Способ определения пылеобразующей способности угля Советский патент 1982 года по МПК G01N24/10 

(Sk) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЫЛЕОБРАЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ УГЛЯ

Изобретение относится к исследованию физических свойств угля и может быть использовано при улучшении санитарно-гигиенических условий труда в угольной промышленности. Известен способ определения пылеобразующей способности угля на основании данных о распределении частиц пыли по фракциям при помощи определения величины электрического заряда частиц, В электронном приборе ЭКТМ-2 электризация частиц пыли происходит в каналах, просверленных в цилиндрах из эбонита или других диэлектриков. Частицы, проходя через канал, получают электрический заряд и отдают его при ударе о проволочку, натянутую по диаметру сечения канала. Проволочка находится в контакте с управляющей сеткой первой лампы усилительного уст ройства. После предварительного усиления импульсы через усилитель подводят к счетной части схемы, регистриру ющей число частиц. Уменьшая чувствительность счетной части, можно добиться того, что прибор будет регистрировать только более значительные импульсы, т.е. считать foлькo более крупные частицы. Таким образом, представляется возможность получить представление о распределении частиц по фракциям l. Однако показания приборов недостаточно устойчивы, так как они зависят от многих факторов, которые трудно учесть и заранее предусмотреть при проведении анализа. Кроме того, частицы угольной пыли одинаковых размеров в зависимости от состава угля могут иметь различный заряд не только по величине, но и по знаку. Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ определения пылеобразующей способности угля, включающий отбор и рассев пробы угля через сита. Показатель пылеобразующей способности угля определяют по данным ситового анализа исследуемых проб угля 2j. Недостатками известного способа являотся невозможность определения по казателя пылеобразующей способности угля до пуска в работу угледобывающей техники и длительный процесс его определения, вызванный -необходимостью рассеивания большого количества пробы угля. Цель изобретения - увеличение скорости и точности измерения пылеобразующей способности угля , Поставленная цель достигается тем что согласно способу определения пылеобразующей способности угля, включающему отбор и рассев пробы угля, пробу помещают в среду метана, записывают спектр электронного парамагни ного резонанса (ЭПР) пробы, осуществляют замену среды метана на воздух, вновь записывают спектр ЭПР пробы, измеряют изменение амплитуды записан ных спектров ЭПР пробы в указанных средах и определяют показатель пылеобразующей способности угля (т) из выражения: М ехр{а - ЬДЛ), где а и Ь - постоянные, зависящие от природы угля; ЛА - изменение амплитуды спек ра ЭПР пробы, записанной в среде метана и воздуха. На .чертеже показана кривая измене ния амплитуды спектра электронного парамагнитного резонанса пробы угля Последовательно в атмосфере метана (Лр) и воздуха, пде изменение амплитуды спектра ЭПР угля при замещении метана воздухом. Способ определения пылеобразующей способности угля включает отбор и подготовку образцов угля, запись изм нения амплитуды спектра ЭПР пробы уг ля при замещении в нем метана воздухом, измерение изменения амплитуды спектра ЭПР угля и определение значения показателя пылеобразующей способности угля. Отбор пробы в виде штыба производится с помощью герметизированных пробоотборников. Проба общим весом 50-100 г для предотвращения неконтро лируемого окисления помещается в кон тейнеры, заполненные метаном. В лабо ратории уголь извлекается из контейнера и подвергается рассеву на ситах Навеска угля 5-10 мг с размером зере менее 0,2 мм помещается в стеклянную ампулу для радиоспектрометрических измерений. Причем отбор пробы, рассев и отпайку ампул с углем производят при условии нахождения угля в метане (без контакта с воздухом). Ампула устанавливается в резонатор радиоспектрометра ЭПР для записи спектра. Для регистрации спектров ЭПР углей используются радиоспектрометры типа РЭ-1301 или РЭ-1306. Прибор работает в сантиметровом диапазоне длин волн (Л- 3,2 см). Сигнал ЭПР углей наблюдается при значении напряженности магнитного поля порядка Э. В ампулу под уголь вводится капилляр, через который со скоростью 10 подается метан. Затем ампула с углем и капилляром помещается в резонатор радиоспектрометра и записывается амплитуда спектра ЭПР угля ; В метане. При непрерывной регистраци| | амплитуды (скорость ленты мм/с) производится отключение метана и в капилляр подается воздух со скоростью 10 см /мин. После полного замещения метана воздухом запись амплитуды спектра прекращается. На основании графических данных, полученных на ленте самописца, определяет величину изменения амплитуды спектра электронного парамагнитного резонанса угля при замещении в нем метана воздухом. На основании полученных значений определяется показатель пылеобразующей способности угля из выражения m exp(a-b&A). Показатель пылеобразующей способности угля обратно пропорционально зависит от содержания пыли в угле. Изменение амплитуды спектра ЭПР угля При замещении в нем метана воздухом определяется содержанием пыли в анализируемой пробе (чем больше пыли, тем быстрее изменяется амплитуда спектра ЭПР угля, тем больше значение изменения амплитуды спектра ДА). Значения а и b получены по результатам ситового анализа и равны 0,171 и 1,68 для исследуемых видов угля. Пример 1. Проба угля весом 50 г в атмосфере метана загружается во фракционную установку, где отсеиваются частицы угля размером 200 мкм. 5-20 мг отсеянного угля помещается в стеклянную ампулу диаметром 4 М)«1, предварительно заполненную метаном, после чего ампула с углем запаивается и помещается в резонатор радиоспектрометра, где записывается исходная амплитуда спектра ЭПР угля в метане.. Запись спектра производится при опреде ленном режиме работы спектрометра: Ток детектора сверх0,1/It А высокой частоты Амплитуда высокочас10-20 мА тотной модуляции Амплитуда модуляции ЮдА 50 Гц 100 Э Диапазон развертки 3 мин Скорость развертки , Затем при непрерывной записи ампл туды спектра ЭПР угля (скорость протяжки ленты са юписца 5-15 мм/с) np изводится отключение метана и в ампу лу с углем подается воздух/ После пр дувки угля воздухом в течение, 30 с з пись изменения амплитуды спектра ЭПР прекращается.. На основании полученного графика ленте самописца получают значения не обходимых параметров: Ас - значение ам плитуды ЭПР пробы в атмосфере метана 200 мм; абсолютное изменение ам:плитуды ЭПР в.средах метана и воз, духа - мм; ДА - относительное изменение амплитуды ЭПР в средах меУана и воздуха л /АО -0, основании полученного значения относительного изменения амплиту ды спектра ЭПР угля ДА определяют показатель пылеобразущей способности угля из выражения m ехр(а-ЬдА), (О,171-1,680x0,189)0,86; m 0,86. Пример 2. Для другой пробы угля по изложенной методике полумены следующие значения параметров: Ад мм; А- 72,9 мм; ДА 0, m ехр(0,171-1,680,U89) 0,52; m 0,52. Предлагаемый способ позволяет значительно увеличить скорость определения показателя пылеобразующей способности угля-при высокой точности его определения, что позволит разработать меры по снижению запыленности при выемке угля в шахтах. Формула изобретения Способ определения пылеобразующей способности угля, включающий отбор и рассев пробы угля, отличающийся тем, что с целью увеличения скорости и точности измерений,, пробу помещают в среду метана, записывают спектр электронного парамагнитного резонанса пробы, осуществляют замену среды метана на воздух, вновь записывают спектр электронного парамагнитного резонанса пробы, измеряют изменение амплитуды записанных спектров электронного парамагнитного резо-. нанса пробы в указанных средах и определяют показатель пылеобразующей способности угля из выражения m exp(a-buA), где а и Ь - постоянные, зависящие от природы угля; ДА - изменение амплитуды спектра электронного парамагнитного резонанса пробы, записанной в среде метана и воздуха. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Л., Химия, 197, с. 237-238. 2.Руководство по борьбе с пылью в угольных шахтах, М., Недра, 1979i с. 91-95 (прототип). .