Способ определения содержания негорючих веществ в смеси угольной и инертной пыли Советский патент 1992 года по МПК G01N23/22 

Изобретение относится к области .ядерно-физических методов исследования вещества и может быть использовано для контроля и уменьшения взрывоопасное™ угольной пыли в горных выработках (массовая доля негорючих веществ Снввсмесй1 угольной и инертной пыли определяется как сумма содержания золы и углекислоты карбонатов).

Известен способ определения содержания негорючих веществ в пробах пыли, основанный на регистрации отраженного of пробы гамма-излучения. Содержание негорючих веществ определяют по градуировоч- ному графику, построенному с использованием двух проб пыли, содержащих известное количество негорючих веществ.

Недостатком этого способа является не обходимость использования двух смесей с заданным содержанием негорючих веществ.

Наиболее близким к изобретению является способ определения содержания негорючих веществ в смесях, основанный на регистрации обратно-рассеянного от образца ft -излучения, поток которого пропорционален эффективному атомному номеру образца, зависящемуvот соотношения концентраций горючих и негорюуих веществ в смеси. Содержание негорючих веществ определяют по градуировочному графику, пот строенному с использованием двух калибровочных образцов, имеющих известное содержание в них негорючих веществ. Для подготовки калибровочных образцовg о

готовят смеси известных количеств угольной и инертной пыли.

Недостатком способа является невозможность производить точную градуировку прибора с учетом особенностей состава инертной пыли, используемой для осланцевания.

Цель изобретения - повышение точности определения при проведении контроля качества осланцевания горных выработок.

При регистрации обратно-рассеянного /3-излучения зависимость числа регистрируемых импульсов от содержания негорючих веществ в смеси аппроксимируется линейным уравнением,

Псм ПО+ ФСнв,(1)

где по - число импульсов, зарегистрированных от беззольного угля или какой-либо смеси с известным содержанием негорючих веществ Сне;I

W - чувствительность устройства к изменению содержания негорючих веществ.

Уравнение (1) может быть представлено в виде

Псм Пип - Ч (Сип - Сне),(2)

где Пип - число импульсов, зарегистрированных от чистой инертной пыли с содержанием негорючих веществ Сип 100%. Из уравнения (2) следует, что

Пип Псм

(3)

При наличии калибровочного образца с известным содержанием негорючих веществ Сэ или имитатора такого образца (эквивалента), измеряя последовательно число импульсов, обусловленных отражением излучения от эквивалентной меры (имитатора) пэ, пробы инертной пылиг тп и исследуемой смеси псм, содержание негорючих веществ в последней можно определить из уравнения

(тооч:Э). (4)

ип э

При реализации способа проводят следующие операции. Готовят.два калибровочных образца. Один из них представляет собой эквивалентную меру, изготовленную из однородного твердого материала (металл, пластмасса, керамика и др.), эффективный атомный номер которой равен эффективному атомному номеру смеси угольной и Инертной пыли с-содержанием негорючих веществ, соответствующим начальной части диапазона определения содержаний. Второй калибровочный образец представляет собой пробу инертной пыли, применяемой для осланцевания данной горной выработки. Последовательно облучают калибровочные-и исследуемый образ

цы/ -излучением и регистрируют обратно- рассеянное излучение. Определяют интенсивности обратно-рассеянных излучений и по полученным данным по формуле (4) опре5 деляют содержание негорючих веществ в исследуемом образце. Измерения проводят с использованием ЭВМ с помощью программы, которая предусматривает постоянную последовательность операций при

10 подготовке к измерению образцов, а также содержит алгоритм работы и сведения об эквивалентном значении содержания негорючих веществ в имитаторе и их истинном значении в инертной пыли. При этом внача15 ле после измерений с калибровочными образцами определяют константы градуировочной характеристики, заносят их в память вычислительного устройства, где хранят их до следующей операции градуи20 ровки, а, начиная с третьего измерения, определяют содержание негорючих веществ в исследуемых образцах.

Способ опробован при анализе реальных смесей угольной и инертной пыли. Ана25 лизировали пробы смесей, как специально приготовленных, так и отобранных в шахтах, Лабораторные смеси готовили путем тщательного перемешивания угольной и инертной пыли, просеянных через сито. Со

30 держание негорючих веществ в компонентах определяли термогравиметрическим методом, а в смесях - расчетом. Содержание негорючих веществ в приготовленных образцах составляло 42,0, 55,0, 70,0, 85,0 и

35 99,6%. Массовая доля негорючих веществ установлена с погрешностью, не превыша-. ющей по абсолютной величине 0,4%. В шахте пробы отбирали со стенок выработки и просеивали их через сито. Для проведения

40 измерений использовали прибор, оснащенный источником уЗ -излучения Sr + Y активностью 5 мКи, и газоразрядным счетчиком. Погрешности определения содержаний составили от 0,1 до 1,3%, в то время как

45 по известному способу погрешность составила около 3%.

Использование в качестве первого образца эквивалентной меры массовой доли упрощает процесс градуировки и позволяет

50 производить его в условиях шахты непосредственно перед измерениями с исследуемыми пробами, чем повышается точность анализа. Использование в качестве второго калибровочного образца пробы инертной

55 пыли, отобранной в месте проведения осланцевания, -также позволяет проводить градуировку непосредственно в шахте, причем идентичность химического состава, инертной пыли в калибровочном образце и

в исследуемой пробе позволяет повысить точность определения содержаний негорючих веществ..

Формула изобретения Способ определения содержания рючих веществ в смеси угольной и инертной; пыли, включающий облучение исследуемой и двух калибровочный образцов /3 -излучён ниему регистрацию обратно-рассеянноро/ jS -излучения и on ределение содержания негорючих веществпо полученным данным, отличающий с я тем, что, с цепью повышения точности рпределения при rvsnt

ведении контроля качества осланцевания горных выработок, в качестве одного из калибровочных образцов используют эквивалентную меру массовой доли негорючих веществ, изготовленную из .однородного твердого материала, эффективный атомный номер которого равен эффективному атомному номеру смеси угольной и инертной пьк ли с содержанием негорючих веществ, соответствующим начальной части диапазона рпределения содержаний, а в качестве второго калибровочного образца йепользу- ют пробу инертной пыли, применяемую для осланцевания данной горной выработки.

Изобретение относится к ядерно-физическим методам исследования вещества. Цель изобретения - повышение точности определения при проведении контроля качества осланцевания горных выработок. Два калибровочных и исследуемый образцы облучают бета-излучением и регистрируют обратно-рассеянное излучение. В качестве одного из калибровочных образцов используют эквивалентную меру массовой доли негорючих веществ., изготовленную из однородного твердого материала. В качестве другого используют пробу инертной пыли, применяемую для осланцевания данной горной выработки. ел С