Способ изготовления комплекта стандартных образцов для определения зольности угля Советский патент 1993 года по МПК G01N23/223 G01N1/28 

Изобретение относится к области ради-- ометрического контроля зольности по естественной радиоактивности угля.

Известен способ изготовления комплекта стандартных образцов для определения зольности угля из эквивалентных материалов: алюминия (имитатор породы) и органического стекла (имитатор органической части угля - углерода).

Известный способ не может быть использовано для изготовления стандартных образцов радиометрического анализа зольности угля, так как эквивалентные материалы не содержат естественно-радиоактивных элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым целям является способ

изготовления комплекта стандартных образцов для определения зольности угля, включающий изготовления проб с заданной зольностью угля из породы и угля с известными величинами зольности и плотности и измерение массы проб.

В известном способе изготовления стандартных образцов поток гамма-излучения от проб функционально связан с зольностью угля. Недостатком известного способа является зависимость величины потока гамма-излучения при прочих равных условиях не только, от зольности угля, но и от степени уплотнения материала стандартных образцов, что усложняет подготовку образцов для радиометрического анализа.

ч

XI ON СО

Целью изобретения является упрощение способа при подготовке комплекта для радиометрического анализа за счет исключения влияния степени уплотнения материала образцов.

Сущность изобретения заключается в следующем масса l-пробы стандартного об-, pa3ttI So1fbrHOCTM угля равна произведению объём юветы, в которой заключается стандартный образец, на плотность образца р и коэффициент заполнения у объема кюветы зернами угля и породы. При засыпке массы образца в кювету за счет равного заполнения объема масса стандартного образца может быть различной. Так, например, при большой степени уплотнения образца при прочих равных условиях масса его увеличивается, а следовательно увеличивается ко- личество еСтествённО-раДйба Шныхатомов и поток излучения возрастает. Для того, чтобы стандартизировать степень уплотнения материала rfpW йЭгоТбВйе- нии образцов различной зольности производят измерение массы 1-го изготовленного стандартного образца ML Отношение массы любого 1-го образца к этой массе составляет:,

.

Mi - VPW. .. , .. Mi Vpiyi

Для того, чтобы степень уплотнения в 1-м образце была такая же как в 1-м образце,

.-. . ...

- EL

MI pi . - .. . .,

так как

0 №

АРп

Cyjpn+CniPy Af-A

ud .ДУ

An Ay

АУ(-А)

-Af +CAf-A

ТО

М| Ml

-A CAf-A (

Выбирают массу l-пробы стандартного образца по предложенному соотношению и заполняют кювету независимо от степени уплотнения образца. Поток излучения для каждого образца от естественно-радиоактивных элементов всегда будет постоянным и соответствовать зольности Aid.

Действительно, если степень уплотнения i-пробы образца будет несколько выше,

чем в 1-м образце, то материал этой пробы займет несколько меньший объем, так что Vi /9i Vi/)i , и наоборот. Однако поток излучения от 1-го образца при этом сохранится неизменным, так как количество естественно-радиоактивных атомов сохраняется неизменным и соответствующим зольности А| ,

Реализация предполагаемого способа осуществлялась при изготовлении стандартных образцов зольности для радиометрического экспресс-анализатора зольности.

Назначение стандартных образцов зольности - приёмочные испытания экспресс-анализатор зольности угля и его периодическая проверка по ГОСТ 11055-78. Стандартные образцы зольности угля

.изготавливают следующим образом. Для приготовления образцов была отобрана порода (And 88,2 % ) с шахты 50-летия Октября

ПО Туковуголь и угол (Ayd 10-1 % ). Плотность породы/Оп 2,67 г/см3, плотности угля ру 1,78т/см . Порода и уголь раздраблива- лись до размера частиц 3 мм.

Изготавливают стандартные образцы

со следующими расчетными значениями зольности угля, %: 10,1; 15; 25; 30; 35; 40; 45; 55; 60.

Массу угля и породы для получения образцов заданной зольности вычисляют по

формулам

Mni

M(Ad - А) АЙ-Ау1

м М(

......

где М 10 кг.

Навески породы и угля с массой, вычисленной по приведенным формулам, тщательно перемешивают, высушивают до воздушно сухого состояния и анализируют по ГОСТ 11022-87 в двух лабораториях.

Измеряют значение зольности среднее по данным 2-х лабораторий, В результате получены.пробы со следующими значениями зольности угля, %:у 10,1; 16,6; 25,5; 31,0; 34,6;-41,4; 46,3.; 53,6; 59,3.

Полученные пробы засыпают в цилиндрические кюветы для стандартных образцов диаметром 210 мм i и высотой 175 мм, изготовленные из органического материала и

герметизированные с помощью крышек с резиновыми прокладками.

Размеры кювет для стандартных образцов полностью соответствовали размерам рабочей кюветы радиометрического экс- пресс-анализатора зольности угля. Массу проб отдельных стандартных образцов определяют как разность между массой стандартного образца и массой кюветы.

После, выдерживания в течение 30 ч, для установления радиометрического равновесия, кюветы со стандартными образцами устанавливают в экспресс-анализатор и производят измерение скорости за счет детектора излучения от стандартных образ- цов. Результаты измерения скорости счета от стандартных образцов по способу, выбранному в качестве прототипа, представ- . лены в табл. 1,

Для определения погрешности переда- чи потока излучения от естественно-радиоактивных элементов, содержащихся в угле, от его зольности с помощью метода наи: меньших квадратов (МНК) определяют связь между скоррстью счета п детектора излучения и зольностью Ad стандартных образцов и условное среднеквадратиче- ское отклонение относительно линии регрессии Оп

П По +

dn.Ad

ада

251,5 + 2,112 Ad

Oh 2,645.

В качестве погрешности передачи связи между потоком излучения и зольностью угля принимают величину:

е 5Иоо% 1,1% . ,5

Таким образом, погрешность передачи в известном способе составляет 1,1 %.

Изготовление комплекта стандартных образцов по заявленному способу: в качестве 1-го стандартного образца выбрана проба с зольностью 59,3%. Произведен расчет массы других стандартных образцов по соотношению

-Ml(-Afo+(AJ-Afoy .

M( Mi

(-AfV-KAf-AyV

8640

164,7

217,51б-0,89АГ

Стандартные образцы разгерметизированы, а их массы приведены в соответствие с расчетными.

После этого стандартные образцы вновь загерметизированы, установлены в экспресс-анализатор и определены скорости счета детектора излучения от каждого стандартного образца.

Результаты измерений приведены в табл.2.

an

ОЬ

Б

3Ad 1,845; .

ОЬ 1,845

,8

По

100

10 15

20 25

0

5

0

5

0

5

Таким образом; изготовление стандартных образцов упрощается, точность передачи потока излучения от зольности угля по описанному способу увеличивается приблизительно в 1,6 раза и составляет 0,7% относительных, что свидетельствует о достижении поставленной цели. Тем, что после измерения массы одной пробы ее используют для выбора массы остальных проб по приведенному соотношению достигается то, что независимо от коэффициента за- полнения масса других стандартных образцов в зависимости от их зольности приводится к коэффициенту заполнения первой пробы, а количество радиоактивных атомов в каждом образце соответствует его зольности.

Изобретение может быть использовано при изготовлении стандартных радиометрических образцов зольности угля, а также для радиометрических приборов контроля вещественного состава, основанных на функциональных зависимостях между уровнем естественной радиоактивности и вещест- венным составом.

Формула изобретения.

Способ изготовления комплекта стандартных образцов для определения зольности угля, включающий отбор проб с заданной зольностью из породы и угля с известными величинами зольности и плотности и измерение массы проб, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью упрощения . способа при подготовке комплекта для радиометрического анализа за счет исключения влияния степени уплотнения материала образцов, после измерения массы одной пробы стандартного образца ее используют для выбора массы остальных проб комплекта согласно следующему соотношению:

Mi-Mi

,-r(A -Afov (Al-AP +CAf-Aftoy

где Mi - масса I-пробы стандартного образ , .л , л .; . /

Mi - измеренная масса пробы стандартного образца;

And, Ayd - зольности породы и угля соответственно;

рг , Ру - плотности проб породы и угля соответственно.

Таблица 1

Использование: радиотермический контроль зольности по естественной радиоактивности угля. Сущность изобретения: изготовление стандартных образцов с заданной зольностью из проб породы и угля с известными величинами зольности и плотности осуществляют с проведением операции измерения массы оДной пробы.для изготовления стандартного образца, а при изготовлении других стандартных образцов массу проб выбирают из соотношения: MI Mi (ЛИ + (А - А&, (ЛИ + (А - A&V где М|- масса 1-й пробы стандартного образца: ° Mi - измеренная масса пробы стандартного образца; And,Aid - зольности проб породы и угля соответственно; /Зп/Эу - плотности проб породы и угля соответственно. 1 табл. (Л

Таблица 2