Стенд для исследования процессов горения и газификации угля в подземных условиях

САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕПЪСТВ(21) 4268276/22-03 (22) 25.06.87 (46) 07.03.89. Бюл. У 9 (71.) Московский горный институт (72) В.В.Ржевский, Г.С.АлексеевбМ.Г.Кипнис, В.Е.Сенкевич и В.Л.Шкуратник (53) 622.747.6 (088.8) (56) Арторское свидетельство СССР У 1321.050, кл. Е 21 С 43/00, 1987,Питии Р.Н., Чередкова К.И. О влиянии расхода дутья на скорость перемещения зоны на стадии сбойки при подземной газификации. - Ежеквартальный научно-технический бюллетень: Подземная газификация угля. М.: Углетехиэдат, 1959, У 1; с. 30-35. (54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ И ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ В ПОДЗЕМНЫХ УСЛОВИЯХ (57) Изобретение относится к горной пром-ти и предназначено для модельных исследований горения и газификации угля в ходе подземных пожаров. Цель - повышение достоверности;.информации о динамике процесса горения.бб Стенд включает корпус (К) 1 с размещенными внутри него слоями 2"4 угля подстилающих и вышележащих пород. При этом К 1 подвешен на рычажных системах 6, 7, каждое рабочее плечо которых взаимодействует с чувствительными элементами 8, 1 О магнитоэлектрических весов (МЭВ) 9, 11. Блок измерительной аппаратуры МЭВ 9, 11 выполнен иэ двух фильтров 13, 15 высоких частот и двух фильтров 12, 14 низких частот. Входы фильтров соединены с выходами чувствительных элементов 8, 1 О МЭВ 9, 11. Выходы фильтров 12-15 соединены с соответствующими входами четырехканального регистратора 16.й По мере выгорания угля и перемещения, фронта горения происходит уменьшение веса К 1 и изменение положения его центра тяжести. Это приводит к посте- Са пенному уменьшению. усилий Р, и Р. В процессе исследования горения угля МЭВ 9, 11 удерживают К 1 в неподвиж- ном состоянии и непрерывно вырабаты- Вшбб, вают электрические сигналы о весе К 1 ф и обрушениях. 2 ил. ФФ1463920. Р - 1("1 н + 112 н) ф Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для модельных исследований горЕния и газификации угля в ходе подземных пожа ров, а также нетрадиционных методов добычи полезных ископаемых, основанных на их сжигании.Цель изобретения - повышение достоверности информации о динамике Опроцесса горения.На Фиг.1 представлена структурнаясхема стенда; на Фиг.2 - временныедиаграммы, поясняющие его работу.Стенд содержит корпус 1 с размещенными внутри,него слоем 2 угля,слоем 3 подстилающих пород, а такжеслоем 4 вышележащих пород, которыйпо мере выгорания угля обрушается ввыгоревшее пространство 5. В слое 2 20угля выполнены каналы, в которых спомощью устройства нагнетания обеспечивается перемещение потоков воздуха и газообразных продуктов сжигания25 угля.Корпус 1 подвешен на рычажных системах 6 и 7, Рабочее плечо рычажнойсистемы 6 упирается в чувствительныйэлемент 8 магнитоэлектрических весов309, а рабочее плечо рычажной системы7 упирается в чувствительный элемент10 магнитоэлектрических весов 11, Электрический выход весов 9 связан сфильтром 12 низкой частоты и фильтром 13 высокой частоты, а электрический выход весов 11 подключен к фильтру 14 низкой частоты и фильтру 15 высокой частоты. Выходы каждого из фильтров 12-15 подключены к соответствующим входам четырехканального регистратора 16. Исследование процессов горения игазификации угля на стенде осуществ;,ляют следующим образом. 45В каналах для прохода воздуха игаза с помощью устройства нагнетанияобеспечивается перемещение воздуха,затем проводят розжиг угля. До начала выгорания угля (в момент С,) под влиянием веса Р корпуса 1 со слоями угля 2 и породы 3 и 4 рабочие плечи рычажных систем 6 и 7 давят с некоторыми усилиями Р и Р на чувствительные элементы .8 и 10. В результате компенсационные магнитоэлектрические весы 9 и 11 уравновешивают эти усилия и вырабатывают электрические,сигналы 17 и 1 8, пропорциональные усилиям Р, и Р сумма которых пропорциональна весу Р.По мере выгорания угля и перемещения фронта горения происходят уменьшение веса корпуса 1 с содержанием и изменение положения его центра тяжести. Это приводит к постепенному уменьшению усилий Р и Р и, соответственно, спаданию сигналов 17 и 18. Кроме того, в образовавшееся выгоревшее пространство 5 происходят обрушения (момент С) участков слоя 4 вышележащих пород, вызывающие быстроменяющиеся во времени изменения усилий Р, и Р. Таким образом, в процессе исследования горения угля компенсационные магнитоэлектрические весы 9 и 11, уравновешивая рычажные системы 6 и 7, поддерживая корпус 1 в неподвижном состоянии, непрерывно вырабатывают электрические сигналы 17 и 18, содержащие информацию о весе Р (низкочас" тотная составляющая сигналов) и обрушениях (высокочастотная составляющая сигналов).Низкочастотные составляющие 9 и 20 сигналов 17 и 18 выделяются фильтрами 12 и 1 4 низкой частоты, а высокочастотные составляющие 21 и,22 Фильтрами 13 и 15 высокой частоты. Выходные сигналы 19-22 всех фильтров попадаются на соответствующие входы четырехканального регистратора 16,Низкочастотные составляющие 19 и 20 сигналов 17 и 18 используются для определения веса и положения центра тяжести корпуса 1 с содержанием где К - коэффициент пропорциональностиБ - амплитуды низкочастотных нянсоставляющих 19 и 20 сигналов 17 и 18.Коэффициент к определяется,.например, путем предварительной тарировки, заключающейся в нагружении корпуса 1 дополнительным заданным весом Р, измерении величины суммарного изменения электрических напряжений 0 на выходе весов 9 и 11 и вычислении отношения РЯ; т.е. К = Р/Ц.Положение центра тяжести корпуса 1 с содержимым определяется иэ условия равенства нулю суммы 1 механических моментов сил Р, Р и Р действую 1463920щих на неподвккный уравновешенныйкорпус 11 1щаР- - -Р - Р=О (2)м5где а - расстояние центра тяжести отсередины корпуса 1;1 " длина корпуса 1.После преобразований (2) с учетомвыражения (1) получают 101 ц 1 н - 11 1 на .ящ авш (3)2 01 н + БуйВысокочастотные составляющие 21и 22 сигналов 17 и 18 испоользуютсядля определения местоположения обрушений,Местоположение обрушений также определяется из условия (2) и аналогично (3) рассчитывается с помощью выраО жения1 01 макс 02 6 ма(сс(4)ЬЭЪ микс+11 имексгде Ь - расстояние местоположения 25обрушения от середины корпуса 1;Б1 В)р,с эО, - амплитуды первых полуволнвысокочастотных составляю" чрщих 21 и 22 сигналов 17.и 18. Формула из о бр ет енияСтенд для исследования процессов горения и газификации угля в подземных условиях, .содержащий модель подземного газогенератора, состоящую из корпуса с размещенными внутри него слоями угля, налегающих, боковых и подстилающих пород, в которых выполнены каналы для прохода воздуха и газа, устройство для нагнетания воздуха и блок измерительной аппаратуры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности информации о динамике процесса горения, стенд снабжен двумч компенсационными магнитоэлектрическими весами с чувст-, вительными элементами, двумя рычажными системами с устройством подвески стенда, а блок измерительной аппаратуры выполнен из двух фильтров вы соких частот, двух фильтров низких частот и регистратора, причем выходы чувствительных элементов магнитоэлектрических весов соединены с входами фильтров высоких и низких час" тот, выходы фильтров соединены с соответствукщими входами регистратора-, чувствительные элементы магнитоэлектрических весов соединены с рычажными системами, на которых подвешен корпус модели.1463920 Составитель Н. ПреловскийРедактор И.Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор В,Гирняк ательский комбинат "Патент", г. Уагор Га роиэводствеыно Заказ 805/39 Тираж 449 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5