Способ определения температур угле-ОбРАзОВАНия Советский патент 1981 года по МПК G01V3/02 G01V9/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР УГЛЕОБРАЗОВАНИЯ

Частиц не отражает молекулярно-стр ктурных изменений, происходящих в угольном веществе при температурном на него воздействии.

Цель изобретения - повыщение точности определения температур образования различных марок углей.

Поставленная цель достигается тем, что образец угля вакуумируют, охлаждают до температуры минимального термостимулированного электрического сигнала, воздействуют на него низкочастотным электрическим полем, нагревают образец с постоянной скоростью, регистрируют термостимулированный ток в зависимости от температуры и по температуре насыщения этого тока судят 6 температуре образования угля.

Способ основан на применении вакуума, создающего условия для проявления влияния более структурированных частиц угля на его электропроводность при нагревании, а также использовании метода термической стиммуляции, позволйЮШёго с помощьюсо- ответствующей регистрирующей аппаратуры наблюдать с повышение температуры образца изменение его термостимулнрованной электропроводности, которая благодаря своей повышенной, чувствительности к структурным изменениям в угле несет более достоверную информацию о температурных условиях стадий углефикадии, чем обычная электропроводность.

Способ реализуют следующим, образом.

Образец угля, представляющий собой небольшую пластинку толщиной в -1,5мм сначала вакуумируют до Ю мм рт. ст., далее охлаждают жидким азотом до температуры порядка - , при которой термрстимулированный электрический сигнал практически отсутствует, а затем к образцу прикладывают переменное электрическое поле с частотои 20-30 Гц и иапряжённостью до-100 В/см, обеспечивающее оптимальную величину этого сигнала. Выдержав образец некоторое время под напряжением при низкой температуре, производят регистрацию термостимулированного тока, возникающего в образце при нагреванииего с постоянной скоростью равной 2-3 град/мин и таким образом получают кривую изменения термостимулированной электропроводности (кривую ТСП) в довольно широком температурном интервале.

При повышении температуры Образца термостимулированная электропроводность угля сначала закономерно возрастает, достигая при определенной температуре постоянного значения, свидетельствующего о..наг сыщении тока термостимуляции, а посл некоторого уменьшения снова увеличивается. Установленная по точке перегиба кривой ТСП температура насыщения термостймулированиого тока соответствует температуре углеобразования, отражающейся в определенных изменениях структуры угольного вещества при его углефикации.

На чертеже приводится серия кривых термостимулированной электропроводности, полученных для донецких каменных углей марок Д(1), Г(2), Ж{3), К(4), ОС(5) и Т (6), обладающих примерно одинаковыми петрографическими и химическими показателями.

Для «аблюдения приведенных кривых

О использовалась специальная лабораторная установка, основными элементами которой являлись криостат с высокоомными электровводами и вакуумной системой и измерительная аппаратура. Нагревание образ 5 ца с постоянной скоростью осуществлялось при помощи микроэлектропечки.

На всех кривых термостимулированной

Г электропроводности отмечается небольшое

I плато, соответствующее насыщению тока

термостимуляции, появление которого на

2о кривых ТСП с физической точки зрения

i обусловливается тем, что количество центров генерации носителей заряда, не входящих в молекулярную структуру и обеспечи вающих проводимость на данном темпера-- турном интервале, при достижении определенной температуры остается постоянным. Постепенный переход плато с дальнейшим повышением температуры в возрастающую ветвь кривой ТСП объясняется сменой в образце ионной проводимости на электрон30 вую, причем, чем выше степень метаморфизма углей, тем быстрее происходит переход одной проводимости в другую, что проявляется Б вырождении плато в некоторую , точку перегиба кривой при определеной темi пературе. Характерной особённостьЕО кри вых ТСП является общая тенденция смещения точки выхода термостимулированного сигнала на насыщение в область возрастающих температур при переходе к более

метаморфизованным углям. Так, для иссле40 доаанных углей марки Д эта точка находйт, ся в диапазоне температур 90-95°С, для

угля марки Г она смещается к температуре 115-120С, для углей марки Ж ей отвечает температура 130-135°С, а для еще более Метаморфизованных каменных углей (марки К, ОС, Т) температура нась1щения соответственно составляет порядка 150-155 С, 160-165°С и 190 - 195°С. Температуры насыщения тока термостимуляции, определяемые по точкам перегиба кривых ТСП для углей разный марок, в целом хорошо согласуются с температурными образования углей разных марок, в целом хорошо согласуются с температурами образоваиия углей соответствующих марок, получеииых геологическими методами.

J5 Таким образом, изучение зависимости

термостимулированной электропроводности образца угля от его температуры дает

, возможность довольно точно определять

температуру образованяя углей различной степени метаморфизма.

Формула изобретения

Способ определения температур углеобразования по зависимости электропроводности от температур нагревания t поеледующим его охлаждением, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температур образования различных марок углей, образец угля вакуумируют, охлаждают до температуры минимального термостимулированного электрического сигнала, воздействуют на него низкочастотным

электрическим лолем, нагревают образец с постоянной скоростью, регистрируют термостимулированиый ток в зависимости от температуры и по температуре насыщения этого тока судят о температуре образования угля.

Источники информации, принятые во виимаиие при экспертизе 1.,Вышемирский В. С. Геологические условия метаморфизма углей и нефти. Саратов, 1963, с. 31-37.

2. Топорец С. А. О метаморфизме ископаемых углей и геометрическом градиенте угленосных формаций.-«Углеиосные формации некоторых регионов СССР АН СССР. М., 1961, с, 505-506 (прототип).

. . .. ЦО80по T&Mnepamypcfy С «