Способ определения зольности угля

Соеэ Совет сникСоциапистичвсиикрвспубпии ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ и 911233(61) Дополнительное к. авт. саид-ву(51)М. Кл,(22)Заявлено 270680 (2) 2947105/18-25 с присоединением заявки М(23) ПриоритетО 01 М 15/02//О 01 й 27/46 Рвудваетюеый кемятет евер ае юам яэебретевкй я втерытвЯ,6(088,8) Опубликовано 070382 бюллетень М 9 Дата опубликования описания 070382(72) Авторизобретени Ф.Сергатю нститут геологии и геохимии горюскопаемых АН Украинской ССР) Заявит 5 Й ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОЛЬНОСТИ УГЛЯ;оценки качества вещества физическими(в частности, электрическими) методами и может быть использовано дляконтроля, например, зольности рядового угля на шахтах, углеобогатительных фабриках и коксохимических заводах, а также для экспресс-анали-.за угля на зольность в лабораторияхуглеразведочных организаций,Известные способы определенияозольности угля по измерению электропроводности и угольной пробы по сред-ней (геометрической) удельной электропроводности, вычисленной из двух15ее значений - продольной и поперечной (по отношению к слоистости угля)полученных из .кривых электрокаротажаскважин или по приведенным кажущимсясопротивлениям угольных пластов вскважине, основаны на зависимостимежду вольностью угля и его удельнымсопротивлением постоянному электрическому току 1 1 1. Однако вследствие непостоянстваструктуры ископаемых углей и многообразия физико-геологических факторов,осложняющих зависимость удельного. электрического сопротивления углейот их зольности, получить удовлетворительные результаты этими способами во многих случаях не представляется возможным,ФНаиболее близкин по технической,сущности к изобретению является способ определения зольности угля, заключающийся в пропускании постоянного электрического тока через образец,измерении поляризуемости после выключения тока, по величине которой судят о зольности.В основу этого способа положенонаблюдаемое в скважине уменьшениепотенциалов вызванной поляризации(ВП) против угольных пачек, содержащих повышенное количество минеральных, (глинистых) частиц 2 .Однако попытки использовать известный способ для оценки зольности угля в лабораторных условиях не дали положительных результатов, Объясняется это существенным влияниемтекстурных особенностей угля на егополяризационные свойства, а такжеслабой дифференциацией по поляриэуемости ископаемых углей, обладающих ,различной зольностью.Цель изобретения - повышение точности и чувствительности определения зольности угля.Поставленная цель достигается тем, что в способе определения зольности угля, заключающемся в пропусканиипостоянного электрического тока через образец, измерении поляризуемости этого образца после выключения тока, по величине которой судят о его зольности, перед пропусканием тока образец угля измельчают и спрессовывают в таблетку.Кроме того, измерение поляризуемости, определяемой в процентах как отношение амплитудного значения разности потенциалов ВП, измеренной после действия на образец постоянного тока, к падению напряжения электрического поля на образце угля в момент протекания через него роляризующего тока, производят в микросекундной области времени.На чертеже приведен график зависимости параметра поляриэуемости от процентного содержания примесей в угольных .таблетках.Измельчение угольной пробы в порошок с последующим превращением его в прессованную таблетку, исключает влияние текстурного Фактора на результаты измерения поляризационного эффекта, повышает поляризуемость пробы и, обеспечивает тесную взаимосвязь между процентным содержанием в угле минеральных частиц и их удельной поверхностью, которая, в свою очередь, находится в прямой зависимости с поляризуемостью пористой среды. Следовательно, увеличение в спресованной угольной таблетке минеральных примесеизольности) ведет к пропорциональному возрастанию ее поляризуемости,Измерение поляризуемости в мик росекундном диапазоне времен также повышает точНость определения зольности угля. Это обусловливается тем, что ранняямикросекундная) стадия ВП., в отличие от более поздней,обусловленной концентрационно-диффузионными изменениями в поровойвлаге, связана с физико.-химическимиявлениями на границе раздела фазв области двойного электрическогослоя, т.е. на контакте. минеральныхзерен с поровой влагой. Поэтому,чем. ближе к моменту выключения по О ляризующего тока определяется параметр поляризуемости, тем теснееон связан с удельной поверхностьюминеральных частиц, тем точнее сего помощью будет определено содер жание их в угольной пробе.Процесс измерения зольности углясостоит в следующем.Угольную пробу, предварительно. измельченную в порошок до аналитичесщ кой зернистости (т.е. пропушеннуючерез сито 0,2 мм), засыпают в прессформу и с помощью гидравлическогопресса спрессовывают под давлением75- 100 кГ/см . Полученную таким об- .225 разом таблетку закрепляют междуэлектродами измерительной ячейкилабораторной установки ВП, состоящей из генераторного и измерительного блоков, .пропускают постоянный ЗО электрический ток до установлениямаксимальной поляризации образца,измеряют поляриэуемость в микросекундной области времени и по величине этого параметра определяют зольность исследуемой пробы.35В связи с переходными процессами, возникающими в измерительнойцепи сразу же после действия импульса тока за счет межэлектродной емкости, измерение поляризуемостиследует вести в интервале микросекундного диапазона времен, начинаяот 100 мкс после выключения тока ивыше.В качестве примера на чертеже 45приведен график зависимости параметраполяризуемости от процентного содержания минеральных примесей в угольных таб.летках, спрессованных при давлении100 кГ/см из смеси чистого камен В ного угля марки К с порошком аргиллита, Размер зерен порошков обоихкомпонентов смеси не превышал 0,2 мм.Содержание аргиллита в угле изменялось по весу от 5 до 1103, Для иэме рения поляриэуемости этих угольныхтаблеток использовалась установка,включающая в себя стандартный генератор прямоугольных импульсов, спеФормула изобретения 0 . 47 8 Ф Яинераенмс лримм,аказ 1105/26 Тираж 883 Подписно НИ ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,ил 5 9112 циальный импульсный электронный анализатор ВП, измерительную ячейку с четырьмя меднокупоросными неполяризующимися электродами и электронный осциллограф, на экране которого наблюдалось устойчивое иэображение всей кривой спада ВП с момента прохождения заднего фронта импульса поляризующего така,и до включения пос,ледующего токовогоимпульса, фикси роваиные амплитудные значения разности потенциалов вызванной поляризации снимались непосредственно из наблюдаемой на экране осциллографа кривой ВП, а величина падения 15 напряжения электрического поля на образце в момент прохождения через него поляризующего тока измерялась с помощью калибратора амплитуды осциллографа, Поляризуемость проб оп а ределялась для времени 100 мкс. Как видно из чертежа, поляризуемость смеси угля с аргиллитом, эамеренная в области ранней. стадии ВП, находится в прямой зависимости с процентным со" 5 держанием в угле минеральных примесей.Таким образом, получив сначала эталонную, зависимость поляризуемости ископаемого угля от процентного со держания в нем минеральных примесей, ;:с помощью предлагаемого способа мож:но довольно точно и значительно33 6быстрее, чем с помощью традиционного технического анализа, определитьзольность;,исследуемой угольной пробы, а следовательно, и пути рационального использования угольного сырья внародном хозяйстве. Способ определения зольности угля, заключающийся в пропускании пос-, тоянного электрического тока через образец, измерении поляризуемости после выключения тока, по величине которой судят о зольности, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности определения, перед пропусканием тока образец измельчают и спрессовывают в таблетку. Источники информации,принятые во. внимание при экспертизе1, Гречухин В,В. Методика определения относительных и приведенных кажущихся сопротивлений и их использование для изучения зольности угольных пластов. Сб., Геофизическая разведка", И., "Недра", вып.15., 1966,.с, ч 1"13.2. Гречухин В,В. Геофизические методы исследования угольных скважин,И., "Недра", 1965, с,ч 09 ( прототип,).