Стенд для исследования процессов горения и газификации угля в подземных условиях

Стенд для исследования процессов горения и газификации угля в подземных условиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной пром-ти и предназначено для модельных исследований горен1 я и газификации угля в ходе подземных пожаров. Цель - повышение достоверностииинформации о динамике процесса горения. Р 7. влияреме подьный дземхиэ- . .. ЕССОВ ЗЕМной льикав . нфоря. II Стенд включает корпус (К) 1 с размещенными внутри него слоями 2-4 угля подстилакмцих и вышележащих пород. При этом К 1 подвешен на рычажных системах 6, 7, каждое рабочее плечо которых взаимодействует с чувствительными элементами 8, 10 магнитоэлектрических весов (МЭВ) 9, И. Блок измерительной аппаратуры МЭВ 9, И вьтолнен из двух фильтров 13, 15 высоких частот и двух фильтров 12, 14 низких частот. Входы фильтров соединены с выходами чувствительных элементов 8, 10 ЮВ 9, П. Выходы фильтров 12-15 соединены с соответствующими входами четырехканального регистратора 16. По мере выгорания угля и перемещения фронта горения происходит уменьшение веса К 1 и изменение положения его центра тяжести. Это приводит к постепенному уменьшению .усилий l и Рг. В процессе исследования горения угля ЮВ 9, 11 удерживают К 1 в неподвижном состоянии и непрерывно вырабатывают электрические сигналы о весе К 1 и обрушениях. 2 ил. tHIJ ,.f с S О) 4Sb О СО со IND

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PEC11YEi JlHH

1511 4 E 21 С 43/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4268276/22-03 (22) 25.06.87 (46) 07.03.89. Бкп. У 9 (71.) Московский горный институт (72) В.В.Ржевский, Г.С.Апексеев . М.Г.Кипнис, В.Е.Сенкевич и В.Л.Шкуратник (53) 622. 747. 6 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1321.050, кл. E 21 С 43/00, 1987.

Питии P.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.

) 88

„„Я0„„1463920 д1

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, 10 магнитоэлектрических весов (МЭВ) 9, 11. Блок измерительной аппаратуры МЭВ 9, 11 выполнен из двух фильтров 13, 15 высоких частот и двух фильтров 12, 14 низких частот. Входы фильтров соединены с выходами чувствительных элементов 8, 10 МЭВ 9, 11. Выходы фильтров 12-15 соединены с соответствующими входами четырехканального регистратора 16.

По мере выгорания угля и перемещения . фронта горения происходит уменьшение веса К 1 и изменение положения его центра тяжести. Это приводит к постепенному уменьшению. усилий Р, и Р . В процессе исследования горения угля

МЭВ 9, 11 удерживают К 1 в неподвиж ном состоянии и непрерывно вырабатывают электрические сигналы о sece К 1 и обрушениях. 2 ил.

) 463920 -

Изобретение относится к горной

1 промышленности и предназначено для модельных исследований горЕния и газификации угля в ходе подземных пожа- 5 ров, а также нетрадиционных методов добычи полезных ископаемых, основанных на их сжигании.

Цель изобретения — повышение достоверности информации о динамике 10 процесса горения.

На фиг.l представлена структурная схема стенда; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Стенд содержит корпус 1 с passeщенными внутри него слоем 2 угля, слоем 3 подстилающих пород, а также слоем 4 вышележащих пород, который по мере выгорания угля обрушается в выгоревшее пространство 5. B слое 2 угля выполнены каналы, в которых с

„помощью устройства нагнетания обеспечивается перемещение потоков воздуха и газообразных продуктов сжигания

25 угля.

Корпус 1 подвешен на рычажных системах 6 и 7. Рабочее плечо рычажной системы 6 упирается в чувствительный элемент 8 магнитоэлектрических весов (30

9, а рабочее плечо рычажной системы

7 упирается в чувствительный элемент

10 магнитоэлектрических весов 11.

Электрический выход весов 9 связан с фильтром 12 низкой частоты и фильтром 13 высокой частоты, а электричес-35

1 кий 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 ре-40 гистратора 16.

Исследование процессов горения и газификации угля на стенде осуществ;. ляют следующим образом. 45

В каналах для прохода воздуха и газа с помощью устройства нагнетания обеспечивается перемещение воздуха, затем проводят розжиг угля. До начала выгорания угля (в момент t ) 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 Р2 на чувствительные элементы .::8 и 10. В результа.— те компенсационные магнитоэлектрические весы 9 и ll уравновешивают эти усилия и вырабатывают электрические, сигналы 17 и 1 8, пропорциональные усилиям Р, и P2,сумма которых пропорциональна весу P.

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 t2) участков слоя 4 вышележащих пород, вызывающие быстроменяющиеся во времени изменения усилий

Р, и Р2.

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 P (низкочас" тотная составляющая сигналов) и обрушениях (высокочастотная составляющая сигналов).

Низкочастотные составляющие 19 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

1.(11(2Н) где k —. коэффициент пропорционально сти

U — амплитуды низкочастотных (H > 2Н составляющих 19 и 20 сигналов 17 и 18.

Коэффициент k определяется,.например, путем предварительной тарировки, заключающейся в нагружении корпуса 1 дополнительным заданным весом Р, измерении величины суммарного изменения электрических напряжений UÄ а выходе весов 9 и ll и вычислении отношения Р„/У„, т.е. k = Р„/Ц,.

Положение центра тяжести корпуса 1 с содержимым определяется иэ условия равенства нулю суммы 2„ механических моментов сил Р, Р„ и Р действую1463920 щих на неподвккный уравновешенный корпус 1

1 1

=аР- — -P - Р =О (2)

2 2

5 где а — расстояние центра тяжести от середины корпуса );

1 " длина корпуса l .

После преобразований (2) с учетом выражения (1) получают 10

1 Uew — U cu а я (3)

2 01н +

Высокочастотные составляющие 21 и 22 сигналов 17 и 18 используются для определения местоположения обру- 15 шений.

Местоположение обрушений также определяется из условия (2) и аналогично (3) рассчитывается с помощью выра-2О жения

1 015 макс 026 маЙс (4)

Ь

Э

111ь макс 11 им кс где Ь - расстояние местоположения 25 обрушения от середины корпуса 1;

®макс

U „, — амплитуды первых полуволн высокочастотных составляю- gp щих 21 и 22 сигналов 17. и 18.

Формула изобретения

Стенд 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, отличающийся 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 филвтров соединены с соответствукщими входами регистратора-, чувствительные элементы магнитоэлектрических весов соединены с рычажными системами, на которых подвешен корпус модели.

Составитель Н. Преловский

Редактор И. Бланар Техред Л. Сердюкова Корректор В. Гирняк е

Заказ 805/39 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101