RU2459959C1 - Method for detection of processes of coil spontaneous ignition - Google Patents
Method for detection of processes of coil spontaneous ignition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459959C1 RU2459959C1 RU2011109174/03A RU2011109174A RU2459959C1 RU 2459959 C1 RU2459959 C1 RU 2459959C1 RU 2011109174/03 A RU2011109174/03 A RU 2011109174/03A RU 2011109174 A RU2011109174 A RU 2011109174A RU 2459959 C1 RU2459959 C1 RU 2459959C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- concentration
- mine
- coal
- indicator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с пожарами, возникающими от самовозгорания угля.The invention relates to the mining industry and can be used to combat fires arising from spontaneous combustion of coal.
Известен способ обнаружения процессов самовозгорания угля, включающий измерение температуры пород в горных выработках (Скочинский А.А., Огиевский В.М. Рудничные пожары. - М.: Углетехиздат, 1954. - 387 с.).A known method for the detection of processes of spontaneous combustion of coal, including measuring the temperature of rocks in the mine workings (Skochinsky A.A., Ogievsky V.M. Minefire fires. - M.: Ugletekhizdat, 1954. - 387 S.).
Недостатком способа является невозможность обнаружения процессов самовозгорания угля в выработанном пространстве из-за теплоизоляционных свойств скоплений угля и породы.The disadvantage of this method is the inability to detect processes of spontaneous combustion of coal in the mined space due to the insulating properties of coal and rock accumulations.
Известен также способ обнаружения процессов самовозгорания угля в шахтах, включающий измерение концентрации индикаторных газов (оксид углерода, водород, предельные и непредельные углеводороды) в рудничной атмосфере (Линденау Н.И., Маевская В.М., Крылов В.Ф. Происхождение, профилактика и тушение эндогенных пожаров на угольных шахтах. М., Недра, 1977. - 320 с.).There is also a method for detecting the processes of coal spontaneous combustion in mines, including measuring the concentration of indicator gases (carbon monoxide, hydrogen, saturated and unsaturated hydrocarbons) in a mine atmosphere (Lindenau NI, Mayevskaya VM, Krylov VF Origin, prevention and extinguishing endogenous fires in coal mines. M., Nedra, 1977. - 320 p.).
Недостатком известного способа является невозможность обнаружения процессов самовозгорания угля на начальной стадии, так как практика показала, что выделение индикаторных газов в шахте может происходить и без процессов самовозгорания угля, например при дроблении угля и его низкотемпературном окислении.The disadvantage of this method is the inability to detect processes of spontaneous combustion of coal at the initial stage, since practice has shown that the release of indicator gases in the mine can occur without processes of spontaneous combustion of coal, for example, during crushing of coal and its low-temperature oxidation.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ обнаружения процессов самовозгорания угля в шахтах, включающий измерение концентрации индикаторных газов в воздухе на выходе из скопления угля и пород с предварительным измерением их фоновых значений (Игишев В.Г. Борьба с самовозгоранием угля в шахтах. - М.: Недра, 1987. - С.56-59).The closest technical solution to the claimed one is a method for detecting the processes of coal self-ignition in mines, including measuring the concentration of indicator gases in the air at the exit of the accumulation of coal and rocks with a preliminary measurement of their background values (Igishev V.G. Combating spontaneous combustion of coal in mines. - M .: Nedra, 1987.- P.56-59).
Недостатком данного способа является его низкая эффективность из-за колебания измеряемого и фонового значений концентрации индикаторных газов при изменении влагосодержания воздуха, проходящего через скопление угля и пород.The disadvantage of this method is its low efficiency due to fluctuations in the measured and background values of the concentration of indicator gases when the moisture content of the air passing through the accumulation of coal and rocks changes.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа обнаружения процессов самовозгорания угля.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the method for detecting processes of spontaneous combustion of coal.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе обнаружения процессов самовозгорания угля, включающем измерение концентрации индикаторных газов в воздухе на выходе из скопления угля и пород с предварительным измерением их фоновых значений, согласно изобретению дополнительно определяют количество водяного пара в воздухе, а концентрацию индикаторного газа определяют в сухом воздухе по формулеThe specified technical result is achieved by the fact that in the method for detecting spontaneous combustion of coal, including measuring the concentration of indicator gases in the air at the exit of the accumulation of coal and rocks with a preliminary measurement of their background values, the amount of water vapor in the air is additionally determined according to the invention, and the concentration of the indicator gas is determined in dry air according to the formula
где Сс - концентрация индикаторного газа в сухом воздухе, доли ед.;where C with - the concentration of the indicator gas in dry air, fractions of a unit;
С - концентрация индикаторного газа в пробе рудничного воздуха, доли ед.;C is the concentration of indicator gas in the sample of mine air, fractions of a unit;
Др - доля водяного пара в единице рудничного воздуха, доли ед.D p - the proportion of water vapor in the unit of mine air, the share of units
Обнаружение процессов самовозгорания угля в шахтах осуществляется путем измерения концентрации индикаторных газов в рудничной атмосфере на выходе из скоплений угля и породы. Предварительно измеряют фоновую концентрацию индикаторных газов, способных образовываться при разрушении угля и его низкотемпературном окислении. Устойчивое повышение концентрации индикаторных газов над фоновыми значениями свидетельствует о наличии процесса самовозгорания.The detection of coal spontaneous combustion processes in mines is carried out by measuring the concentration of tracer gases in the mine atmosphere at the outlet of coal and rock accumulations. Preliminary measure the background concentration of indicator gases that can be formed during the destruction of coal and its low-temperature oxidation. A steady increase in the concentration of indicator gases over background values indicates the presence of a process of spontaneous combustion.
Однако рудничная атмосфера состоит из смеси сухого воздуха и водяного пара. В то же время проведенные исследования показали, что содержание водяного пара в рудничной атмосфере может очень сильно колебаться в зависимости от температуры и влажности поступающего в шахту воздуха, от использования воды в технологических целях, водопритока в шахте и пр. Существенные изменения содержания водяного пара в рудничной атмосфере могут происходить в течение нескольких часов, суток. Значительно меняется содержание водяного пара в подаваемом в шахту воздухе в различные времена года. Изменение количества водяного пара неизбежно скажется на объеме проходящего воздуха и измеряемой концентрации индикаторных газов. Так, с уменьшением содержания водяного пара в воздухе концентрация индикаторных газов начнет увеличиваться даже при неизменном количестве выделяющихся индикаторных газов, что резко снижает эффективность обнаружения процесса самовозгорания угля.However, the mine atmosphere consists of a mixture of dry air and water vapor. At the same time, studies have shown that the water vapor content in the mine atmosphere can vary greatly depending on the temperature and humidity of the air entering the mine, on the use of water for technological purposes, water inflow in the mine, etc. Significant changes in the water vapor content in the mine atmosphere can occur within a few hours, days. The content of water vapor in the air supplied to the mine varies significantly at different times of the year. A change in the amount of water vapor will inevitably affect the volume of passing air and the measured concentration of indicator gases. So, with a decrease in the content of water vapor in the air, the concentration of indicator gases will begin to increase even with a constant amount of indicator gases released, which sharply reduces the detection efficiency of the process of coal spontaneous combustion.
Учитывая значительные колебания содержания водяного пара в рудничной атмосфере, для повышения эффективности обнаружения процессов самовозгорания угля в шахтах необходимо определять концентрацию индикаторных газов по отношению к сухому воздуху.Given the significant fluctuations in the water vapor content in the mine atmosphere, to increase the efficiency of detection of coal spontaneous combustion processes in mines, it is necessary to determine the concentration of indicator gases in relation to dry air.
Единица объема рудничного воздуха (1 м3) состоит из объема сухого воздуха (Vc) и объема водяного пара (Vp). Измеряемая концентрация индикаторного газа в единице объема в этом случае определяется из уравненияThe unit volume of mine air (1 m 3 ) consists of the volume of dry air (V c ) and the volume of water vapor (V p ). The measured concentration of indicator gas per unit volume in this case is determined from the equation
где С - концентрация индикаторного газа в пробе рудничного воздуха, доли ед.;where C is the concentration of the indicator gas in the sample of mine air, fractions of a unit;
Vc - объем сухого воздуха, м3;V c is the volume of dry air, m 3 ;
Vp - объем водяного пара, м3;V p is the volume of water vapor, m 3 ;
Vi - объем индикаторных газов в пробе воздуха, м3.V i - the volume of indicator gases in the air sample, m 3 .
Реальная концентрация индикаторного газа, приходящаяся на сухой воздух, определяется из выраженияThe actual concentration of tracer gas per dry air is determined from the expression
где Сс - концентрация индикаторного газа в сухом воздухе, доли ед.where C with - the concentration of the indicator gas in dry air, fractions of units.
Разделив выражение (2) на (1), получим следующую формулу для определения концентрации индикаторного газа на сухой воздухDividing expression (2) by (1), we obtain the following formula for determining the concentration of indicator gas in dry air
Если перейти к долям содержания сухого воздуха и водяного пара в единице объема рудничного воздуха, то формула (3) примет видIf we go to the fractions of the content of dry air and water vapor per unit volume of mine air, then formula (3) will take the form
где Др=Vp/(Vc+Vp) - доля водяного пара в единице объема рудничного воздуха, доли ед.where D p = V p / (V c + V p ) is the fraction of water vapor in a unit volume of mine air, fractions of units.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Чтобы повысить эффективность обнаружения процессов самовозгорания угля, при измерении фонового и контрольных значений концентраций индикаторных газов (С) дополнительно определяют содержание водяного пара в рудничном воздухе. С этой целью измеряют относительную влажность воздуха (например, с помощью психрометра, гигрометра) и с помощью таблиц, монограмм и других справочных материалов определяют количество водяных паров в рудничном воздухе. Затем полученные значения подставляют в формулуIn order to increase the efficiency of detection of coal spontaneous combustion processes, when measuring the background and control values of the indicator gas concentrations (C), the content of water vapor in the mine air is additionally determined. For this purpose, the relative humidity of the air is measured (for example, using a psychrometer, hygrometer) and the amount of water vapor in the mine air is determined using tables, monograms and other reference materials. Then the obtained values are substituted into the formula
где Сс - концентрация индикаторного газа в сухом воздухе, доли ед.;where C with - the concentration of the indicator gas in dry air, fractions of a unit;
С - концентрация индикаторного газа в пробе рудничного воздуха, доли ед.;C is the concentration of indicator gas in the sample of mine air, fractions of a unit;
Vc - объем сухого воздуха, м3;V c is the volume of dry air, m 3 ;
Vp - объем водяного пара, м3;V p is the volume of water vapor, m 3 ;
Др -доля водяного пара в единице объема рудничного воздуха, доли ед.,D p - the proportion of water vapor in a unit volume of mine air, the share of units,
и определяют концентрацию индикаторного газа в сухом воздухе. В случае устойчивого превышения концентрации индикаторного газа в сухом воздухе над фоновой концентрацией этого газа в сухом воздухе делается вывод о наличии процесса самовозгорания в скоплении угля, через который проходил воздух.and determine the concentration of the indicator gas in dry air. In the case of a steady excess of the concentration of the indicator gas in dry air over the background concentration of this gas in dry air, it is concluded that there is a process of spontaneous combustion in the accumulation of coal through which air passed.
Пример конкретного применения способа.An example of a specific application of the method.
Обнаружение процесса самовозгорания в шахте осуществлялось путем измерения в рудничном воздухе концентрации оксида углерода. Проводимые замеры показали, что в зимний период поступающий в шахту воздух имел незначительное количество пара (влагосодержание 0,15 г/кг). При таком влагосодержании доля пара в рудничном воздухе составляла 0,0004. Замеры показали, что фоновая концентрация оксида углерода равнялась 0,0000037 дол. ед. Резкое повышение температуры атмосферного воздуха привело к росту влагосодержания поступающего в шахту воздуха. Проведенные замеры показали, что концентрация оксида углерода в рудничном воздухе не изменилась. Однако влагосодержание исходящего воздуха при относительной влажности 100% составило 160 г/кг, что привело к увеличению доли пара в рудничной атмосфере до 0,21. Расчет по формуле (4) показал, что реальная концентрация оксида углерода в сухом воздухе увеличилась до 0,0000047 доли. ед. Повышение концентрации индикаторного газа свидетельствует о начальной стадии процесса самовозгорания. Последующие замеры подтвердили сделанные выводы, а принятые меры позволили предотвратить возникновение эндогенного пожара.The spontaneous combustion process in the mine was detected by measuring the concentration of carbon monoxide in the mine air. The measurements showed that in winter the air entering the mine had a small amount of steam (moisture content of 0.15 g / kg). With this moisture content, the proportion of steam in the mine air was 0.0004. Measurements showed that the background concentration of carbon monoxide was equal to 0.0000037 dollars. units A sharp increase in ambient air temperature led to an increase in the moisture content of the air entering the mine. The measurements showed that the concentration of carbon monoxide in the mine air has not changed. However, the moisture content of the outgoing air at a relative humidity of 100% was 160 g / kg, which led to an increase in the proportion of steam in the mine atmosphere to 0.21. The calculation by formula (4) showed that the actual concentration of carbon monoxide in dry air increased to 0.0000047 fractions. units An increase in the concentration of indicator gas indicates the initial stage of the process of spontaneous combustion. Subsequent measurements confirmed the conclusions made, and the measures taken prevented the occurrence of an endogenous fire.
На полученную предложенным способом концентрацию индикаторных газов не будет влиять изменение содержания водяного пара в рудничной атмосфере. Поэтому полученные концентрации индикаторных газов будут лучше отражать процессы, происходящие в скоплении угля, что повысит эффективность обнаружения очага самовозгорания.The concentration of indicator gases obtained by the proposed method will not be affected by a change in the content of water vapor in the mine atmosphere. Therefore, the obtained concentrations of indicator gases will better reflect the processes occurring in the accumulation of coal, which will increase the efficiency of detection of a source of spontaneous combustion.
Применение предложенного способа снизит экономический ущерб, наносимый эндогенными пожарами шахтам, за счет обнаружения процесса самовозгорания на ранней стадии и повысит безопасность горных работ.The application of the proposed method will reduce the economic damage caused by endogenous fires to mines by detecting the spontaneous combustion process at an early stage and increase the safety of mining operations.
Claims (1)
Сc=С/(1-Др),
где Сc - концентрация индикаторного газа в сухом воздухе, доли ед.;
С - измеряемая концентрация индикаторного газа в пробе рудничного воздуха, доли ед.;
Др - доля водяного пара в единице рудничного воздуха, доли ед. A method for detecting spontaneous combustion of coal, including measuring the concentration of indicator gases in the air at the exit of the accumulation of coal and rocks with a preliminary measurement of their background values, characterized in that they additionally determine the amount of water vapor in the air, and the concentration of indicator gas is determined in dry air by the formula
C c = C / (1-D p ),
where C c is the concentration of indicator gas in dry air, fractions of a unit;
C is the measured concentration of indicator gas in a sample of mine air, fractions of a unit;
D p - the proportion of water vapor in the unit of mine air, the share of units
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011109174/03A RU2459959C1 (en) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | Method for detection of processes of coil spontaneous ignition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011109174/03A RU2459959C1 (en) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | Method for detection of processes of coil spontaneous ignition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2459959C1 true RU2459959C1 (en) | 2012-08-27 |
Family
ID=46937834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011109174/03A RU2459959C1 (en) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | Method for detection of processes of coil spontaneous ignition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2459959C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509212C1 (en) * | 2012-09-03 | 2014-03-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Method to predict disposition of mineral coals to self-ignition and device for its realisation |
| CN112228147A (en) * | 2020-10-20 | 2021-01-15 | 中国矿业大学(北京) | A rapid and remote discrimination method for fire disaster situation based on tracer gas method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1518540A1 (en) * | 1987-07-13 | 1989-10-30 | Восточное Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Горноспасательного Дела | Method of locating coal self-inflammation focus |
| RU2084637C1 (en) * | 1994-10-27 | 1997-07-20 | Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности | Method for detecting endogenous source of fire |
| AU7220200A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Yankuang Group Corporation | An infrared detecting method for detecting positions of concealed fire source points of spontaneous combustion of coal in a coal road |
| RU2271450C2 (en) * | 2004-05-31 | 2006-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) | Coal self-ignition detection method |
-
2011
- 2011-03-11 RU RU2011109174/03A patent/RU2459959C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1518540A1 (en) * | 1987-07-13 | 1989-10-30 | Восточное Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Горноспасательного Дела | Method of locating coal self-inflammation focus |
| RU2084637C1 (en) * | 1994-10-27 | 1997-07-20 | Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности | Method for detecting endogenous source of fire |
| AU7220200A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Yankuang Group Corporation | An infrared detecting method for detecting positions of concealed fire source points of spontaneous combustion of coal in a coal road |
| RU2271450C2 (en) * | 2004-05-31 | 2006-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) | Coal self-ignition detection method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СЛЕПЦОВ Е.И. и др. Приборы и аппаратура для обнаружения подземных пожаров и средства индивидуальной защиты. - М., 1977, с.1-22. ПОРТОЛА В.А. и др. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело. - Томск: Томский политехнический университет, 2008, с.69-72, 118-134. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509212C1 (en) * | 2012-09-03 | 2014-03-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Method to predict disposition of mineral coals to self-ignition and device for its realisation |
| CN112228147A (en) * | 2020-10-20 | 2021-01-15 | 中国矿业大学(北京) | A rapid and remote discrimination method for fire disaster situation based on tracer gas method |
| CN112228147B (en) * | 2020-10-20 | 2021-09-17 | 中国矿业大学(北京) | Rapid and remote fire disaster situation distinguishing method based on trace gas method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhuo et al. | The impact of surface air leakage on coal spontaneous combustion hazardous zone in gob of shallow coal seams: A case study of Bulianta Mine, China | |
| Zeng et al. | Experimental and modeling study on effects of N2 and CO2 on ignition characteristics of methane/air mixture | |
| Yuan et al. | CO and CO2 emissions from spontaneous heating of coal under different ventilation rates | |
| Tang | Sources of underground CO: Crushing and ambient temperature oxidation of coal | |
| Hosseinzadeh et al. | Minimum ignition energy of mixtures of combustible dusts | |
| RU2459959C1 (en) | Method for detection of processes of coil spontaneous ignition | |
| Wang et al. | Laboratory study on low-temperature coal spontaneous combustion in the air of reduced oxygen and low methane concentration | |
| RU2528807C1 (en) | Method of predicting risk of methane and dust explosion in mines | |
| RU2407896C1 (en) | Method of detecting coal spontaneous ignition at early stage | |
| Ghicioi et al. | PREVENTION OF ACCIDENTAL POLLUTION WITH COMBUSTION GASES AFTER THE OCCURRENCE OF EXPLOSIONS. | |
| CN109613203A (en) | Secondary oxidation coal sample self-ignition fatalness sentences knowledge method and its electronic equipment | |
| RU2271450C2 (en) | Coal self-ignition detection method | |
| RU2524860C1 (en) | Forecasting of explosive risks for methane-air mixes in mines | |
| Rath | Application of inhibitors to prevent spontaneous heating of coal | |
| RU2543238C2 (en) | Method of prediction of explosiveness of deposited dust in gassy mines | |
| Portola et al. | Detecting Coal Self-heating by Condensation Aerosol Content in the Air | |
| RU2700142C1 (en) | Method of forecasting explosion hazard of mined-out area of a mining face | |
| RU2340776C1 (en) | Method of prognosis of endogenous fire hazard at underground development of coal beds prone to spontaneous ignition | |
| PL235596B1 (en) | Method for the assessment of hazard as well as predicting of breakout of gases and outburst of rocks in the geological area | |
| Şensöğüt | Spontaneous combustion related fire ratios | |
| RU2844293C1 (en) | Method of detecting centres of underground fires | |
| RU2837100C1 (en) | Method for forecasting gas recovery of coal mass | |
| Yuan et al. | CFD modelling of sampling locations for early detection of spontaneous combustion in long–wall gob areas | |
| Perera et al. | Evaluation of smoke and gas sensor responses for fires of common mine combustibles | |
| Lei et al. | Numerical simulation and experimental study on formation of high concentration of H2 generated by gas explosion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130312 |