Способ определения зольности угля
Иллюстрации
Реферат
Союз Советски к
Социапистичвскик рвспубпик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ
<»>911233 (6l ) Дополнительное к. авт. саид-ву(51)М. Кл. (22) ЗаЯвлено 270680 (2! ) 2947105/18-25 с присоединением заявки М(23) Приоритет6 01 N 15/02//
6 01 и 27/46
9N ë âèàíàé кемятет евер ве амеб язе5ретенкй я втееытвй (53) УЙК 563. 135. .6(o88.8) Опубликовано .070Ж. бюллетень М 9
Дата опубликования описания 070382 (72) Автор изобретения
А.Ф.Сергатюк
Ц
Ф ! а с
r.Институт геологии и геохимии горю ископаемых hk Украинской ССР (7! ) Заявитель
j 5Й ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОЛЬНОСТИ УГЛЯ
Изобретение относится к способам
;оценки качества вещества физическими (в частности, электрическими) методами и может быть использовано для контроля, например, зольности рядового угля на шахтах, углеобогатительных фабриках и коксохимических заводах, а также для экспресс-анализа угля на зольность в лабораториях углеразведочных организаций..
Известные способы определения о зольности угля по измерению электропроводности и угольной пробы по сред- ней (геометрической) удельной электропроводности, вычисленной из двух
15 ее значений - продольной и поперечной (по отношению к слоистости угля),, полученных из .кривых электрокаротажа скважин или по приведенным кажущимся сопротивлениям угольных пластов в скважине, основаны на зависимости между вольностью угля и его удельным сопротивлением постоянному электрическому току 11.
Однако вследствие непостоянства структуры ископаемых углей и многообразия физико-геологических факторов, осложняющих зависимость удельного электрического сопротивления углей от их зольности, получить удовлетворительные результаты этими способами во многих случаях не представляется возможным.
Наиболее близкин по технической . сущности к изобретению является способ определения зольности угля, заключающийся в пропускании постоянного электрического тока через образец, измерении поляриэуемости после выключения тока, по величине которой судят о зольности.
В основу этого способа положено наблюдаемое в скважине уменьшение потенциалов вызванной поляризации (ВП) против угольных пачек, содержащих повышенное количество минеральных, (глинистых) частиц (2 ).
911233
Однако попытки использовать известный способ для оценки зольности угля в лабораторных условиях не дали положительных результатов. Объясняется это существенным влиянием текстурных особенностей угля на его поляризационные свойства, а также слабой дифференциацией по поляриэуемости ископаемых углей, обладающих
:различной зольностью.
Цель изобретения — повышение точ- . ности и чувствительности определения зольности угля.
Поставленная цель достигается тем, что в способе определения зольности угля, заключающемся в пропускании постоянного электрического тока через образец, измерении поляризуемости этого образца после выключения тока, по величине которой судят о .его зольности, перед пропусканием тока образец угля измельчают и спрессовывают в таблетку.
Кроме того, измерение поляризуемости, определяемой в процентах как отношение амплитудного значения разности потенциалов ВП, измеренной после действия на образец постоянного тока, к падению напряжения электрического поля на образце угля в момент протекания через него лоляризующего тока, производят в микросекундной области времени.
На чертеже приведен график зависимости параметра поляриэуемости от процентного содержания примесей в угольных таблетках.
Измельчение угольной пробы в порошок с последующим превращением его в прессованную таблетку, исключает влияние текстурного фактора на результаты измерения поляризационного эффекта, повышает поляризуемость пробы и, обеспечивает тесную взаимосвязь между процентным содержанием а угле минеральных частиц и их удельной поверхностью, которая, в свою очередь, находится в прямой зависимости с поляризуемостью пористой среды. Следовательно, увеличение в спресованной угольной таблетке минеральных примесей зольности) ведет к пропорциональному возрастанию ее поляризуемости.
Измерение поляризуемости в мик° росекундном диапазоне времен также повышает точНость определения зольности угля. Это обусловливается тем, что ранняя микросекундная) стадия
ВП, в отличие от более поздней, обусловленной концентрационно-диффузионными изменениями в поровой влаге, связана с физико=химическими явлениями на границе раздела фаз в области двойного электрического слоя, т.е. на контакте. минеральных зерен с поровой влагой. Поэтому, чем. ближе к моменту выключения по10 ляризующего тока определяется параметр поляризуемости, тем теснее он связан с удельной поверхностью минеральных частиц, тем точнее с его помощью будет определено содер15 жание их в угольной пробе.
Процесс измерения зольности угля состоит в следующем.
Угольную пробу, предварительно
- измельченную в порошок до аналитичесщ кой зернистости (т.е. пропушенную через сито 0,2 мм), засыпают в прессформу и с помощью гидравлического пресса спрессовывают под давлением
75- 100 кГ/см . Полученную таким об- .
2 разом таблетку закрепляют между электродами измерительной ячейкилабораторной установки ВП, состоящей из генераторного и измерительного блоков, .пропускают постоянный
30 электрический ток до установления максимальной поляризации образца, измеряют поляриэуемость в микросекундной области времени и по величине этого параметра определяют зольность исследуемой пробы.
В связи с переходными процессами, возникающими в измерительной цепи сразу же после действия импульса тока за счет межэлектродной ем40 кости, измерение поляризуемости следует вести в интервале микросекундного диапазона времен, начиная от 100 мкс после выключения тока и выше.
В качестве примера на чертеже
45 приведен график зависимости параметра поляризуемости от процентного содержания минеральных примесей а угольных таблетках, спвессованных при давлении
100 кГ/см из смеси чистого каменного угля марки К с порошком аргиллита, Размер зерен порошков обоих компонентов смеси не превышал 0,2 мм.
Содержание аргиллита в угле изменялось по весу от 5 до 403, Для иэме55 рения поляриэуемости этих угольных таблеток использовалась установка, включающая в себя стандартный генератор прямоугольных импульсов, спеФормула изобретения
Ж
М /
4 ф „ф
0 . 47
- ЛЬл,срлмлжс лРмесю, Ф
ВНИИПИ Заказ 110 /26 Тираж 883 Подписное
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4
5 9112 циальный импульсный электронный анализатор ВП, измерительную ячейку с четырьмя меднокупоросными неполяризующимися электродами и электронный осциллограф, на экране которого наблюдалось устойчивое иэображение всей кривой спада ВП с момента прохождения заднего фронта импульса поляризующего така,и до включения пос.ледующего токового импульса. Фиксированные амплитудные значения разности потенциалов вызванной поляризации снимались непосредственно из наблюдаемой на экране осциллографа кривой ВП, а величина падения напряжения электрического поля на образце в момент прохождения через него поляризующего тока измерялась с помощью калибратора амплитуды осциллографа. Поляризуемость проб on- 2О ределялась для времени 100 мкс. Как видно из чертежа, поляризуемость смеси угля с аргиллитом, эамеренная в области ранней. стадии ВП, находится в прямой зависимости с процентным со" 5 держанием в угле минеральных примесей.
Таким образом, получив сначала эталонную, зависимость поляризуемости ископаемого угля от процентного со- 30 держания в нем минеральных примесей, !. ;:с помощью предлагаемого способа можно довольно точно и значительно
33 6 быстрее, чем с помощью традиционного технического анализа, определить зольность;.исследуемой угольной пробы, а следовательно, и пути рационального использования угольного сырья в народном хозяйстве.
Способ определения зольности угля, заключающийся в пропускании пос-, тоянного электрического тока через образец, измерении поляризуемости после выключения тока, по величине которой судят о зольности, о т л ич а ю щ. и и с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности определения, перед пропусканием тока образец измельчают и спрессовывают в таблетку.
Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе
1, Гречухин В.В. Методика определения относительных и приведенных кажущихся сопротивлений и их использование для изучения зольности угольных пластов. Сб., Геофизическая развдка" И "Недра" вып 15 1966 с.ч1 -43.
2 . Гречухин В.В. Геофизические методы исследования угольных скважин, И., "Недра", 1965, с.ч09 (прототип).