Способ определения содержания негорючих веществ в смеси угольной и инертной пыли

(51) 5 О ст ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специализированный центр по изготовлению, монтажу, наладке и техническомуобслуживанию радиоизотопного оборудования "Углеизотоп" Треста "Донецкуглеавтоматика" и Государственный Макеевскийнаучно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности(56) Яас 1 з Н.К., Магти О. МодОсатоп о 1Вцгеап о 1 Мпез ВЕЯС йосК Оцзс Мормог,Вогеап о 1 Мпез Керогаз о 1 пчезбца 1 оп Ь8155, 1976,Патент США М 4590373,кл, 6 01 й 23/00, 1986. Изобретение относится к области, ядерно-физических методов исследования вещества и может быть использовано для контроля и уменьшения взрывоопасности угольной пыли в горных выработках (массовая доля негорючих веществ Сн 8 в смеси угольной и инертной пыли определяется как сумма содержания золы и углекислоты карбонатов).Известен способ определения содержания негорючих веществ в пробах пыли, основанный на регистрации отраженного от пробы гамма-излучения. Содержание негорючих веществ определяют по градуировочному графику, построенному с использованием двух проб пыли, содержащих известное количество негорючих веществ. 1711049 А 1(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ НЕГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ В СМЕСИ УГОЛЬНОЙ И ИНЕРТНОЙ ПЫЛИ(57) Изобретение относится к ядерно-физическим методам исследования вещества. Цель изобретения - повышение точности определения при проведении контроля качества осланцевания горных выработок, Два калибровочных и исследуемый образцы облучают бета-излучением и регистрируют обратно-рассеянное излучение. В качестве одного из калибровочных образцов используют эквивалентную меру массовой доли не- горючих веществ, изготовленную иэ однородного твердого материала, В качестве другого используют пробу инертной пыли, применяемую для осланцевания данной горной выработки. Недостатком этого способа является не бходимость использования двух смесей с аданным содержанием негорючих ве Наиболее близким к изобретению является способопределения содержания негорючих веществ в смесях, основанный на регистрации обратно-рассеянного от образца 3 -излучения, поток которого пропорционален эффективному атомному номеру образца, зависящему,от соотношения концентраций горючих и негорючих веществ в смеси. Содержание негорючих веществ определяют по градуировочному графику, построенному с использованием двух калибровочных образцов, имеющих известное содержание в них негорючих веществ, Для подготовки калибровочных образцовготовят смеси известных количеств угольной и инертной пыли,Недостатком способа является невозможность производить точную градуировку прибора с учетом особенностей состава 5 инертной пыли, используемой для осланцевания.Цель изобретения - повышение точности определения при проведении контроля качества осланцевания горных выработок, 10При регистрации обратно-рассеянного 3-излучения зависимость числа регистрируемых импульсов от содержания негорючих веществ в смеси аппроксимйруется линейным уравнением15псм =пс+ ЧСнв, (1) где по - число импульсов, зарегистрированн ых от безэольного угля или какой-либо смеси с известным содержанием негорючих веществ Снв, 20Чт - чувствительность устройства к изменению содержания негорючих веществ.Уравнение (1) может быть представлено в видепсм = пип - Ч (Сип - Снв), (2) 25 где пип - число импульсов, зарегистрированных от чистой инертной пыли с содержанием негорючих веществ Сип = 100%Из уравнения (2) следует, чтосю = 100 . - .р - , )3)Пип псм 30 При наличии калибровочного образца с известным содержанием негорючих веществ Сэ или имитатора такого образца (эквивалента), измеряя последовательно число им пульсов, обусловленных отражением излучения от эквивалентной меры (имитатора) пв, пробы инертной пыли,птп и исследуемой смеси псм, содержание негорючих веществ в последней можно определить из 40 уравненияСнв = 100 - (100"сэ) --- )4)пип пвПри реализации способа проводят следующие операции, Готовят.два калибровоч ных образца. Один из них представляет собой эквивалентную меру, изготовленную из однородного твердого материала (металл, пластмасса, керамика и др,), эффективный атомный номер которой равен 50 эффективному атомному номеру смеси угольной и Инертной пыли с содержанием негорючих веществ, соответствующим начальной части диапазона определения содержаний, Второй калибровочный образец 55 представляет собой пробу инертной пыли, применяемой для осланцевания данной горной выработки, Последовательно облучают калибровочные и исследуемый образцы Р -излучением и регистрируют обратно- рассеянное излучение, Определяют интенсивности обратно-оассеянных излучений и по полученным данным по формуле(4) определяют содержание негорючлх веществ в исследуемом образце, Измерения проводят с использованием ЭВМ с помощью программы, которая предусматривает постоянную последовательность операций при подготовке к измерению образцов, а также содержит алгоритм работы и сведения об эквивалентном значении содержания негорючих веществ в имитаторе и их истинном значении в инертной пыли. При этом вначале после измеренийс калибровочными образцами определяют константы градуировочной характеристики, заносят их в память вычислительного устройства, где хранят их до следующей операции градуировки, а, начиная с третьего измерения, определяют содержание негорючих веществ в исследуемых образцах,Способ опробован при анализе реальных смесей угольной и инертной пыли. Анализировали пробы смесей, как специально приготовленных, так и отобранных в шахтах. Лабораторные смеси готовили путем тщательного перемешивания угольной и инертной пыли, просеянных через сито. Содержание негорючих веществ в компонентах определяли термогравиметоическим методом, а в смесях - расчетом. Содержание негорючих веществ в приготовленных образцах составляло 42,0, 55,0, 70,0, 85,0 и 99,6;4, Массовая доля негорючих веществ установлена с погрешностью, не превыша-. ющей по абсолютной величине 0,4. В шахте пробы отбирали со стенок выработки и просеивали их через сито. Для проведения измерений использовали прибор оснащеннь)й источником Р -излучения Яг + У активностью 5 мКи, и газоразрядным счетчиком. Погрешности определения содержаний составили от 0,1 до 1,3 О)4, в то время как по известному способу погрешность составила около 3 ,Использование в качестве первого образца эквивалентной меры массовой доли упрощает процесс градуировки и позволяет производить его в условиях шахты непосредственно перед измерениями с исследуемыми пробами, чем повышается точность анализа, Использование в качестве второго калибровочного образца пробы инертной пыли, отобранной в месте проведения осланцевания, также позволяет проводить градуировку непосредственно в шахте, причем идентичность хы)мы 1 чес ого состава, ы)нертной пыли в калибооноом образце и1711049 в исследуемой пробе позволяет повыситьточность определения содержаний негорючих веществ Составитель А.КолесниковТехред М. Моргентал Корректор О.Кравцова Редактор В.Данко Заказ 335 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения Способ определения содержания негорючих веществ в смеси угольной и инертной пыли, включающий облучение исследуемой и двух калибровочных образцов ф -излучением, регистрацию обратно-рассеянного ф -излучения и определение содержания негорючих веществ по полученным данным, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения при пуоведении контроля качества осланцевания горных выработок, в качестве одного иэ калибровочных образцов используют эквивалентную меру массовой доли негорючих 5 веществ, изготовленную из однородноготвердого материала, эффективный атомньй номер которого равен эффективному атомному номеру смеси угольной и инертной пыли с содержанием негорючих веществ 10 соответствующим начальной части диапазона определения содержаний, а в качестве второго калибровочного образца используют пробу инертной пыли, применяемую для осланцевания данной горной выработки,