Способ принудительной дегазации углей Советский патент 1981 года по МПК G01N7/14 

1

Изобретение относится к способам стимуляции гаэовьщеления из горных пород, в частности углей, и мсжет быть использовано для контролируемой дегазации угольных залежей при их разработке, а также при поисках и разведке угольных месторождений геофизическими методами.

Известен способ стимуляции газовцделения из углей, применяемый при анализе газов в лабораторных условиях и основанный на физическом воздействии на газосодержащие образцы путем их нагревания, механического измельчения, вакуумирования или различного вида сочетаний этих операций 1 .

Недостатком этого способа является то, что эти методы воздействия на образцы вызывают необратимые процессы, разрушают образцы, что исключает возможность дальнейшего изучения их другими методами.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ принудительной дегазации углей путем физического воздействия на них 2.

Недостатком известного способа является то, что на уголь воздействуют акустическим полем, которое даже при наличии мощных генераторов имеет небольшой радиус действия и ограничивается расстоянием от источника поля порядка нескольких метров, что не позволяет его применить для обработки больших угольных месторождений.

Целью изобретения является интен10сификация процесса газовыделения.

Указанная цель достигается тем, что науголь воздействуют переменным электрическим полем напряженностью 40-65 В/см с частотой не менее 10015200 Гц.

На фиг. 1 представлены кривые, полученные по экспериментальным данным зависимости давления в камере от времени воздействия переменного электрического поля; на фиг. 2 и 3 20зависимости скорости газовьвделения от напряженности электрического поля и его частоты.

Способ осуществляется в лабора25торных условиях следующим образом.

Образец угля в виде плоскопараллельной пластинки покрывают аквадаговыми пленками-электродами на двух противоположных гранях с наиболь30 тлей площадью, крепят его прижилшыми

контактами к держателю образца, вмотированному в герметичной камере. После этого к электродгич прикладывают переменное электрическое поле и регистрируют возникающее при этом газовыделение соответствующими датчиками .

На фиг. 1 представлена кривая 1 испытания образца при температуре , кривая 2 - при .

Точка А соответствует моменту включения поля, точка 6 - его выключению . Напряженность, В/см 40 60 Скорость газовыделения, мм.рт. ст./с 2,8 9,0 15,0 200 300 Частота, Гц100 Скорость газовыделения, мм.рт. ст./с 1,2 2,7 4,1

Наложение электрического поля на образец, ранее дегазированный с помощью вакуумирования и термического воздействия, порождает дополнительное газовыделение, что свидетельствует о более полной дегазации образцов под врздействием электрического поля.

Это обстоятельство позволяет использовать электростимуляцию газовыделения при исследовании газонасыщенности образцов небольших размеров без снижения точности анализа. Так, даже злектростимуляция угольных образцов с размером 20x30x3 мм обеспечивает количество газа, необходимое для проведения хроматографического анализа. Электрическое поле определенной частрты селективно воздействует на газы определенного состава.

Применение изобретения в угольных шахтах для предшествующей разработке дегазации позволит уменьшить затра- . ты на вентиляционное оборудование, улучшить условия труда и устранить опасность внезапных выбросов угля и газа, а также взрывов метана.

Кроме уменьшения опасности взрывов и отравления,возможность управРезультаты испытания угля марки/Ни показали, что пороговые значения напряженности поля, при котором начинается процесс газовьвделения из угольных образцов, находятся в пределах рт 40 до 65 в/см в зависимости от степени их углефикации.

При повышении напряженности поля скорость газовыделения линейно возрастает (см. фиг. 2) .Изменение же частоты вызывает нелинейное изменение скорости газовыделения (см. фиг. 3). Результаты испытаний приведены ниже.

ления процессом газовыделения при реализации способа позволит каптировать выделяющийся газ и утилизировать его на месте, например,в шахтных энергетических установках, с дополнительным экономическим эффектом/ так как в настоящее время на некоторых шахтах Донбасса утилизируется лишь часть угольного газа в смеси с воздухом.

Формула изобретения

Способ принудительной дегазации углей путем физического воздействия на них, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса газовыделения, на уголь воздействуют переменным электрическим полем напряженностью 40-65 В/см с частотой не менее 100-200 Гц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Глущенко И.М. Термический анализ твердых топлив. М., Металлургия, 1968, с. 183-185.

2.Сургучев М.Л. и др. Гидродинамическое акустическое тепловое циклическое воздействие на нефтяные пласты. М., 1975 , с. 97. 22,5 400 6,2

f HHpmc/n

6 б

-/

ю

T-J

г4

10