Датчики ацетилена в системе УТАС
За результатами виконаних досліджень щодо діагностики входу гірничої виробки в аномальну по виділенню газу зону вибрано ацетилен. Для автоматичного контролю вмісту ацетилену в шахтній атмосфері запропоновано конструкцію датчика для си- стеми УТАС....
Збережено в:
Дата: | 2009 |
---|---|
Автори: | , , , , , |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2009
|
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/18069 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Датчики ацетилена в системе УТАС / В.А. Канин, М.Г. Тиркель, А.А. Тараник, В.З. Брюм, Ю.Ю. Моргунов, Л.В. Хороших // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 490-502. Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-18069 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-180692013-02-13T02:05:54Z Датчики ацетилена в системе УТАС Канин, В.А. Тиркель, М.Г. Тараник, А.А. Брюм, В.З. Моргунов, Ю.Ю. Хороших, Л.В. За результатами виконаних досліджень щодо діагностики входу гірничої виробки в аномальну по виділенню газу зону вибрано ацетилен. Для автоматичного контролю вмісту ацетилену в шахтній атмосфері запропоновано конструкцію датчика для си- стеми УТАС. By the results of the carried out investigations related to diagnostics of mine working entrance in the anomalous gas emission zone acetylene was selected. For automatic control of acetylene content in mine atmosphere a sensor design for UTAS system (universal telecommunication automated system) is proposed. 2009 Article Датчики ацетилена в системе УТАС / В.А. Канин, М.Г. Тиркель, А.А. Тараник, В.З. Брюм, Ю.Ю. Моргунов, Л.В. Хороших // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 490-502. Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1996-885X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/18069 622.281:533.6 ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
description |
За результатами виконаних досліджень щодо діагностики входу гірничої виробки в аномальну по виділенню газу зону вибрано ацетилен. Для автоматичного контролю вмісту ацетилену в шахтній атмосфері запропоновано конструкцію датчика для си- стеми УТАС. |
format |
Article |
author |
Канин, В.А. Тиркель, М.Г. Тараник, А.А. Брюм, В.З. Моргунов, Ю.Ю. Хороших, Л.В. |
spellingShingle |
Канин, В.А. Тиркель, М.Г. Тараник, А.А. Брюм, В.З. Моргунов, Ю.Ю. Хороших, Л.В. Датчики ацетилена в системе УТАС |
author_facet |
Канин, В.А. Тиркель, М.Г. Тараник, А.А. Брюм, В.З. Моргунов, Ю.Ю. Хороших, Л.В. |
author_sort |
Канин, В.А. |
title |
Датчики ацетилена в системе УТАС |
title_short |
Датчики ацетилена в системе УТАС |
title_full |
Датчики ацетилена в системе УТАС |
title_fullStr |
Датчики ацетилена в системе УТАС |
title_full_unstemmed |
Датчики ацетилена в системе УТАС |
title_sort |
датчики ацетилена в системе утас |
publisher |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
publishDate |
2009 |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/18069 |
citation_txt |
Датчики ацетилена в системе УТАС / В.А. Канин, М.Г. Тиркель, А.А. Тараник, В.З. Брюм, Ю.Ю. Моргунов, Л.В. Хороших // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 490-502. Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
work_keys_str_mv |
AT kaninva datčikiacetilenavsistemeutas AT tirkelʹmg datčikiacetilenavsistemeutas AT taranikaa datčikiacetilenavsistemeutas AT brûmvz datčikiacetilenavsistemeutas AT morgunovûû datčikiacetilenavsistemeutas AT horošihlv datčikiacetilenavsistemeutas |
first_indexed |
2025-07-02T19:13:39Z |
last_indexed |
2025-07-02T19:13:39Z |
_version_ |
1836563688553709568 |
fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
490
УДК 622.281:533.6
ДАТЧИКИ АЦЕТИЛЕНА В СИСТЕМЕ УТАС
Канин В. А., Тиркель М. Г., Тараник А. А.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
Брюм В. З., Моргунов Ю. Ю., Хороших Л. В.
(ГП «Петровский завод угольного машиностроения»,
г. Донецк, Украина)
За результатами виконаних досліджень щодо діагностики
входу гірничої виробки в аномальну по виділенню газу зону вибра-
но ацетилен. Для автоматичного контролю вмісту ацетилену в
шахтній атмосфері запропоновано конструкцію датчика для си-
стеми УТАС.
By the results of the carried out investigations related to diag-
nostics of mine working entrance in the anomalous gas emission zone
acetylene was selected. For automatic control of acetylene content in
mine atmosphere a sensor design for UTAS system (universal tele-
communication automated system) is proposed.
Актуальность вопроса.
Многолетними исследованиями, выполненными на шахтах
Донбасса, в том числе и УкрНИМИ НАН Украины, установлено [1],
что основным источником аномальных выделений горючих газов
в горные выработки и местами инициирования газодинамических
явлений являются тектонические нарушения. Заблаговременное
прогнозирование этих нарушений и возможных последствий при
их вскрытии является сложной задачей, которая к настоящему
времени не имеет комплексного решения. Поэтому наряду с раз-
витием геофизических методов прогноза тектоники необходимо
развивать и геохимическое направление исследований по опреде-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
491
лению компонентного и изотопного состава рудничных газов для
установления их генезиса и путей миграции в горные выработки.
Выявленные УкрНИМИ и ИГМР НАН Украины закономер-
ности распределения изотопного состава рудничного газа в тек-
тонических нарушениях [2-7] подтвердили идею глубинного ге-
незиса части углеводородов, выделяющихся в угольных шахтах
(рис. 1).
Рис. 1. Классификационная диаграмма генезиса газов по ре-
зультатам исследований на шахте им. А. Ф. Засядько
Установлено, что в аномальных по газовыделению зонах,
приуроченных к тектоническим нарушениям, которые связаны с
разломами кристаллического фундамента, происходит утяжеле-
ние изотопного состава углерода метана (δ 13ССН4 ) и углекислого
газа δ 13ССО2, уменьшается разница (δ 13ССН4 – δ 13ССО2), возраста-
ет концентрация гелия (Не) и водорода (Н2), понижается количе-
ственное соотношение H2/He, возрастает суммарная концентра-
ция тяжелых углеводородов. Все это указывает на генетическую
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10
термогенные
газы
биогенные
газы
эндогенные
газы
δ
13
C
C
О
2,
‰
δ 13CCН4, ‰
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
492
разобщенность исследованных газов и присутствие в них газов
глубинного (возможно мантийного) происхождения [6].
Поскольку определение изотопного состава углерода метана
и углекислого газа требует длительного времени и сложного обо-
рудования, в качестве диагностического признака входа выработ-
ки в аномальную зону можно использовать результаты совмест-
ного определения концентрации в рудничной атмосфере тяжелых
углеводородов и гелия.
Разработанная ГП «Петровский завод угольного машино-
строения» совместно с фирмой TROLEX Ltd (Великобритания)
система УТАС, в отличие от других систем управления безопас-
ностью на угольных шахтах, имеет в своем составе датчики тя-
желых углеводородов. Но, к сожалению, гелий в настоящее время
можно определять только хроматографическим методом, а кон-
центрация тяжелых углеводородов в рудничной атмосфере в от-
рыве от других газов не может однозначно свидетельствовать о
генезисе наблюдаемой аномалии.
В последние годы, в связи с участившимися случаями ава-
рий в угольных шахтах, связанных со вспышками и взрывами
рудничного газа, стал проявляться интерес к изучению содержа-
ния в горном массиве непредельных углеводородов (ацетилена,
этилена и пропилена), главными свойствами которых являются
высокая молекулярная энергоемкость и метастабильность [8-10].
Изучение распространения в горном массиве непредельных
углеводородов особенно интересно с позиций познания принци-
пов миграции газов в горные выработки. Известно, что синтез
молекул непредельных углеводородов возможен только в усло-
виях высоких температур. Они образуются при пиролизе метана
при температуре 1500° С или из карбида кальция, получение ко-
торого осуществляется энергетической мощностью в 1600° С.
Совершенно очевидно, что такие условия существуют значитель-
но ниже глубины разработки угольных пластов.
Следовательно, непредельные углеводороды можно харак-
теризовать как адвентивные газы, занявшие свое современное
положение в газовой составляющей угольно-породного массива
путем миграции по тектоническим трещинам из глубинных гори-
зонтов к приповерхностным. Появление этих газов в угольно-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
493
породном массиве или атмосфере горной выработки наряду с тя-
желыми углеводородами свидетельствует о ведении горных ра-
бот в зоне тектонического нарушения, связанного с глубинными
разломными структурами, которые длительное время могут под-
питывать выработку горючими газами.
Все вышеизложенное послужило аргументацией для вклю-
чения в систему УТАС датчика ацетилена.
Основные свойства ацетилена.
Ацетилен (С2Н2) считается родоначальником гомологиче-
ского ряда непредельных (ненасыщенных) углеводородов – алки-
нов, содержащих в молекуле одну тройную связь и имеющих об-
щую формулу CnH2n-2.
Природный ацетилен – бесцветный газ, без запаха. Техниче-
ский ацетилен имеет неприятный запах, из-за присутствия раз-
личных примесей. Молекулярный вес ацетилена – 58,080, вес от-
носительно воздуха – 0,905. Чистый ацетилен при охлаждении
сжижается при - 83,8° С, а при дальнейшем понижении темпера-
туры быстро затвердевает. Он умеренно растворим в воде
(1150 мл в 1 л воды при 15 °С и атмосферном давлении) и хорошо
в органических растворителях, особенно в ацетоне (25 л в 1л аце-
тона при тех же условиях и 300 л – под давлением 12 атм). Аце-
тилен обладает слабым наркотическим действием, ПДК 0,3 мг/м3.
Температура самовоспламенения ацетилена – 335° С.
Тройная углеродная связь (− С ≡ С −) ацетилена непрочна и
легко разрушается под действием разных веществ и факторов,
что является причиной его чрезвычайной химической активности.
Высокая эндотермичность реакции образования ацетилена
из углерода и водорода (∆Н0
298 = 226,7 кДж/моль)
2С(тверд.) + H2(газ) = С2H2(газ) - 226,7 кДж/моль (1)
делает ацетилен одним из самых богатых энергией углеводоро-
дов и самым взрывоопасным из всех известных газов [11, 12].
Соответственно велика вероятность инициирования цепного раз-
ложения ацетилена на элементы по реакции, обратной (1), с вы-
делением тепла, которое и лежит в основе взрыва, детонации и
самовоспламенения ацетилена. Количество тепла, выделяемого
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
494
при разложении 1 кг ацетилена, примерно в 1,5 раза больше, чем
при разложении 1 кг нитроглицерина, и вдвое больше, чем для
такого же количества тротила. При достаточной плотности моле-
кул (при повышении давления) начало распада ацетилена на эле-
менты (сажу и водород) в одной из частей объема приводит к по-
следовательному его распаду во всем объеме, которое сопровож-
дается взрывом с ростом давления в 100-200 раз [11].
Ацетилен взрывается при содержании его в воздухе от 2,3
до 83 % в случае повышения температуры до 500° С при атмо-
сферном давлении или при обычной температуре в случае повы-
шения давления свыше 0,15 МПа, а также при указанных концен-
трациях и атмосферном давлении от искры, пламени, сильного
местного нагрева. При 100 %-ной концентрации и при давлениях
ниже 0,65 Па взрыв ацетилена не вызывается при любых энерги-
ях инициирования взрыва. Если ацетилен помещать в узкие кана-
лы, то его способность к взрыву в случае повышения давления
значительно понижается. Взрывоопасность ацетилена уменьша-
ется также при разбавлении его другими газами, например азо-
том, метаном или пропаном.
В природных газах ацетилен встречается редко и в малых
количествах. В угольных шахтах ацетилен может образовываться
еще и в процессе термического разложения каменных углей при
пожарах.
При рассмотрении свойств и природы образования ацетиле-
на, применительно к безопасности работ в угольных шахтах,
нельзя не отметить результаты фундаментальных исследований,
выполненных в последние годы в Институте теоретической и
прикладной механики СО РАН (Новосибирск). В этом институте
методами физико-математического моделирования поведения га-
зовых реакционно-способных смесей под ударно-волновой на-
грузкой был исследован гомогенный газофазный пиролиз метана
в этилен и ацетилен в ударной трубе [13]. Результаты моделиро-
вания показали, что под действием ударной волны, которая отра-
жается от торца трубы, процесс пиролиза метана является эндо-
термическим. Из-за эндотермичности реакции температура за от-
раженной ударной волной быстро падает. Вследствие этого хи-
мические превращения в процессе пиролиза останавливаются на
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
495
суммарной массовой концентрации этилена и ацетилена порядка
15 %. Для более глубокой конверсии метана в этилен и ацетилен
требуется дополнительный подогрев газа.
Анализируя эти результаты, можно сделать несколько прак-
тических выводов. Во-первых, хотя для условий угольных шахт
данный вопрос еще не изучался, в принципе не исключено, что в
процессе производства взрывных работ в подготовительных вы-
работках в результате пиролиза метана, содержащегося в руд-
ничной атмосфере, под действием ударной волны может проис-
ходить образование ацетилена и этилена. Во-вторых, если для
промышленного производства ацетилена выход продукта в объе-
ме 15 % представляется незначительным, то образование такого
количества ацетилена на ограниченном участке горной выработ-
ки может приводить к аварийным ситуациям. В-третьих, ударная
волна в горных выработках, которая формируется и при взрывах
метано-воздушной смеси, может усугублять последствия взрыва
за счет участия в нем новообразующегося ацетилена.
Таким образом, помимо контроля содержания ацетилена в
рудничной атмосфере с целью выявления аномальных зон, при-
уроченных к тектоническим нарушениям, ацетилен необходимо
контролировать также и при производстве взрывных работ.
Опыт изучения содержания ацетилена в шахтах Донбасса.
Пионерами изучения непредельных углеводородов в Дон-
бассе в рассматриваемом направлении являются Радзивилл А. Я.
и Сукачев А. Н.
Первоочередным объектом изучения насыщенности горного
массива ацетиленом ими была выбрана наиболее активная в тек-
тоническом отношении зона Ветковского и Григорьевского над-
вигов, в которой расположены поля шахт Донецко-Макеевского
района Донбасса. В этой зоне Еленовская магмотермальная ано-
малия и Амвросиевский купол могли служить энергетическим
источником деструкции низших и синтеза непредельных углево-
дородов. Еленовская магмотермальная аномалия размещается в
узле пересечения бортовых разломов складчатого Донбасса и Ук-
раинского щита, а Амвросиевский купол и гипотетичная интру-
зия под ним на глубине 5 км в зоне Еланчик-Ровеньковского глу-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
496
бинного разлома [8, 9]. Говоря о наличии в газовой составляю-
щей угольных пластов и вмещающих пород трансформирован-
ных биогенных ненасыщенных углеводородов, авторы [8, 9] не
исключают возможность насыщения угольного массива непре-
дельными углеводородами, которые мигрируют глубинными раз-
ломами из верхней мантии в более высокие горизонты осадочных
пород. Однако, отсутствие анализа изотопного состава элемен-
тов, составляющих непредельные углеводороды, не позволило им
разделить эти углеводороды на биогенные и абиогенные типы.
Произведенные рекогносцировочные исследования углей
Донецко-Макеевского района дали авторам основание утверждать,
что ацетиленопроявления приурочены, в основном, к нарушениям,
оперяющим Григорьевский и Первомайский надвиги. Непредель-
ные углеводороды в сорбированных углем газах были выявлены
на шахтопластах от k5 до n1, однако процентное содержание аце-
тилена было почти повсеместно выше в юго-восточных зонах, где
оно достигало 2-3 % (в отдельных случаях 5 %) от общего коли-
чества низших углеводородов. На северо-западных крыльях доля
непредельных углеводородов обычно не превышала 1,0 %.
Системное площадное опробование основных рабочих пла-
стов шахты им. А. Ф. Засядько – l1 и m3 подтвердило [10] тенден-
цию максимального ацетиленопроявления в юго-восточных апо-
физах крупных надвиговых структур. Газоаналитическими ис-
следованиями проб газов, десорбированных из угля, отобранного
в пределах 16-й западной лавы пласта m3, установлена ацетиле-
нонасыщенностъ углей в зоне апофизы № 4 в юго-западной части
Ветковского надвига. Протяженность этой зоны от линии надвига
составляла около 700 м при ширине 120 м. Наряду с ацетиленом
во всех пробах были обнаружены также этилен (до 0,1 %) и про-
пилен (0,1-0,3 %). Вторая ацетиленонасыщенная зона была уста-
новлена в пределах 11-й и 12-й западных лав пласта l1. Протя-
женность этой зоны составляла 400 м при ширине 150-200 м.
На участках угольных пластов l1, m3 и к5, примыкающих к
северо-западной периферии Григорьевского надвига, в исследо-
ванных пробах десорбированного газа отмечалось присутствие
этилена и пропилена, а ацетилен во всех пробах отсутствовал. На
основании этого авторы сделали вывод, что северо-западные
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
497
крылья Ветковского, Григорьевского и Первомайского надвигов
насыщались комплексом низших углеводородов и непредельными
углеводородами, исключая ацетилен, а на юго-восточных крыль-
ях, массив насыщался и ацетиленом.
В ходе исследований [8-10] установлено также, что этилен и
пропилен сопутствуют ацетиленопроявлениям. При этом, конту-
ры распространения этилена и пропилена часто на 50-70 м пре-
восходят контуры распространения ацетилена. Причины такого
взаимоотношения параметров распространения непредельных уг-
леводородов в настоящее время не установлены.
Определение содержания ацетилена в рудничной атмосфере
до настоящего времени производилось в НИИГД «Респиратор»
исключительно с одной целью – для выявления в угольных шахтах
эндогенных пожаров. По их данным концентрация ацетилена в
рудничной атмосфере не превышает 1,9·10-4 % и этилена
1,1·10-2 %.
Следует, однако, отметить, что пробы для этих анализов от-
бирались на различных расстояниях от забоя выработок без кон-
троля времени обнажения массива и, следовательно, характери-
зуют стационарное состояние рудничной атмосферы. При отсут-
ствии эндогенного пожара такие данные соответствуют фоновым
значениям содержания ацетилена в атмосфере выработки.
Динамические процессы, при которых в атмосферу выра-
ботки происходят залповые (аномальные) выбросы различных га-
зов, в том числе и ацетилена, можно обнаружить только в случае
непрерывного контроля содержания этих газов.
Аномальные выделения газа в выработки имеют место при
производстве взрывных работ, вскрытии угольных пластов,
вскрытии тектонических нарушений, разрушении угля и вме-
щающих пород под действием горного давления, внедрении раз-
ведочных или дегазационных скважин в газонасыщенный массив
и в других подобных случаях.
Как показали результаты исследований компонентного со-
става газов, выделяющихся в шпуры и скважины, пробуренные
по угольным пластам и вмещающим породам [3-7], концентрация
гелия, водорода и тяжелых углеводородов в зонах тектонических
нарушений может возрастать относительно их фоновых значений
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
498
на два порядка. Если такое положение принять и для ацетилена,
то можно, в принципе, ожидать содержание ацетилена в руднич-
ной атмосфере при входе в аномальную зону в пределах 1·10-2 –
1·10-1 %, а в зонах тектонических нарушений, связанных с разло-
мами кристаллического фундамента – и до 1,0 %.
Конструкция датчиков ацетилена.
Для контроля содержания горючих газов в угольных шахтах
в настоящее время широко используются датчики, основанные на
теплоте термокаталитического сгорания (каталитического окис-
ления горючего газа). Принцип работы такого датчика заключает-
ся в том, что при сгорании газа на измерительном резисторе сен-
сора происходит нагрев материала резистора (платины) и как
следствие – изменение его удельной электропроводности. Линей-
ное изменение сопротивления, пропорциональное концентрации
газа, преобразуется в унифицированный сигнал в виде постоян-
ного тока, изменяющегося в диапазоне от 4 до 20 мА.
Термокаталитические датчики чувствительны к большинст-
ву горючих углеводородных газов, поэтому при необходимости
измерять концентрацию конкретного углеводородного газа сле-
дует калибровать датчик на конкретный газ. Но, вместе с тем,
термокаталитические датчики имеют значительную перекрест-
ную чувствительность, что затрудняет определение концентрации
конкретного газа при небольшом его содержании в общем объеме
газовой смеси. Существующие термокаталитические датчики для
определения непредельных углеводородов (ацетилен, этилен)
имеют высокую перекрестную чувствительность к водороду и ок-
сиду углерода. Поскольку в зонах тектонических нарушений со-
держание водорода в атмосфере горной выработки может быть
соизмеримым и даже превышать содержание ацетилена, то ошиб-
ка в определении последнего может быть весьма существенной.
Кроме того, рудничная атмосфера, в которой должен работать
датчик ацетилена содержит горючий метан, концентрация которого
на два порядка превышает ожидаемую концентрацию ацетилена.
Следует также отметить, что измерения, основанные на
принципе теплоты термокаталитического сгорания, являются не-
однозначными еще и при высоких концентрациях газов, когда на
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
499
сенсор поступает недостаточное количество кислорода, необхо-
димого для процесса окисления. А это может иметь место при
аномальном выделении горючих газов в рудничную атмосферу.
Перечисленные недостатки, свойственные термокаталитиче-
ским датчикам, в значительно меньшей степени относятся к дат-
чикам на оптико-абсорбционном принципе работы.
Действие инфракрасных датчиков основано на использова-
нии инфракрасного излучения, не воспринимаемого глазом чело-
века (длина волны от 0,77 мкм до 1 мм). Интенсивность инфра-
красного излучения изменяется в зависимости от концентрации
анализируемого газа. Твердотельный приемник воспринимает это
излучение и преобразует в электрический сигнал, который затем
обрабатывается микропроцессором и заносится в базу данных в
соответствующих единицах концентрации примеси газа. Инфра-
красные датчики способны определять ничтожные концентрации
контролируемого газа и не имеют значительной перекрестной
чувствительности.
Как следует из анализа измерений содержания ацетилена в
угольных пластах и рудничном воздухе, и установленных зако-
номерностей изменения компонентного состава газов в аномаль-
ных зонах, концентрация ацетилена в атмосфере горной выработ-
ки при вскрытии тектонических нарушений и производстве
взрывных работ может изменяться от 1·10-2 – 1·10-1 % до 1,0 %.
В связи с этим инфракрасные датчики должны обеспечивать
диапазон измерений объемной доли ацетилена 0 – 1,0 %. В интер-
вале диапазона измерений от 0 до 1·10-1 % датчики должны обла-
дать более высокой чувствительностью.
Исходя из вышеизложенного, ГП «Петровский завод уголь-
ного машиностроения» приобрел газоанализаторы (датчики)
ТХ6363 с чувствительными инфракрасными элементами E2V
IR14BD фирмы TROLEX Ltd (Великобритания), калиброванные
для определения ацетилена в диапазоне от 0 до 1,0 %.
Газоанализатор ТХ6363 прошел государственную метроло-
гическую аттестацию в ГП Укрметртестстандарт и допущен к
применению согласно эксплуатационной документации.
Принимая во внимание, что ацетилен весьма склонен к ре-
акциям присоединения, и в свободном виде существовать долго
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
500
не может, датчики ТХ6363 стационарной аппаратуры контроля
содержания ацетилена с целью выявления аномальных по газо-
выделению зон должны устанавливаться:
в призабойном пространстве тупиковой выработки, движу-
щейся в направлении тектонического нарушения, – под кровлей
на высоте, равной 2/3 высоты выработки, на расстоянии от забоя
не менее 3 м и не более 5 м, на стороне, противоположной венти-
ляционному трубопроводу;
в местах бурения дегазационных скважин из подготовитель-
ных выработок – на высоте, равной 2/3 высоты выработки, на рас-
стоянии 2-3 м от устья скважины по ходу движения вентиляци-
онной струи, на стороне расположения скважины;
в подготовительных выработках в местах вскрытых разрыв-
ных тектонических нарушений – на высоте, равной 2/3 высоты
выработки, на расстоянии 2-3 м от плоскости сместителя по ходу
движения вентиляционной струи, на стороне наибольшего рас-
крытия трещин в породном массиве.
При установке датчиков ацетилена необходимо исключать
их нахождение вблизи водораспылительных завес и систем оро-
шения во избежание попадания воды на чувствительный элемент
датчика.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Газоносность угольных месторождений Донбасса / А. В. Ан-
циферов, М. Г. Тиркель, М. Т. Хохлов, В. А. Привалов,
А. А. Голубев, А. А. Майборода, В. А. Анциферов. Под ред.
чл.-кор. НАН Украины Н. Я. Азарова. – К.: Наукова думка,
2004. – 231 с.
2. Анциферов А. В., Канин В. А., Тараник А. А. Новые пред-
ставления об источниках выделения горючих газов в горные
выработки // Вторая международная научно-практическая
конференция «Пути повышения безопасности горных работ в
угольной отрасли». Тезисы докладов. 1-2 ноября, г. Макеевка,
2007 г. – с. 91-93.
3. Тараник О. О., Ємець О. В., Канін В. О. Характеристика
вугільних газів Донбасу у зонах тектонічної порушеності за
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
501
даними ізотопних досліджень на прикладі шахти
ім. А. Ф. Засядька та Червонолиманська // Проблеми екології /
Гол. ред. Мінаєв О. А. – Донецьк: ДонНТУ, № 1-2. – 2007. –
С. 85-89.
4. Емец А. В., Луговая И. П., Канин В. А., Тараник А. А. Проис-
хождение метана угольных газов Донбасса по данным изо-
топных исследований // Сб. тез. XVIII Симпозиума по геохи-
мии изотопов (Москва, октябрь 2007), – С. 92-93.
5. Тараник А. А., Тихолиз А. М. Исследование химического со-
става рудничных газов с целью определения их генезиса в
угольном пласте l1 шахты им. А. Ф. Засядько // Материалы
XVII Международной научной школы им. академика С. А. Хри-
стиановича ″Деформирование и разрушение материалов с де-
фектами и динамические явления в горных породах и выра-
ботках″. – Симферополь. – 2007. – С. 288-290.
6. Ємець О. В., Лугова І. П., Канін В. О., Таранік О. О., Мороз В. С.
Генезис вугільних газів з відкладів карбону території шахти
ім. А. Ф. Засядька (Донбас) // Доповіді НАН України. – 2008. -
№ 4. – С. 120-124.
7. Таранік О. О., Канін В. О., Тихоліз О. М. Дослідження складу і
шляхів міграції газів в гірничі виробки шахт ім. О. Ф. Засядька
та «Щеглівської-Глибокої» // Наукові праці УкрНДМІ НАН
України. Випуск 2 / Під заг. Ред. А. В. Анциферова. – Донецьк,
УкрНДМІ НАН України, 2008. – С. 146-155.
8. Майданович И. А., Радзивилл А. Я. Особенности тектоники
угольных бассейнов Украины – Киев: Наукова думка, 1984. –
120 с.
9. Опыт исследования ацетиленоносности угольных пластов
шахт Донецко-Макеевокого района / А. Н. Сукачев, А. Я. Рад-
зивилл, В. В. Касьянов, А. И. Сусло. Киев, 1992. – 55 с. (Пре-
принт АН Украины, Ин-т геологических наук).
10. Звягильский Е. Л., Сукачев А. Н., Бокий Б. В. Опыт исследо-
вания низкоуглеродистой газовой составляющей шахтопла-
стов шахты им. А. Ф. Засядько с целью безопасной добычи уг-
ля. – Севастополь: «Вебер», 2004. – 40 с.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
502
11. Кононов Н. Ф., Островский С. А., Устинюк Л. Ф. Новая тех-
нология некоторых синтезов на основе ацетилена. – М.: Не-
дра. – 1977. – 171 с.
12. Темкин О. Н., Шестаков Г. К., Трегер Ю. А. Ацетилен: Хи-
мия. Механизмы реакций. Технология. М.: Химия, 1991. 416 с.
13. Численное исследование процесса пиролиза метана в ударных
волнах / Бедарев, И. А.; Пармон, В. Н.; Федоров, А. В.; Федо-
рова, Н. Н.; Фомин, В. М. // Физ. горения и взрыва. - 2004. -
Т. 40, N 5. - С. 91-101.
|