Способ определения степени выбросоопасности углей и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК E21F5/00 

мым, а степень выбросоопасности углей определяют по формуле:

3 .

. 1.

где IQ, амплитуды сигнала, равные высоте вертикальной линии на масштабной сетке осциллографа до диспергирования и после диспергирования и при К 1,2 угли относят к невыбросоопасным, при ,2-1,0 - к угрожаемым и при К 1,0 - к выбросО опасным.

Способ осуществляется устройством содержащим кварцевую трубку, резонатор, электромагнитный вибратор и элемент разрушения, в котором кварцевая трубка пропущена через резонатор, который содержит перегородку, а элемент разрушения состоит из пестика и трубки, установленной с возможностью центрирования пробы в резонаторе.

На фиг.1 изображено устройство цля определения степени выбросоопас ности углей; на фиг.2 -характер изменения величины концентрации парамагнитных центров при диспергировании, где а - HeBH6pocoonacHfcief угли, б - выбросоопасные угли.

Устройство содержит резонатор 1, через который пропущена закрепленная в точках 2 и 3 кварцевая трубка 4 с перегородкой 5, на которую насыпается исследуемый угольный порошок 6. Через верхний край трубки 4 опускается пестик 7 с трубкой 8 для предотвраицения миграции угольной пыли. Конец рукоятки пестика 9 подсоединен к электромагнитному вибратору 10.

Отобранный в шахте из груды забоя уголь измельчается и помещается в сушильный шкаф с электрическим обогревом и терморегулятором для сушки при температуре в течение 12 ч, вес пробы 50-100 г. Высушенный уголь просеивается.; Исходным материалом для проведения исследований служит уголь крупности 02-0,16 мм. С помощью дозатора порошковых проб осуществляется перемешивание и отбор навески, которая помещается в кварцевую трубку с перегородкой в центре резонатора.

Через верхний край кварцевой трубки уголь накрывается пестиком, изготовленным из того же материала. Диаметр трубки6 мм, толщина стенок 1 мм, перегородки 2 мм. Конец рукоятки пестика крепится к приводу, в качестве которого используется электромагнитный вибратор от электробритвы Киев-5, в качестве прибора по регистрации сигнгша используется спектрометр типа РЭ-1301.

Собранная таким образом установка готова к работе.

После включения спектрометра и его прогрева выставляется на экране ос- цидлографа сигнал необходимой амплитуды, который для контроля записывается на самописец. Учитывая, что ширина сигнала углей при измельчении практически не заменяется , развертку по горизонтали электронного луча на экране осциллографа убирают, вые- тавляя таким образом на экране вертикальную черту, по длине которой судят об интенсивности сигнала.

Включается вибратор и одновременно наблюдается характер изменения интенсивности сигнала по масштабной сетке на экране осциллографа. Продолжительность диспергирования составляет 0,5-1,0 мин. После диспергирования на самописце запись сигнала продолжается .

Увеличение интенсивности сигнала ЭПР характеризует невыбросоопасные угли. Незначительное увеличение, постоянство или даже уменьшение интенсивности сигнала ЭПР при измельчении углей характерно для выбросоопасных и угрожаемых углей с развитой тектонической структурой разрушения, когда процесс разрушения протекает по природным дефектам бед заметного накопления новых, что и отражается на амплитуде сигнала ЭПР. По соотноиению интегральной интенсивности сигналов, зарегистрированных до и после диспергирования, оценивается количественная величина степени выбросоопасности углей К по формуле m m

С-Е:

0

г

к --

з;

гл

m

п-п

jK

амплитуда в точках разбиения

где :у спектра угля до начала диспергирования;

,амплитуды в точках разбиения спектра угля после их диспергирования;

ji амплитуда сигнала, равная высоте вертикальной линии на масштабной сетке осциллографа до диспергирования и посл соответственно.

На фиг.2 приведен пример изменения величины концентрации парамагнитных центров относительно максимального значения при изменении размеров угольных частиц при их разрушении. Угли, дающие механохимический эффект, заключакяцийся в нарастании количества парамагнитных частиц при диспергировании, со значением величины коэффициента К 1,2, относятся к невыбросоопасным, при К (1,2-1,0) - к угрожаемым и при К 1,0 - к выбросоопасным.

Применение изобретения позволяет экспериментальнь1м путем определять степень выбросоопасности углей.

Использование предлагаемого способа определения степени .выбросоопасности углей, обладающего высокой надежностью, позволяет производить регистрацию реакции угля на механическое воздействие, т.е. разрушение угля, величина которой определяется структурой угля, исключает необходимость взвешивания навески и уменьшает влияние на конечный результат опытов непостоянства вещественного состава.

Формула изобретения

1. Способ определения степени выбросоопасности углей, включающий .отбор пробы угля в забое шахты, ее измельчение, регистрацию сигнгша элек тронного парамагнитного резонанса измельченной пробы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности определения степени выбросоопасности углей, регистрацию сигнала электронного парамагнитного резонанса осуществляют одновременно с диспергированием измельченного угля, при этом при увеличении интенсивности сигнала электронного парамагнитного резонанса в процессе диспергирования в сравнении с сигналом электронного парамагнитного, резонанса до диспергирования угли относят к невыбросоопасным, при постоянстве сигнала или его уменьшении - к выбросоопасным или угрожаемым, а степень выбросоопасности углей определяют по формуле;. ,

К ;

3L

jtf

где oJJ - амплитуды-сигнала, равные высоте вертикальной линии на масштабной сетке осциллографа до диспергирования и после диспергирования и при К 1,2 угли относят к невыбросоопасным, при ,2-1,0 - к угрожае№1М и при КЫ , О - к выбросооЪасным.

2. Устройство для определения степени выбросоопасности углей, содержащее кварцевую трубку, резонатор, электромагитный вибратор и элемент разрушения, отличающееся

тем, что кварцевая трубка пропущена через резонатор, который содержит перегородку, а элемент разрушения состоит из пестика и трубки, установленной с возможностью центрирования

пробы в резонаторе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Метод прогноза потенциальной выбросоопасности угольных пластов,

ВДНХ, СССР. Новочеркасский политехнический институт, 1978, с. 8.

2.Власова М.В., Каказей Н.Г. Электронный парамагнитный резонанс в механически разрушенных твердых телах. Киев, Наукова думка , 1979, с. 60-63 (прототип).