Способ прогноза выбросоопасности угольных пластов в зонах геологических нарушений и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при прогнозе выбросоопасности угольных пластов в зонах геологических нарушений.

Цель изобретения - повышение надежности прогноза путем учета степени нарушенности угля в зонах влияния геологических нарушений.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно устанавливают фоновую температуру Тф поверхности угольного забоя в конкретной выработке в широком спектральном диапазоне и на выделенной длине волны, а также значение отраженного ИК-излучения I на участке нормального залегания пласта. Затем в процессе выемки

угля непрерывно по длине выработки контролируют интенсивность выделенного тепла (температуру поверхности Т угольного забоя) и сравнивают ее с фоновым значением Тф. Определяют зону влияния геологического нарушения вдоль линии забоя, как ширину участка, на котором установлено снижение температуры поверхности забоя на 2% и более относительно фоновой и в выделенной зоне устанавливают превышает ли излучение забоя на выделенной длине волны предварительно измеренное на 30% и более или нет. Отнесение установленной зоны геологического нарушения к невыбро- соопасной и выбросоопасной производят путем облучения ее поверхности ИК-излуча- телем, фиксации величины интенсивности отраженного излучения н,. сравнения полученного значения с предварительно измеренным вне зоны геологического нарушения, вычисления отношения

д

- 100 и при 3% д 8% зону i

относят к невыбросоопасным, а при д 8% - к выбросоопасным.

На чертеже схематически изобрах ено устройство для осуществления прогноза вы- бросоопасности угольных пластов в зонах геологических нарушений.

Устройство содержит корпус 1 прибора, основной, приемник 2 ИК-излучения, фокусирующее зеркало 3, полосовой ИК-фильтр 4, дополнительный приемник 5 ИК-излучения, электронный усилитель 6 сигналов приемников, регистрирующее устройство 7, источник 8 питания, переключатель 9 приемников, дополнительный зеркальный отражатель 10, приводная ось 11 поворотного устройства с герметизирующим уплотнением 12, рычаг 13, фиксатор 14 положения, отверстие 15 в фокусирующем зеркале 3. Кроме того, устройство содержит (обведены пунктирной линией) ИК-излучатель 16, закрепленный на отдельной подвеске 17 и соединенный последовательно с модулятором 18 и стабилизатором 19, аттенюатор 20, широкополосный ИК-фильтр 21, дополнительный переключатель 22 фильтров с фиксаторами 23 и герметизирующим уппот- нением 24.

При этом функции основного и дополнительного приемника становятся разными, В известном устройстве дополнительный приемник служит лишь для приема ИК-излучения на выделенной длине волны, а основной для приема излучения в диапазоне 2,6-30 мкм. В предлагаемом обе эти функции выполняет дополнительный приемник, на входе которого меняют фильтры, а основной выполняет функцию приема ИК-излучения, отраженного от забоя после его облучения ИК-излучателем.

Устройство работает следующим образом.

Входное окно прибора наводится на забой угольного пласта. Поток ИК-излучения от обследуемой поверхности угольного пласта попадает на фокусирующее зеркало 3,

0 которое концентрирует его дополнительный отражатель 10, устанавливаемый в нужное положение рычагом 13 поворотного устройства и через отверстие 15 в центре зеркала и широкополосный фильтр 21 при5 ходит на дополнительный приемник 5 ИК- излучения. Выработанный в нем сигнал усиливается и фиксируется на регистрирующем устройстве 7. Измерение интенсивности ИК-излучения на выделенной частоте

0 производят путем замены широкополосного фильтра 21 с помощью переключателя 22 на полосовой фильтр 4.

Для измерения интенсивности отраженного ИК-излучения переключением рыБ чага 13 поворотного устройства основной приемник 2 и дополнительный отражатель 10 меняются местами и жестко фиксируются фиксатором 14. При этом происходит переключение приемников на входе усилителя

0 с помои1ью переключателя 9 и включение ИК-излучателя 16, соединенного с источником питания последовательно с модулятором 18 и стабилизатором 19. Отраженное от поверхности забоя излучение ИК-излучате5 ля 16 попадает на фокусирующее зеркало 3, которое концентрирует его на основной приемник 2. Выработанный в нем сигнал через аттенюатор 20 и переключатель 9 поступает на усилитель 6, а затем на регистри0 рующее устройство 7.

В качестве основного приемника использован фотодиод ФДК-155, а дополнительного - полупроводниковый приемник на основе монокристаллов антимонида

5 кадмия. В качестве встроенного ИК-излуча- теля использован полупроводниковый диод АП 107Б,

Формула изобретения

1, Способ прогноза выбросоопасности

0 угольных пластов в зонах геологических нарушений, включающий измерение естественной интенсивности излучения тепла с поверхности забоя, выделение участков с пониженной интенсивностью, определение

5 по понижению интенсивности излучения зон влияния геологических нарушений, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности прогноза путем у ета степени угля в зонах влияния геологических нарушений, поверхность забоя облучают инфракрасным модулированным излучением с выделенной длиной волны, измеряют интенсивность отраженного от поверхности забоя инфракрасного излучения в зоне влияния геологического нарушения н и вне этой зоны I, определяют отношение разности интенсивности в зоне влияния геологического нарушения и вне этой зоны к интенсивности вне зоны влияния геологического нарушения и

i

гического нарушения считают невыбросоо- пасной, а при 100 % зону

при

100 8 % зону влияния геолоI

влияния геологического нарушения считают выбросоопасной.

2. Устройство для прогноза выбросоо- пасности угольных пластов в зонах геологических нарушений, включающее корпус с основным и дополнительным приемниками излучения, вспомогательное и фокусирующее зеркало с отверстием на середине, пе- реключатель приемников, фильтр, переключатель фильтра, усилитель, источник питания, блок регистрации, закрепленное на корпусе поворотное устройство, о т - лишающееся тем, что, с целью повышения надежности прогноза выбросоопасности, устройство снабжено встроенным источником инфракрасного излучения, расположенным перед основным приемником на отдельной подвеске, дополнительным переключателем фильтров, каналом с

аттенюатором, модулятором и стабилизатором напряжений, причем источник инфракрасного излучения соединен с выходом модулятора, вход модулятора последовательно соединен со стабилизатором напряжения и источником питания, а основной приемник подключен к усилителю через переключатель по каналу с аттенюатором, при этом дополнительный приемник настроен

на прием естественной интенсивности излучения тепла с поверхности забоя на выделенной длине волны в диапазоне 2,6-30 мкм, а основной приемник настроен на прием отраженного от забоя инфракрасного

излучения от встроенного источника инфракрасного излучения.

Изобретение относится к горному делу, м.б. использовано при прогнозе выбросоопасности угольных пластов в зонах геологических нарушений (ГН). Цель изобретения - повышение надежности прогноза путем учета степени нарушенности угля в зонах влияния ГН. Устанавливают интенсивность естественного фонового теплового излучения в диапазоне 2,6 - 30 мкм и на выделенной длине волны и излучения с поверхности забоя. Устанавливают по ним зону влияния ГН. Облучают поверхность забоя инфракрасным излучением (ИКИ) и определяют интенсивность отраженного ИКИ в зоне влияния ГН и вне зоны влияния ГН. Вычисляют отношение разности ИКИ в зоне влияния ГН и вне этой зоны к ИКИ вне зоны влияния ГН. При этом отношении меньшем 8% и большем 3% зону считают невыбросоопасной, а при отношении большем и равном 8% - выбросоопасной. Устройство для осуществления способа состоит из корпуса, основного и дополнительного приемников ИКИ, фокусирующего зеркала с отверстием, полосового фильтра, электронного усилителя, регистрирующего устройства, источника питания, переключателя приемников, дополнительного зеркального отражателя ИКИ на подвеске, соединенного с модулятором и стабилизатором, аттенюатора, широкополосного инфракрасного фильтра, дополнительных переключателей фильтров с фиксаторами и герметизирующим уплотнением. При этом дополнительный приемник настроен на прием естественного излучения, а основной - на прием отраженного ИКИ от встроенного источника ИКИ. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

i

.23