Способ оценки склонности углей к самовозгоранию

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рц 730972 Ф с с(22) Заявлено 1811.76 (21) 2421300/22-03 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет Е 21 Р 5/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(088, 8) Дата опубликования описания 300480(72) Авторы изобретения Е.И. Глузберг и Н.Ф, Гращенко Карагандинский ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт Министерства высшегои среднего специального образования Казахской ССР(54) СНОСОВ ОЦЕНКИ СКЛОННОСТИ УГЛЕЯ К САМОВОЗГОРАНИЮ Изобретение относится к угольной промышленности, а именно к обеспечению безопасных условий труда при разработке угольных месторождений и хранении угля, и может быть использовано для оценки склонности углей к самовозгоранию.Известен способ оценки склонности углей к,самовозгоранию, основанный на установлении корреляционной связи между содержанием фюзинита в угле и показателями склонности углей к самовозгоранию 1. Недостаток этого способа заключается в том, что получаемый показатель склонности является условным и не может быть использован для прогнозирования процесса самонагревания и возникающих при этом температурных полей. 20Наиболее близким к предлагаемому является способ оценки склонности углей к самовозгоранию, основанный на низкотемпературном окислении угля кислородом воздуха и заключающийся 25 в измерении константы скорости сорбции кислорода углем и температуры, при этом константу скорости сорбции кислорода углем измеряют при температуре 25 С 2). ЗО Недостаток данного способа - невысокая точность его оценки для различных ископаемых углей, так как константа скорости сорбции, измеренная при температуре 25 оС, вовсе не определяет фактическую склонность угля к самовозгоранию. Различия в склонности к самовозгоранию, напримес каменных углей, невозможно свести к весьма несущественным различиям у них межцу значениями константы скорости сорбции. С увеличением глубины разработки заметно. учащаются случаи самовозгорания углей, обладающих сравнительно низкими значениями константы скорости сорбции кислорода углем. Цель изобретения - повышение надежности оценки склонности к самовозгоранию для различных ископаемых углей. Это достигается тем, что производят не менее двух раз при различных температурах угля измерение константы скорости сорбции кислорода углем с одновременным измерением температуры, определяют температурае Е ссре ый коэффициент скорости сорбции кисорода углем по формулеОлй Мо)- тл оа основании которого судят о склоности угля к самовозгоранию,де Е - температурный коэффициентскорости сорбции кислорода углем, мл/г ч град;константа скорости сорбции кислорода углем, соответствующая температуреТл мл/гч;Т - температура угля, соответствующая константе скорости сорбции кислородауглем Ол, град;Оо - константа скорости сорбции кислорода углем, соот.ветствующая температуреТо мл/г ч;о - температура угля, соотнетствующая Оо, град.. Причем при значении температурного коэффициента скорости сорбции кислорода углем менее 0,002 мл/г,ч градуголь относят к мало склонным к самовозгоранию; при значениях его впределах 0,002 - 0,005 мл/г ч градк склонным к самовозгоранию; а призначении более 0,005 мл/г ч градк весьма склонным к самовозгоранию.Сущность способа заключается вследующем.Не менее двух раз производят приразличных температурах угля измерение константы скорости сорбции кислорода углем с одновременным измерением температуры; Измеряют Та, О,а затем Тл и Ол, после чего определяют температурный коэффициент скорости сорбции кислорода углем поформуле.По значению температурного коэффициента скорости сорбции судят о склонности к самовозгоранию.Апробация предложенного методадля углей различных марок, напримербурых и бурых метаморфизонанных углей,цозволяет установить, что уголь,обладающий температурньж коэффициентом Е менее 0,002 мл/г ч град,янляется мало склонным к самовозгоранию. Значения температурного коэфФициента Е в пределах 0,002 - 0,005мл/г ч град характеризуют уголь каксклонньФ к самовозгоранию; при значении Б более 0,005 мл/г ч градуголь относят к особо склонному ксамовозгоранию.В результате исследования кинетики самонагревания применительно кусловиям низкотемпературного окисления угля и некоторых других самовозгорающихся материалов устанавливают решающее влияние на характер самонагревания критерия где Е - характерный линейный размер, связанный с величиной скопления или с начальным распределениемтемпературного поля, м;С - объемная концентрация кислоЭрода н ноздухе, соприкасающемся с углем;с - теплоной эффект окисления,ккал/м 3;Е - температурный коэффициент10скорости сорбции кислородауглем, м/кг с град;О - коэффициент температуропроводности угля, ме/с;Су- удельная теплоемкость угля,ккал/кг град.5 Значение этого критерия определяет возможность или невозможность развития локальных очагов интенсивногоразогрева, затухающий или прогрессирующий (переходящий в возгорание)20 характер самонагренания угольногоскопления в целом.Из всех величин, связанных с природой угля, наиболее сильное влияниена вариации критерияй оказывает не 5 личина Е температурного коэффициента скорости сорбции, характеризующая быстроту изменения константы скорости сорбции с ростом температуры,Поэтому при одинаковых внешних условиях (параметрые, с) значениеименно этой величины оказывает практически решающее влияние на характерсамонагревания - будет ли оно затухать со временем или, самоускоряясь,приведет к возгоранию,Чем выше температурный коэффициент Е, тем ниже критическая температура самонагревания, тем при болеемалой мощности скопления и более низкой концентрации кислорода возмо 40 жен переход самонагревания в возгорание. Поэтому более высокимзначениям температурного коэФфициентасоответствует большая склонностьугля к, самовозгоранию.Так как предлагаемый показательсклонности к самовозгоранию определяет кинетику самонагренания,рассматриваемого как взаимодействие процессов тепловыделения и теплопередачи, что является общим длявсех случаев самонагревания, то онможет быть использован при оценкесклонности к самовозгоранию и другихмедленно окисляющихся материаловгорючих сланцев, колчеданных руд,55 торФа,Использование температурногокоэффициента Е скорости сорбции кислорода углем в качестве показателя Щ склонности угля к самовозгоранию иклассификации . на его основанииразличных шахтопластон позволяетосуществлять прогнозирование эндогенной пожароопасности и своенременно 65 пРедупреждать эндогенные пожары.730972 Формула изобретения Составитель Э. РудневаРедактор В, Зарванская Техред А.Шепанская КоРректор М, Пожо Заказ 1484/18 Тираж 626 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, К, Раушская наб д, 4/5Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1. Способ оценки склонности углейк самовозгоранию, основанный на низкотемпературном окислении угля кислородом воздуха и заключающийся в измерении константы скорости сорбции5кислорода углем и температуры,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности оценки для различных ископаемых углей,производят не менее двух раз при .различных температурах угля измерение константы скорости сорбциикислорода углем с одновременным измерением температуры, определяют температурный коэффициент скорости сорбции кислорода углем по формулеа-о т )т- т20на основании которого судят о склонности угля к самовозгоранию,где Е - температурный коэффициентскорости сорбции кислорода углем, мл/г ч град 1константа скорости сорбции 25кислорода углем, соответст- вующая.температуре Т 4 мл/г ч;- температура угля, соответствующая константе скоростисорбции кислорода углемО 30град; о - константа скорости сорбциикислорода углем, соответствующая температуре Томл/ г ч;То - температура угля, соответствующая Оо град2. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при значении температурного коэффициента скорости сорбции кислорода углем менее 0,002 мл/гчфград уголь относят к мало склонным к самовозгоранию. 3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при значениях температурного коэффициента скорости сорбции кислорода углем в пределах, 0,002-0,005 мл/г ч град уголь относят к склонным к самовозгоранию.4. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при значении температурного коэффициента скорости сорбции кислорода углем более 0,005 мл/гчград уголь относят к весьма склонным к самовозгоранию. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 173020, кл. 6 01 М 21/60, 1964,2. Веселовский В,С. и др. Физические основы самовозгорания угля и руд.М., Наука, 1972, с. 50-57 (прототип).