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
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 |
{г |
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