Способ определения температур угле-образования

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликпо делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 25,02,81(72) Авторы изобретения А. Ф. Сергатюк и С. А, Лизун Институт геологии ископаемых А(7) Заявител имии горючих 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРА УГЛЕОБРАЗОВАНИЯИзобретение относится к термоэлектрическим исследованиям ископаемых углей различной степени метаморфизма н может быть использовано для прогнозирования поисков месторождений нефти и газа, а так-. же при изучении теплового режима земных недр и палеогеотермии осадочных толщ,Известен способ определения температур . образования углей разных стадий углефикации по изменению физических свойств угольного-вещества при его нагревании 11.ОВ этом способе, основанном на лабораторном испытании углей, не учитывается один из необходимых факторов метамор. физма углей, а именно геологическое время, играюцее, как считают многие исследователи, значительную роль в природных процессах углефикации. Поэтому вследствие разной длительности протекания процессов преобразования угля при температурном воздействии в лаборатории и в природе значения температур перестройки угольного ве- ро щества, полученные экспериментальным путем, не могут соответствовать температурам этих же изменений угля в естественных условиях. Известен также способ определения температур углеобразования по зависимости электропроводности от температуры нагревания и последующего охлаждения угля.Способ заключается в установлении температурного интервала нагрева угля, в начале которого электроцроводность угля после его охлаждения падает до своего исходного значения, а в конце интервала ее величина несколько превышает первоначальное значение, При этом исходят из того, что если электропроводность угля, предварительно нагретого до определенной температуры, после его охлаждения снижается до своего начального значения, то такой уголь в естественных условиях уже. нагревался до этой температуры, если же электропроводность угля после остывания отличается от начальной, то такой уголь в природных условиях еще не испытывал нагревания до данной температуры 12.Полученные таким способом температуры, образования углей намного превышают естественные температуры. Это объясняется тем, что электропроводность угля при нагревании вследствие существенного влияния на нее. разных неструктурированныхти определения температур образования 5различных марок углей. 015 его электропроводность при нагревании, а фтакже использовании метода термическойстиммуляции, позволяющего с помощьюсо-ответствующей регистрирующей аппаратуОбычная электролроводность. 30Способ реализуют следующим образом, Образец угля, представляющий собой небольшую пластинку толщиной в 1 - 1,5 мм сначала вакуумируют до 10 ммрт. ст., далее охлаждают жидким азотом до температуры порядка - 100 С, при которой терчастиц не отражает молекулярно-стр ктурных изменений, происходящих в угольном веществе при температурном на него воздействии,Цель изобретения - повышение точносПоставленная цель достигается тем, что образец угля вакуумируют, охлаждают до температуры минимального термостимулированного электрического сигнала, воздействуют на него низкочастотным электрическим полем, нагревают образец с постоянной скоростью. регистрируют термостимулированный ток в зависимости от температуры и по температуре насыщения этого тока судят о температуре образований угля,Способ основан на применении вакуума, создающего условия для проявления влияния более структурированных частиц угля на ры наблюдать с . повышение температуры образца изменение его термостимулироваи. ной электропроводности, которая благодаря своей повышенной. чувствительности к структурным изменениям в угле несет более достоверную информацию о температурных условиях стадий углефикации, чем мостимулированный электрический сигнал практически отсутствует, а затем к образцуйрикладывают переменное электрическое поле с частотой 20 - 30 Гц и напряженностью до -100 В/см, обеспечивающее опти.мальную величину этого сигнала. Выдер-;жав образец некоторое время под иаиряже. нием лри низкой температуре, производят регистрацию термостимулироваииого тока, возникающего в образце при нагреванииего с постоянной скоростью. равной 2 - 3 град/мии и таким образом получают кривую изменения термостимулнрованной электропровод. ности (кривую ТСП) в довольно широком температурном интервале.При повышении температуры образца термостимулированная электропроводиость угля сначала закономерно возрастает, достигая при определенной температуре постоянного значения; свидетельствующего о на= сышении тока термостимуляции, а после некоторого уменьшения снова увеличивает- ся. Установленная по точке перегиба кривой ТСП температура насыщения термостн. мулированного тока соответствует темпера 45 50 Й 4туре углеобразования, отражающейся в определенных изменениях структуры угольного вещества при его углефикации.На чертеже приводится серия кривых термостимулированной электропроводности, полученных для донецких каменных углей марок Д(1), Г(2), Ж(3), К(4), ОС(5) и Т(6), обладающих примерно одинаковымн петрографическимн и химическими показателями.Для наблюдения приведенных кривых использовалась специальная лабораторная установка, основными элементами которой являлись криостат с высокоомными электровводами и вакуумной системой и измерительная аппаратура. Нагревание образца с постоянной скоростью осуществлялось при помощи микроэлектропечки,На всех кривых термостнмулированной электропроводности отмечается небольшое плато, соответствующее насыщению токатермостимуляции, появление которого накривых ТСП с физической точки зрения обусловливается тем, что количество центров генерации носителей заряда, не входящих в молекулярную структуру и обеспечивающих проводимость на данном температурном интервале, при достижении олределенной температуры остается постоянным. Постепенный переход плато с дальнейшим повышением температуры в возрастающую ветвь кривой ТСП объясняется сменой в образце ионной проводимости на электронную, причем, чем выше степень метаморфизма углей, тем быстрее происходит переход одной проводимости в другую, что проявляется в вырождении плато в некоторую точку перегиба кривой при определеной температуре Характерной особенностью кривых ТСП является общая тенденция смещения точки выхода термостимулированного сигнала на насыщение в область возрас тающих температур при переходе к болееметаморфизованным углям, Так, для исследованных углей марки Д эта точка находится в диапазоне температур 90 - 95 С, для угля марки Г она смешается к температуре 115 - 120 С, для углей марки Ж ей отвечает температура 130 - 135 С, а для еше более Метаморфизованных каменных углей (марки К, ОС, Т) температура насыщения соответственно составляет порядка 150 в 15 С, 160 в 1 С и 190 в 95 С. Температуры насыщения тока термостимуляции, определяемые по точкам перегиба кривых ТСП для углей разный марок, в целом хорОшо согласуются с температурными образования углей разных марок, в целом хорошо согласуются с температурами образования углей соответствующих марок, лолучениых геологическими методами.Таким образом, изучение зависимоститермостимулированной электропроводности образца угля от его температуры дает возможность довольно точно определять805226 температуру образования углей различ э ной степени метаморфнзма. сформула изобретения Способ определения температур угле образования по зависимости электропровод- ности угля от температур нагревания с последующим его охлаждением, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температур образования различных марок углей, образец угля вакуумнруют, охлаждают до температуры минимального термостимулированного электрического сигнала, воздейству 1 от на него низкочастотным 6лектрическим амодем, нагревают образецпостоянной скоростью, регистрируют термостимулированный ток в зависимости от температуры и по температуре насышения этого тока судят о температуре образования угля.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Вышемирский В. С. Геологические условия метаморфизма углей и нефти. Саратов, 1963, с. 3 - 37.2, Топорец С. А. О метаморфнзме ископаемых углей и геометрическом градиенте угленосных формаций. в Угленосные фор. мацки некоторых регионов СССР АН СССР. М., 19 Я, с, 505 - 506 (прототип).Сбстав Техред Тираж У ИПИ Государств по делам изобрете Москва, Ж - 3 ПП Патенгэ, г.нтельЭ. ВолконскийА. Бойкас КоПоенного комитетаний . и открытий5, Раушская наб.,Ужгород, ул, Про ректор Л. Иван писное тная,