Способ обнаружения очага самовозгорания угля в массиве

) (И) А 594 Е 5 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ еделяют коэффициентти угля в.массиве, кооотдачи со стенки вы -ературу воздуха в выраояние до очага самоя вычисляют по форму после чего оп теплопроводно эффициент теп работки и темп ботке, а расс возгорания уг ле Крас стип У(Т, Т)и : 2 а(Т -Т) аботвыраЪащ 5 Тг 7 з Ъаи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Тульский ордена Трудовогоного Знамени политехнический интут(56) Авторское свидетельство СССУ 638735, кл. Е 21 Г 5/00, 1976.Авторское свидетельство СССРВ 819358, кл. Е 21 Г 5/00, 1979.(54)(57) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОЧАГА САМОВОЗГОРАНИЯ УГЛЯ В МАССИВЕ, включающий бесконтактное измерение максимальной температуры стенки выработкии температуры стенки на фиксированных расстояниях от точки наибольшего прогрева поверхности массива, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности определения расстояния до очага путем учетавлияния горной выработки на температурное поле массива, измерение температуры стенки на фиксированных рас -стояниях производят по обе стороныот точки с максимальной температурой, - максимальная температура МакСстенки выработки, С; - расстояние от точки наибольшего прогрева поверхности массива до точки измере-ния температуры, м; Т - температура стенки выр ки на расстоянии 2; от точки с максимальной темпео ратурой, С;Фс Т - температура воздуха в Эоботке, С; и - число точек измерений температуры стенки, и 1,2,3, 9 - коэффициент теплопроводности угля в массиве, Дж/мс С, К - коэффициент теплоотдачи соостенки выработки, Да/м с С.Изобретение относится к угольйой промапленности, а более конкретно к профилактике эндогенных пожаров, и может быть использовано для обнаружения скрытых очагов самовозгорания угля в шахтах.Цель изобретения - повышение точности определения расстояния до очага самовозгорания угля путем учета влияния горной выработки на температурное поле массива.Влияние горной выработки на температурное поле массива в предлагае-. мом способе учитывается введением в ,соотношение, полученное из условия теплового баланса на поверхности массива, коэффициента теплоотдачи со стенки выработки и температуры воздуха в ней.Ьпределеиие расстояния до очага самовозгорания углей по данным измерения температуры стенки выработки в нескольких точках на Фиксированном расстоянии от точки с максимальной температурой применялось в прототипе, ,однако с совершенно иной целью. В из вестном способе измеряли температуру стенки выработки в трех точках на фиксированном расстоянии от эоны максимального прогрева с тем, чтобы получить соотношение, позволяющее определить расстояние до очага только по данным измерения температуры стенки беэ определения коэффициента теплопроводности угля и температуры очага самовозгорания. При этом предпола-. гали, что массив угля является однородным.В предлагаемом способе измерения температуры проводят в и точках (где и ъ 1) с тем, чтобы за счет усреднения результатов определения расстояния до очага самовозгорания угля уст. ранить ошибку, обусловленную неоднородностью массива.На чертеже изображена расчетная схема определения расстояния до очага самовозгорания угля в массиве.Расстояние до очага пожара в массиве можно определить, решая прямоугольный треугольник, например,- дг а г г =- - =. --2 дг где г - расстояние от точки с максимальной температуройТ - Т3 -щщ -- = о(Т - Т ) (2)дготкуда получаем выражение для определения расстояния между изотерма- ми З (Т , - Т)д 4 ) ы(Т-Т)(3) . 25 где 1 - коэффициент теплопроводности угля, Дж/м с С;с 6 - коэффициент теплоотдачи состенки выработки к воздуху,Дж/м с С.Ввиду того, что. дг значительно меньше г, величиной дг в формуле (1) можно пренебречь, Тогда из (1) и. (3) получаем простое расчетное соотношение для определения расстояния до очага пожара по данньвк измерения максимальной температуры стенки выработки и температуры стенки на определенном расстоянии от точки с максимальной температурой1 л 1ыУ Т-Т22 а (Т,- Т)(4) Чтобы исключить ошибку определения расстояния до очага самовозгорания угля, вызванную неоднородностью массива, достаточно определить тем-. пературу Т; в других точках В; на фиксированном расстоянии 1; от точки А с максимальной температурой, вычислить по формуле (4) расстояния до очага пожара, соответствующие, измерениям в этих точках, н полученные значения усреднить. Таким образом, окончательно получаем формулу1 " сс У; (7-Тв)г жи г- ") 2% (Тдаас Т 1 ) стенки до точки с измеряемой температурой -АВ 1, м;дг=В,С, - расстояние между изотермами, соответствующими тем пературам Т и Т, и.Поскольку процесс самонагреванияугольных массивов развивается медленно, можно с достаточной степенью точности считать, что за время определения температуры стенки выработки последняя не меняется, т.е. теплопоступления к стенке выработки из массива равны количеству тепла, отдаваемому в горную выработку. Тогда, сог ласно теории теплопроводности, справедливо соотношение10 15 20 25 30 40 45 Способ заключается в следующем.Посредством бесконтактного измерения температуры стенки выработки находят точку А, в которой наблюда-ется максимальная температура поверхности массива Т , после чего изИассмеряют температуру стенки выработки Т; в и точках (где и = 1,2,3) по обе стороны от точки А на расстоянии 0;,Затем по стандартной методике определяют коэффициент теплопроводности угляи измеряют температуру воздуха в выработке Т.После этого находят коэффициент теплоотдачи Ы со стенки выработки по известной формуле Института технической теплофизики АН УССР в зави. симости от аэродинамических параметров выработки2 33 ЯЧ Р Рс = Зог где Е - коэффициент учитывающий влияние шероховатости стенки выра ботки (находится по данным института технической теплофиэики АН УССР);Ч - скорость движения, воздуха в выработке, м/ср- плотность воздуха кг/мРб - периметр сечения выработки, м;8 - площадь сечения выработ 2ки, мЗатем вычисляют расстояние до очага самовозгорания угля, соответствующее замерам температуры Т; в точках В;к Ю; (т;-Т,)(6) и определяют среднее значениео Уг (Т, Тг -=2: г=- -- .(7)П р и м е р. Предлагаемый способ опробован на шахте "Западная" п.о. "Тулауголь" для обнаружения скрытого очага самовозгорания угля в меж. штрековом целике между 4-ым и 6-ым главными восточными вентиляционными штреками,Для определения местоположения очага самовозгорания углей обследовали с помощью приемника теплового излучения стенку 6-го главного восточного штрека и установили максимальную температуру Т , поверхносоти - 18,2 С. После этого замерили температуру стенки еще в 6 точках на расстоянии 0,5; 1; и 1,5 м слева и справа от точки с максимальной температурой.После этого в соответствии со стан. стандартной методикой цилиндрического мгновенного источника определили коэффициент теплопроводности угля 3 = 0,25 Дж/ мс С , а также заомерили температуру воздуха в выработке Т = 15 С.Для определения коэффициента теплоотдачи со стенки выработки определили ее периметр Р = 9,4 м, площадь сечения Я = 2 м и по справочным данным для данного. вида крепи установили коэффициент влияния шероховатости б= 2,5, а, также измерили с помощью анемометра скорость движения, воздуха в выработке Ч1 м/с, По по лученным данным рассчитали коэффициент теплоотдачи со стенки выработки по формуле (5)- 2 33 25 Ы 1299 ь 4У7,0 фД - 7 6 -у- -- .Джф мс фС Затем по формуле (6) вычислили расстояние до очага пожара, соответ ствующее измерениям в каждой из .шести точек (результаты расчета сведе-ны в таблицу) после чего .определили среднее значение г (г10,26 м )Для получения сравнительных данных определили расстояние до очага пожара способом-прототипом, в качест" ве которого применили известный метод обнаружения скрытого очага пожара посредством бесконтактного измерения максимальной температуры стенки выработки и температуры стенки на фиксированном расстоянии от точки наибольшего прогрева,1В таблице приведены результаты определения расстояния до очага пожара в массиве предлагаемым и известным способами234661 Точки замеров, отстоящие от А на расстоянии Расчетныеданные слева, м справа, м 1,5 1,0 0,5 1,0 0,5 Температура поверхности,15,8 16,3 16,3 17,4 Расстояние доочага пожарам, рассчитанное лредлагаемым спо собом (в т.ч, среднее. зна чение) 9,58 10,40 8,36 11,39 10,40 11,40 11,06 9,45 базовымспособом 2,81 1,04 Составитель И.федяеваТехред О.Гортвай Корректор А.Тяско Редактор И.Товтин Заказ 2965/42 Тираж 436 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, 11 осква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4 Анализ полученных данных свидитель,ствует о существенном отличии результатов определения расстояния до очага самовозгорания угля предлагаемым и известным способами. При этом фактические данные о местоположении очага самовозгорания угля в обследованном целике, полученные при бурении скважины, показали, что очаг находился на расстоянии 9 м от штрека, сле" 40 довательно, результаты определения местоположения очага самовозгорания угля предлагаемым способом более достоверны, чем результаты, получен 45 ные базовым способом. Кроме того,приведенный пример свидетельствует о том, что предлагаемый метод позволяет существенно уменьшить ошибку, вызванную неоднородностью массива.Таким образом, предлагаемый способ обнаружения скрытого очага самовозгорания угля позволяет более точно по сравнению с известным определить расстояние до очага пожара благодаря учету влияния горной выработки на температурное поле массива и уменьшению ошибки определения расстояния вследствие неоднородности массива.