Способ обнаружения очагов самонагревания угля в массиве

(56) 1. АвторсР 362929, кл,2.Обухов Нэлектрическихщихся скоплениископаемых,лива, 1976,88.8) кое с Е 21 К, и полей ях тв Хим Р 4,видетельство ССЕ 5/00) 1968,др. Изменениев самонагреваю ердых горючихия твердого топс,73-78,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗО 3000746/22-03(54)(57) СПОСОБ ОГ)НАРУШЕНИЯ ОЧАГОВ САМОНАГРЕВАНИЯ УГЛЯ В МАССИВЕ, включающий измерение электрических параметров массива угля с помощьюэлектродов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияоперативности определения зоны самонагревания на участках открытыхгорных работ, в качестве электрического параметра измеряют величину потенциала естественного стационарного электрического поляпо поверхности угольного скопленияили уступа относительно электрода,установленного в зоне, не подверженной самонагреванию, и производятсравнение измеренных величин.с фоновым значением потенциала,характерного для данного участка,при этом участки, для которых значения потенциала естественногостационарного электрического поля превышают фоновое значениепотенциала, относят к областисамонагревания угля,510 15 20 25 ЗО 35 40 45 55 6 О И.; лретение относится к горномуделу и может быть использовано дляобнаружения очагов самонагревания угля в условиях открытых горных работ.Известен способ определенияочагов самонагревания угля в массиве по изменению электрическогосопротивления наблюдаемых участковугольного массива, заключающийсяв том, что в шпуры, пробуренныев массиве угля на расстоянии 100150 м друг от друга, забивают металлические электроды и периодически измеряют и сравнивают электрическое сопротивление участка угольного массива электродами. По изменениюэлектрического сопротивления су. дят об изменении температуры угольного массива Г 11Однако изменение электрического сопротивления участка будетопределяться не только температурным состоянием массива, но и зависеть от изменения влаги в почве(до и после дождей), метеоусловий,появления экэогенной трещиноватости при массовых взрывах на соседних участках, а также от переходного сопротивления почва-электрод. Кроме того, для бурения шпуров на участке требуется специальное оборудование, поэтому способ не является оперативным.Известен способ обнаружения очагов самонагревания угля в массиве,включающий измерение электрических параметров массива угля с помощью электродов, Способ предполагает, что электроды помещаютсявнутри нагревающегося угольногоскопления.Периодически измеряетсявеличина токов, обусловленная разностью электродных потенциалов,и по ее изменению судят о процессесамонагревания внутри угольногоскопления (.2.),Данному способу присущи недостатки предыдущего способа, .крометого при необходимости контроля самонагревания на протяженных участках длиною до нескольких километров применить способ не представляется Возможным, так как резковозрастут трудоемкостьпроведенияподготовитедьных операций и времяизмерений.Цель изобретения - повышениеоперативности определения зонысамонагревания угля на участкахоткрытых горных работ,Укаэанная цель достигается тем,что согласно способу обнаруженияочагов самонагревания угля в массиве, включающему измерение электрических параметров массива угляс помощью электродов, в качествеэлектрического параметра измеряют величину потенциала естественного стационарного электрического поля по поверхности угольного скопленияили уступа относительно электрода, установленного в зоне, не подверженной самрнагреванию, и производят сравнение измеренных величин с Фоновым значением потенциала, характерного для данного участка, при этом участки, для которых значения потенциала естественного стационарного электрического поля превышает фоновое зчачение потенциала, относят к области самонагревания угля,Для разреза 50 лет Октября вКузбассе фоновое значение потенциа-ла ЕСЭЛ составляет около 20 мВ,в других районах эта величинаможет быть установлена.пугемпредварительных измерений,Выбор места для установки сравнительного электрода на участке,не подверженном самонагреванию,произвести не представляет большого труда, так как (как показываетпрактика открытой разработки угольных пластов) самовозгоранию подвергаются только массы разрыхленногокаменного угля, т.е. такие массы,в которые относительно легко проникает кислород воздуха. Возникновение разрыхленных скоплений угляи углистых пород зарегистрированов следующих местах: на площадкахвскрытого угольного и породоугольного уступов, нарушенных. буровзрывными работами,и при некачественнойзачистке площадок; на внешних ивнутренних бровках угольного исмешанного уступов 1 в местах оползней и осыпей, геологических нарушений; в породоугольных навалах,образующихся в результате неполнойвыемки угля и неудовлетворительнойзачистки бульдозером угольного пласта; в зонах потушенных и списанныхэкзогенных и эндогенных пожаров,Указанные участки являются потенциально пожароопасными. К нимпредъявляются следующие требования: объем угля в навалах долЗженсоставлять не менее 25-100 м ; продолжительность времени с моментаобразования разрыхленных скопленийдолжна составлять для каменных углей Кузбасса 90-120 сут.На Фиг.1 изображена разметкаучастка наблюдения на бровке уступа; на фиг.2 - то же, на площадкеуступа;. на фиг,З - монтаж схемы;на Фиг,4 - схема проверки работыизмерительной схемы; на фиг,5график результатов измерений попрофилю А (кривые 1 и 2 - распределение потенциала до и посленагревания соответственно)1 наФиг.б " разметка дополнительных10 Для проверки работы измерительной схемы электроды устананливают рядом друг с другом на влажную понерхность (Фиг,4) и включают прибор, На пределе 0-50,0 мВ производят измерение поляризации электродов, которая не должна превышать 5 мВ, в противном случае берут другие электроды. 40 точек измерений; на фиг,7 - оконту=ривание очага самонагревания по одинаковым значениям величины потенциала.При разметке участка наблюденийточки измерения располагают на расстоянии 1,5-2 м от края ннутренней или внешней бровок уступа(фиг,1). Расстояние между точкамиизмерения принимают 1-2 м. Расстояние от точки установки нулевогоэлектрода, которую можно выбрать напочве или кронле угольного пласта,до любой измерительной точки должно быть не менее 10 м. Расстояниеот электродов до металлических предметов должно быть не менее 2 м дляисключения влияния электрическихполей на результат измерения,Для обнаружения очагов самонагревания на угольных уступах поверх-ность размечают координатной сеткой(фиг,2) проФилями А,В,С и Д и рядами,с расстоянием между профилями и рядами 1-2 м.Измерительный и нулевой электро ды посредством соединительных проводов присоединяют к входным клеммамприбора МК, причем нулевой элек-,трод подсоединяют к плюсовой клемме, измерительный - к минусовой(фиг3) . 30 Электрсд М последовательно перемещают от точки 1 к точкам 2,3,4и т.д. Для исключения ошибок измерений рекомендуется повторное пронедение измерений путем обратногоперемещения электрода М к первоначальной точке. Анализ результатов проводят по полученным данным, который окончательно представляют в виде графика.График строят следующим образом (фиг.5) .По оси абцисс откладывают расстояние в метрах или номера тОчекизмерения, а по оси ординат - разность потенциалов в мБ. Графики выполняются по каждому профилю. Есливеличина потенциала больше 20 мВ,идет процесс,самонагревания угля.Вокруг точки с величиной потенциалабольше 20 мВ проводят уточнениеграниц самонагревания угля, Дляэтого проводят доразметку площадки,где имеется зона самонагревания.Расстояние между профилирующими линиями и рядами принимают равным 0,250,5 м. Измерения проводят в последовательном порядке по каждой проФилирующай линии. Полученные результаты наносятся на план измерений(фиг.Ь). Соединяют точки с одинаковс(й величиной потенциала.Таким сбраэом оконтуривают площадь с величиной потенциала 20 мВ,которая соответствует зоне само"нагревания угля, для которой необходимо проводить профилактическиемероприятия (фиг.7).Предлагаемый способ позволяетоперативно с высокой надежностьюи точностью определять очаги самонагревания угля,1145156 г А 0- 6 012 018 Аг 0 - б ОИ 011 фщ ДЯгг/, 5 б б 7 Ряды 7 иг. ставитель И.Федяевахред М.Надь Корректор М.Розман . едак ова каз 1140/27 . Тираж 446 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж,г.ужгоПате лцал П