SU1234661A1 - Method of detecting the heart of self-igntion of coal in coal body - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к угольной Промышленности, а более конкретно к профилактике эндогенных пожаров, и , может быть использовано дл  обнаружени  скрытых очагов самовозгорани  угл  в шахтах.The invention relates to the coal industry, and more specifically to the prevention of endogenous fires, and can be used to detect hidden spontaneous combustion of coal in mines.

Цель изобретени  - повышение точности определени  рассто ни  до очага самовозгорани  угл  путем учета вли ни  горной выработки на температурное поле массива.The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the distance to the center of spontaneous combustion of coal by taking into account the influence of mine workings on the temperature field of the massif.

Вли ние горной выработки на температурное поле массива в предлагаемои способе учитываетс  введением в ,соотношение, полученное из услови  теплового баланса на поверхности массива , коэффициента теплоотдачи со стенки выработки и температуры воздуха в ней.The effect of mine workings on the temperature field of the array in the proposed method is taken into account by introducing into, the ratio obtained from the heat balance conditions on the surface of the array, the heat transfer coefficient from the production wall and the air temperature in it.

Определекие рассто ни  до очага самовозгоранн  углей по данным измерени  температуры стенки выработки в нескольких точках на фиксированном рассто нии от точки с максимальной температурой примен лось в прототипе однако с совершенно иной целью. В из iBecTHOM способе измер ли температуру стенки выработки в трех точках на фиксированном рассто нии от зоны максимального прогрева с тем, чтобы по- лучить соотношение, позврл кщее оп- редедить рассто ние до очага только |по данным измерени  температуры стен ки без определени  коэффициента теп- |лопроводности угл  и температуры очага самовозгорани . При этом предпола гали, что массив угл   вл етс  однородным .The prototype determined the distance to the center of self-igniting coal according to the measurement of the temperature of the wall of the mine at several points at a fixed distance from the point with the maximum temperature, but with a completely different purpose. In the iBecTHOM method, the temperature of the wall of the excavation was measured at three points at a fixed distance from the zone of maximum heating in order to obtain a ratio that would determine the distance to the center only | according to wall temperature measurement without determining the heat - | conductivity of coal and the temperature of the center of spontaneous combustion. In this case, it was assumed that the coal mass is homogeneous.

В предлагаемом способе измерени  температуры провод т в п точках (где п 1) с тем, чтобы за счет усреднени  результатов определени  рассто ни  до очага самовозгорани  угл  устранить ошибку, обусловленную неоднородностью массива.In the proposed method, temperature measurements are carried out at n points (where n is 1) so that, by averaging the results of determining the distance to the spontaneous combustion point, the angle eliminates the error caused by the heterogeneity of the array.

На чертеже изображена расчетна  схема определени  рассто ни  до оча га само-возгорани  угл  в массиве.The drawing shows a computational scheme for determining the distance to the source of self-ignition of coal in an array.

Рассто ние до очага пожара в мае- сиве можно определить, реша  пр моугольный треугольник, например,The distance to the fire source in the array can be determined by solving a right-angled triangle, for example,

ОАВOAB

« "

г sg s

f - r 2 дгf - r 2 dg

(1)(one)

где f - рассто ние от точки с максимальной температуройwhere f is the distance from the point with the maximum temperature

стенки до точки с измер емой температурой-ABj , м; ,С,- рассто ние между изотермами , соответствующими тем- пературам Т и Т, м.walls to the point with measured temperature-ABj, m; , С, is the distance between isotherms corresponding to temperatures T and T, m.

Поскольку процесс самонагревани  угольных массивов развиваетс  медленно , можно с достаточной степенью точности считать, что за врем  определе- ни  температуры стенки выработки последн   не мен етс , т.е. теплопо- ступлени  к стенке выработки из массива равны количеству тепла, отдаваемому в горную выработку. Тогда, сог- ласно теории теплопроводности, справедливо соотношениеSince the process of self-heating of coal massifs develops slowly, it can be considered with a sufficient degree of accuracy that during the time of determining the temperature of the generation wall the latter does not change, i.e. heat supply to the wall of the mine working from the massif is equal to the amount of heat given to the mine working. Then, according to the theory of heat conduction, the relation

«id - Tg), (2)   "Id - Tg), (2)

д d

откуда получаем выражение дл  определени  рассто ни  между изотермамиwhere we get the expression to determine the distance between the isotherms

дг dg

.iT«aj Tl.iT "aj Tl

(3) .(3).

ы(т - т„)s (t - t „)

где и - коэффициент теплопроводности угл , Дж/м-с С; ot - коэффициент теплоотдачи со стенки выработки к воздуху, Дж/м2 с.°С. .where and is the thermal conductivity coefficient of coal, j / mc s; ot is the heat transfer coefficient from the production wall to air, J / m2 s. ° C. .

Ввиду того, что. дг значительно меньше г, величиной формуле (1) можно пренебречь. Тогда из (1) и (3) получаем простое расчетноеDue to the fact that. dg is much less than r, the value of formula (1) can be neglected. Then from (1) and (3) we get a simple calculated

соотношение дл  определени  рассто ни  до очага пожара по данньм измерени  максимальной температуры стенки выработки и температуры стенки на определенном рассто нии от точки с максимальной температуройthe ratio to determine the distance to the fire source by measuring the maximum temperature of the wall of the excavation and the temperature of the wall at a certain distance from the point with the maximum temperature

- (Тл,акс- )  - (TL, ax-)

(4)(four)

Чтобы исключить ошибку определени  рассто ни  до очага самовозгорани  угл , вызванную неоднородностью массива, достаточно определить температуру TJ в других точках В; на фиксированном рассто нии 1; от точки А с максимальной температурой, ш числить по формуле (А) рассто ни  до очага пожара, соответствующие, измерени м в этих точках, и полученные значени  усреднить. Таким обра- зом, окончательно получаем формулуIn order to eliminate the error in determining the distance to the center of spontaneous combustion of coal, caused by the heterogeneity of the array, it is sufficient to determine the temperature TJ at other points B; at a fixed distance of 1; from the point A with the maximum temperature, w by the formula (A) of the distance to the fire, corresponding to the measurements at these points, and average the obtained values. Thus, we finally get the formula

- (Ii:Ii) - n ;, 2- (,гтЛ - (Ii: Ii) - n;, 2- (, rtL

Способ заключаетс  в следующем. Посредством бесконтактного измерени  температуры стенки выработки наход т точку А, в которой наблюдаетс  максимальна  температура поверхности массива Т , после чего измер ют температуру стенки выработки Т- в п точках (где п ,2,3...) по обе стороны от точки А на рассто нии Е .The method is as follows. By contactless measurement of the wall temperature of the excavation, point A is found at which the maximum surface temperature of the array T is observed, after which the wall temperature of the excavation T is measured at n points (where n, 2.3 ...) on either side of point A distance e.

Затем по стандартной методике определ ют коэффициент теплопроводносрти угл  и измер ют температуруThen, by the standard method, the heat conductivity coefficient of the coal is determined and the temperature is measured

воздуха в выработке Tg, air in the production of Tg,

После этого наход т коэффициент теплоотдачи ei со стенки выработки :по известной формуле Института тех- нич еской теплофизики АН УССР в зависимости от аэродинамических параметров выработкиAfter that, the heat transfer coefficient ei from the production wall is found: according to the well-known formula of the Institute of Technical Thermal Physics of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, depending on the aerodynamic parameters of production

S (5)S (5)

где - коэффициент,.-учитывающий вли ние шероховатости стенки выра- ботки (находитс  по данньм института технической теплофизики АН УССР);where is the coefficient, .- taking into account the effect of the roughness of the wall of development (located according to the data of the Institute of Technical Thermal Physics of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR);

V - скорость движени  оздуха в выработке, M/c.j V - air velocity at work, M / c.j

р - плотность воздуха кг/м ;p is the air density kg / m;

Р5 - периметр сечени  выработки , м;P5 - the perimeter of the cross section of generation, m;

S - площадь сечени  выработки , м .S is the area of the production section, m

Затем вычисл ют рассто ние до очага самовозгорани  угл , соответствующее замерам температуры Т; в точках BjThen calculate the distance to the center of spontaneous combustion of coal, corresponding to measurements of temperature T; at points bj

- LiT;-T t . - LiT; -T t.

г-й (т,,-тГ)   gth (t ,, - tg)

и определ ют среднее значениеand determine the average value

. .lf lL(TilTBl (7) n fc i nf. 2 (T,,-T; ) . .lf lL (TilTBl (7) n fc i nf. 2 (T ,, - T;)

Пример. Предлагаемый способ опробован на шахте Западна  п,о. Тулауголь дл  обнаружени  скрытого очага самовозгорани  угл  в межл штрековом целике между 4-ым и 6-ым главными восточными вентил ционными штреками.Example. The proposed method was tested on the mine Zapadn p, o. Tula ugol for the detection of a hidden center of spontaneous combustion of coal in the interflame between the 4th and 6th main east ventilation drifts.

Дл  определени  местоположени  очага самовозгорани  углей обследо3А661To determine the location of the hearth of spontaneous combustion of coal survey 3A661

вали с помощью приемника теплового излучени  стенку 6-го главного восточного штрека и установили максимальную температуру Т;,д поверхнос- 5 ти - 18,2 С. После этого замерили температуру стенки еще в 6 точках на рассто нии 0,5; 1; и 1,5 м слева и справа от точки с максимальной температурой.using the receiver of thermal radiation, the wall of the 6th main eastern drift was set and the maximum temperature T was set;, d surface 5, 18.2 C. After that, the wall temperature was measured at 6 points at a distance of 0.5; one; and 1.5 m to the left and right of the point with the maximum temperature.

10 После этого в соответствии со стан- стандартной методикой цилиндрического мгновенного источника определили коэффициент теплопроводности угл  Я 0,25 Дж/ мс С , а также замерили температуру воздуха в выработке Т ,10 Thereafter, in accordance with the standard method of a cylindrical instantaneous source, the thermal conductivity coefficient of coal I was determined to be 0.25 J / ms C, and the air temperature was measured in the generation of T,

Дл  определени  коэффициента теплоотдачи со стенки выработки определили ее периметр Р 9,4 м, площадьTo determine the heat transfer coefficient from the wall of the mine, its perimeter P of 9.4 m was determined;

сечени  S 7 м и по справочным данным дл  данного, вида крепи установили коэффициент вли ни  шероховатости 6 2,5, а, также измерили с по - мощью анемометра скорость движени .The cross sections S 7 m and, according to reference data for this type of support, established a coefficient of influence of roughness 6 2.5, and also measured the speed of movement with an anemometer.

воздуха в выработке V 1 м/с. По полученным данным рассчитали коэффициент теплоотдачи со стенки выработки по формуле (5)air in the formulation of V 1 m / s. According to the data obtained, the heat transfer coefficient from the production wall was calculated by the formula (5)

„ О.в“O.v

oioi

2,332.33

г . Ц29 .2 g. Z29 .2

0,90.9

.2i.2i

0,10.1

- f f, .OC - f f, .OC

Затем по формуле (6) вычислилиThen by the formula (6) calculated

рассто ние до очага пожара, соответствующее измерени м в каждой из шести точек (результаты расчета сведены в таблицу) после чего .определили среднее значение г (г 10,26 м )the distance to the source of fire corresponding to the measurements at each of the six points (the calculation results are summarized in the table) after which the average value of g (g 10.26 m) was determined

Дл  получени  сравиительиых данных опр елнпи рассто ние до очага пожара способом-прототипом, в качестве которого пр1именили известный метод обнаружени  скрытого очага пожара посредством бесконтактного измерени  максимальной теютературы стенки выработки и температуры стенки на фиксированном рассто нии от точки наибольшего прогрева.To obtain comparative data, the distance to the fire source was determined by the method of the prototype, which included the well-known method of detecting the hidden fire source by contactless measurement of the maximum temperature of the wall and wall temperature at a fixed distance from the highest heating point.

, , . ,,

В taблицe приведены результаты определени  рассто ни  до о.чага пожара в массиве предпагаемым и известшим способамиThe table shows the results of determining the distance to the fire fire in the massif by means of known and known methods.

17,417.4

16,316.3

Рассто ние до очага пожара м, рассчитанноеDistance to the source of fire, m

Анализ полученных данных свидитель ;ствует о существенном отличии результатов определени  рассто ни  до очага самовозгорани  угл  предлагаемым и известным способами. При этом фак- тические данные о местоположении очага самовозгорани  угл  в обследованном целике, полученные при бурении скважины, показали, что очаг находилс  на рассто нии 9 м от штрека,-еле- довательно, результаты определени  местоположени  очага самовозгорани  угл  предлагаемым способом болееAnalysis of the obtained data of the witness; there is a significant difference in the results of determining the distance to the center of spontaneous combustion of coal by the methods proposed and by known methods. At the same time, the actual data on the location of the spontaneous combustion center of the coal in the surveyed pillar, obtained during the drilling of the well, showed that the center was located 9 m from the drift, so, the results of determining the location of the spontaneous combustion center by the proposed method more than

достоверны, чем результаты, полученreliable than the results obtained

Редактор М.ТовтинEditor M.Tovtin

Составитель И.Фед еваCompiled by I.Fed eva

Техред О.Гортвай Корректор А.Т скоTehred O.Gortvay Proofreader A.T.

Заказ 2965/42 Тираж 436ПодписноеOrder 2965/42 Circulation 436Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

.Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4. Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4

15,815.8

17,217.2

16,316.3

15,715.7

ные базовым способом. Кроме того,приведенный пример свидетельствует о том, что предлагаемый метод позвол ет существенно уменьшить ошибку, вызванную неоднородностью массива.basic way. In addition, the above example indicates that the proposed method can significantly reduce the error caused by array inhomogeneity.

Таким образом, предлагаемый способ обнарз жени  скрытого очага самовозгорани  угл  позвол ет более точно по сравнению с известным определить рассто ние до очага пожара благодар  учету вли ни  горной выработки на температурное поле массива и уменьшению ошибки определени  рассто ни  вследствие неоднородности массива.Thus, the proposed method for detecting a hidden hot spot for spontaneous combustion of coal makes it possible to determine the distance to a fire source more accurately than the known one by taking into account the influence of mine workings on the temperature field of the array and reducing the error in determining the distance due to the heterogeneity of the array.

Claims (1)

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОЧАГА САМОВОЗГОРАНИЯ УГЛЯ В МАССИВЕ, включающий бесконтактное измерение максимальной температуры стенки выработки и температуры стенки на фиксированных расстояниях от точки наибольшего прогрева поверхности массива, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности определения расстояния до очага путем учета влияния горной выработки на температурное поле массива, измерение температуры стенки на фиксированных рас— стояниях производят по обе стороны от точки с максимальной температурой после чего определяют коэффициент теплопроводности угля в массиве, коэффициент теплоотдачи со стенки вы— работки и температуру воздуха в выработке, а расстояние до очага самовозгорания угля вычисляют по формуле _г - _L г —² * ’ максимальная температура стенки выработки, *С; расстояние от точки наибольшего прогрева поверхности массива до точки измерения температуры, м; температура стенки выработки на расстоянии 8- от точки с максимальной температурой, °C;METHOD FOR DETECTING A HEAT OF CARBON SELF-IGNITION IN ARRAY, which includes non-contact measurement of the maximum temperature of the excavation wall and wall temperature at fixed distances from the point of maximum heating of the array surface, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the distance to the source by taking into account the influence of the mine working on the temperature field of the array, the temperature of the wall at fixed distances is measured on both sides of the point with the maximum temperature and then the coefficient is determined the coefficient of thermal conductivity of coal in the array, the heat transfer coefficient from the production wall and the air temperature in the mine, and the distance to the center of coal self-ignition is calculated by the formula _g - _L g - ² * 'maximum temperature of the mine wall, * C; distance from the point of greatest heating of the surface of the array to the point of temperature measurement, m; working wall temperature at a distance of 8- from the point with maximum temperature, ° C; температура воздуха в вырагде Т * Злакеair temperature in the temperature T * Zlake Т;T; η об ботке, °C;η about boot, ° C; - число точек измерений температуры стенки, w= 1,2,3...,- the number of measurement points of the wall temperature, w = 1,2,3 ..., - коэффициент теплопроводности угля в массиве, Дж/мс С,- coefficient of thermal conductivity of coal in the array, J / ms C, - коэффициент теплоотдачи со стенки выработки, Дж/м²с С.- heat transfer coefficient from the production wall, J / m ² s C. SU .> 1234661SU.> 1234661