Файл: Профилактика самонагревания угля в уступах разрезов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.11.2024

Просмотров: 16

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Для сопоставления термометрического метода и метода, основанного на снижении электрического сопротивления уг­ ля при его нагревании, были проведены аналитические ис­ следования. С этой целью на одном графике построены за­ висимости изменения сопротивления и температуры угля от температуры нагревателя (рис.З). Для построения графика экспериментальные данные были пересчитаны в относитель­ ные величины, за единицу температуры и сопротивления приняты начальные значения температуры to и начальное сопротивление R0. Абсцисса графика разбита на относитель­ ные единицы длины. Погрешность при измерении темпера-

Рис.З. Зависимость изменения температуры и сопротивления угля по длине теплового потока

от температуры нагревателя

9


туры

л f0 и

a t} была принята 1°, или в пересчете 4,4%.

Такую погрешность имеют технические термометры

общего

назначения. Погрешность при измерении

сопротивления

участка угля складывается из погрешности

измерительного

прибора (1,5%), что соответствует классу точности

1,5%

и

погрешности эксперимента 5%. О характере

изменения t

и

R

можно судить по сопоставлению с заданными величинами

U

и

Ro.

видно, что при заданной погрешности изме­

 

Из графика

рения начальной температуры t0 расстояния

от.нагревате­

ля,

на которых представляется возможным отличить

повы­

шенную температуру угля от окружающего фона, составля­

ют

I/

и 12 . На графике температура в месте

нагревания

составляла T i«3 5 °,

Т 2«55°.

 

 

 

 

Расстояния

и tz

как результаты приращения:

тем­

пературы угля с учетом погрешности последующего

изме­

рения распределяются по длине участка на меньшую

вели­

чину.

Например,

для температуры Т они лежат

в

интерва­

ле от

очага нагревания

(ось ординат) до точки А.

Все

ос­

тальные

замеры,

выполненные по длине участка

за

точкой

А, будут находиться в пределах погрешности.

 

 

 

 

Погрешность при измерении электрических

сопротивле­

ний участков угля составит: для начального замера

A R о ,

для последующих

ARf

, 4 R% , 4 R3 и т. д. На

графике

значения

R0 , Rf

и Rj

численно равны сопротивлению

угля

при температуре

нагревателя Т соответственно .24,35 и

55°.

Из графика следует, что с повышением температуры

 

в

очаге нагревания сопротивление участка снижается на боль­ шую величину.

Сравнительный анализ позволил сделать вывод, что если термометрическим методом нагревание угля может быть обнаружено на весьма близком расстоянии от его очага, то методом измерений и последующих сопоставлений величин электрических сопротивлений можно установить наличие и место очага нагревания на значительном удалении от него.

Это положение подтверждается также следующим

мате­

матическим расчетом.

 

 

По данным лабораторных исследований выведена

эмпи­

рическая формула зависимости электрического

сопротивле­

ния участка угля R. от температуры в районе

нагревателя

Т и расстояния до него t :

 

 

10


 

 

 

R ‘k(l-Wjn

+ !8i!03

ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'у' * 1О 1

 

 

 

 

 

При Т <

65° П =

1,

к *

0,45-0,0064;

при Т

65°

П =

- 2 8 ;

к

= 0,0263.

 

 

 

 

 

 

 

 

Для определения величины электрического сопротивления

участка угля длиной 500 см при повышении

температуры в

районе очага нагревания с 25 до 30° выполнены

следую­

щие расчеты:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при 7 2*25°,

$/=0,29,

 

 

 

 

 

 

 

Ri

= 0,29

( 500-10)

+

15 • ЮЗ

186,3 мом;

 

 

25

"

 

 

 

 

 

 

 

 

1.81

 

 

 

 

 

при Т 2 “

30°

$2 =

0,258,

 

 

 

 

 

R2 - 0,258 (500-10) +

 

15 • 10^

158,2 мом.

 

 

— — .f iS1- -

 

 

Таким

образом, при изменении температуры в очаге на­

гревания на 5° сопротивление участка угля

длиной

 

500 см

уменьшится на 28,1 мом,

что более чем в десять раз пре­

вышает погрешность прибора. Лабораторные

 

исследования

подтвердили принципиальную возможность

и

техническую

целесообразность применения электрометрического

 

метода

обнаружения ранних стадий самовозгорания угля. Промышленные испытания разработанного метода прово­

дились на разрезе "Кедровский' комбината "Кемеровоуголь", где на уступе пласта 'Волковский' протяженностью более 400 м действовали два эндогенных пожара с откры­ тыми очагами горения (рис.4). Пожарный участок А имел размеры по простиранию 10-15 м, участок Б - 22-26 м. В районе участков имели место значительные осыпи угля, по­

этому по условиям безопасности не представлялось

воз­

можным установить точно границы очагов горения

и

рас­

пределение температур на участках. Наблюдения

проводи­

лись при температуре окружающего воздуха -4°.

Темпера­

тура в шпурах 1, II, III и У11 составляла--3°, а

в

шпурах

1У , У и У 1 соответственно плюс 4, 7 и 2°.

 

 

 

Для измерения электрического сопротивления угля в ус­

тупах было пробурено восемь шпуров глубиной 1 м

и

диа­

метром 42 мм. Шпуры располагались на расстоянии

20, 25,

45 и 100 м друг от друга. В шпуры были забиты

латунные

11


электроды диаметром 42 мм. и длиной 1,2 м с контактными устройствами для подсоединения провода. Для уменьшения величины переходного сопротивления в шпуры перед уста­ новкой электродов вводилась паста.

Рис.4. Схема измерения электросопротивления участка угольного уступа в районах эндогенных пожаров А и Б

Электросопротивления участков угольного

уступа

изме­

нялись переносным, мегомметром М1101М,

погрешность

которого составляет ±}% от длины рабочей части

шкалы.

Результаты измерения электрических сопротивлений

приве­

дены в таблице.

 

 

 

Длина

Электро­

 

 

 

сопротив­

П р и м е ч а н и е

 

 

участка,

ление,

 

 

мком

1

2

3

 

20

6,2

Замер между шпурами

1—Г I

20

3,3

Замер между шпурами

Г1-Ш

20

3,0

Замер между шпурами

Ш-1У

20

1,1

Замер между шпурами

1У-У, участок

 

 

1У-У включает в себя район пожара

 

 

А размером около 12 м

25

3,6

Замер между шпурами

У-У1, т.е.

 

 

между районами пожаров А и Б

45

2,1

Замер между шпурами

У1-УП, участок

 

 

включает в себя район пожаров А и

12


 

 

 

 

Продолжение таблицы

1

1

2

1

3

 

90

 

5,6

 

Замер между шпурами 1У-УГТ, участок

40‘

 

 

 

включает в 'себя районы А

и Б

 

3,6

 

Замер между шпурами III-У

 

100

 

10,5

 

Замер между шпурами 1 и УШ, участок не

 

 

 

 

включает в себя районы пожаров

150

 

7,9

 

Замер между шпурами 1-УГ1, участок вклю­

 

 

 

 

чает в себя районы пожаров А и Б

Из

таблицы видно, что нагревание угля

значительно

снижает его сопротивление. Если на участках,где уголь не нагревался, средняя величина сопротивления составила 0,15- 0,18 ксм/м, тс на участках, где имелись очаги горения, на превышала 0,04-0,06 ком/м.

Наблюдения в промышленных условиях показали, что со­ противление угольного массива изменяется в широких пре­

делах и зависит от большого числа факторов,

в том

числе

от мощности пласта, глубины его залегания,

температуры

угля и др.

 

 

Замеры показали, что представляется возможным

опре­

делить величину сопротивления на участках

значительной

протяженности (более 100-150 м ). При наличии очагов на­ греваний на контролируемом участке (см.таблицу) сопротив­ ление его будет иметь меньшую величину, чем при их от­

сутствии.

 

 

Эксперименты в промышленных условиях

подтвердили

результаты лабораторных исследований и показали,

что

предлагаемый метод может быть рекомендован для

обна­

ружения мест самонагревания угля на открытых горных ра­

ботах.

 

 

 

 

 

Технологическая схема применения рекомендуемого

ме­

тода выглядит следующим образом.

 

 

 

Контролируемый угольный уступ, оставляемый

на

дли­

тельную

консервацию,

разбивается на отдельные

участки

длиной

100-150 м. На

границах участков' бурят шпуры глу­

биной 1,5-2 м и в них

вводят трубчатые

электроды

из

труднокоррозируемого

материала, имеющего

небольшое

омическое сопротивление. С одного конца электрод

дол­

жен иметь перфорацию и приспособление

для укрепления в

13