.

Пример, Проводили контроль электростимулированного газовыделе5 ния из образца марки Г, изготовленного в виде плоскопараллельной пластины размером см и толщиной 5 см, на большие грани которой нанесены электроды в виде слоя акводага,

0 Образец помещали в герметичную камеру с двумя прозрачными окнами, в которой для оценки интенсивности последующего газовыделения создавали вакуум (Р ) и на электроды

5 подавали переменное напряжение 100- 270 В, Возншсающее при этом газоны-. деление из образца регистрировали как изменение степени вакуума в камере. Сопутствующее ему свечение

0 регистрировали с помощью фотоэлектрического умножителя ФЭЯ-51.

Экспериментальная кривая свечения (фиг. 2) при использовании эталони- ровочных кривых зависимости яркости

5 свечения от давления в камере, полученных ранее, позволяет судить о скорости дегазации и ее изменении во времени.

На фиг, 3 показаны интенсивности

0 свечения от частоты прикладываемого поля при разных теьэтературах.

Одновременно качественный состав вьщелившегося газа определяется по спектрограмме электромагнитного из5 лучения, полученной с помощью спектрального прибора, размещенного в одном .из окон измерительной камеры. На спектрограм1уге выделены спектральные линии, соответствующие аргону.

кислороду и азоту. Контрольные анализы этого же газа хроматографическим методом подтвердили качественный его состав. Формула изобретения

Способ контроля принудительной дегазации каменньгх углей путем приложения к исследуемому образцу электрического поля и регистрации интенсивности свечения, отличающий с я тем, что, с целью обес J emHeff.iP, Па

печения возможности контроля ,в условиях естественного залегания без разрушения структуры угольного ве щества и повышения точности контроля газосодержания в углях, к углям прикладьгоают попеременное электрическое поле напряжением от 100 до 270 В до наступления омического разогрева и по спектральному составу регистрируемого свечения и его интенсивности судят о процессе газовыделения.

N

/

10

10 фае. 2

f,rц

Изобретение относится к области контроля газоносности и дегазации каменных углей, может быть использовано для исследования процесса газовьщеления из других пористых газонасыщенных объектов. Целью изобретения является возможность контроля в условиях естественного залегания без изменения их структуры и повышение точности контроля газосодержания в углях. Задача контроля решается определением интенсивности га- зовьзделения и качественного состава вьщелившейся газовой смеси по.яркости и спектральному составу злектро- магнитного излучения, сопутствующему злектростимулированной дегазации. Измерения проводят непосредственно после наложения переменного электрического поля и до наступления омического разогрева дегазируемого объекта, что характеризует широкий температурный интервал возможного применения изобретения. 3 ил. € (Л 00. to 00 ;о ьо со

Редактор А.Лезснина

Составитель Е.Дорофеев Техред А.Кравчук

Заказ 2957/47

Тираж 776Подписное

БНРЖШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С.Шекмар