×
25.08.2017
217.015.c472

Результат интеллектуальной деятельности: Радиоизотопный способ измерения отложения пыли в горных выработках и устройство для его реализации

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к технике контроля запыленности поверхности горных выработок, промышленных помещений на предприятиях угольной, горно-металлургической и других отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства, где присутствует взрывчатая пыль: угольная, сульфидная, мучная, пластмассовая и др. Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности использования радиоизотопного способа измерения текущей массы пылевого осадка и упрощение конструкции устройства его реализующего. Предложен радиоизотопный способ измерения отложения пыли в горных выработках, заключающийся в использовании прямого поглощения мягкого бета-излучения пылью, осажденной на тонкую подложку-коллектор, которую располагают на детекторе, а источник углерод-14 в виде тонкой таблетки размещают на Г-образной стойке над коллектором на некоторой высоте от его центра. При этом измерение массы пылевого осадка производится в следующей последовательности. На детектор кладется тонкий коллектор, например фильтр АФА. Измеряется интенсивность I потока бета-частиц, прошедших через фильтр, и далее производится измерение интенсивности потока бета-частиц в процессе осаждения пыли I. Определяется масса пыли в мг, осевшей на 1 см поверхности, при этом k определяется из сравнения поверхностной плотности σ с величиной, определенной весовым методом, одновременно вычисляется погрешность измерения. Измерения σ происходят непрерывно с интервалами между измерениями, зависящими от скорости накопления осадка, до тех пор, пока погрешность Δσ/σ не достигнет заданной величины. Цикл измерения повторяется, пока величина массы осевшей пыли на фильтре не достигнет заданного значения. Результат представляется либо на цифровом табло, либо цветовыми сигналами, свидетельствующими о степени приближения массы осевшей пыли к критическому значению. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике контроля запыленности поверхности горных выработок, промышленных помещений на предприятиях угольной, горно-металлургической и других отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства, где присутствует взрывчатая пыль: угольная, сульфидная, мучная, пластмассовая и др.

Известен способ измерения пылеотложения, основанный на прямом взвешивании пыли, отлагающейся на подложке, при помощи электронных микровесов [Поздняков Г.А., Закутский Е.Л. Методы и средства контроля пылевзрывобезопасности угольных шахт. Горный информационно-аналитический бюллетень №12 «Аэрология». - М.: МГГУ. - 2007. - С. 58-70].

Недостатком данного способа является высокая чувствительность приборной реализации его к механическим воздействиям, которая требует строго горизонтальной установки прибора и соблюдения условий, при которых должны эксплуатироваться микровесы, что делает практически невозможным его эксплуатацию на промышленных предприятиях.

Наиболее близкими по технической сущности являются способ и устройство для измерения оседающей пыли во времени, в которых используется обратное бета-рассеяние от подложки с пылью [Рассолов Н.И., Скляренко И.П. Разработка способа контроля отложения угольной пыли в горных выработках. В кН. «Вопросы безопасности в угольных шахтах», т. XIII. МакНИИ. М.: Госгортехиздат. 1962. С. 219-240 (фиг. 1)].

Указанные способ и датчик обладают следующими недостатками.

Доля бета-излучения от источника углерод-14, попадающая на детектор, и КПД использования активности радионуклида в источнике излучения много меньше единицы, при этом доля излучения определяется телесными углами, под которыми смотрятся: пылевой осадок от источника и детектор от рассеивающей бета-излучение подложки. Поэтому требуется большая активность радионуклида в источнике бета-частиц.

Излучение источника, опасное для окружающих, направлено в сторону от боковой поверхности выработки, где могут находиться люди. Кроме того, источник и детектор не защищены от пыли, так как находятся у стенки в пылевом потоке, где поперечные пульсации больше, чем вдали от поверхности, и в результате этого происходит осаждение пыли на источнике и детекторе излучения, что сказывается на погрешности измерения массы осадка, а из-за требуемой большей активности источника повышается его стоимость.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и безопасности использования радиоизотопного способа измерения текущей массы пылевого осадка и упрощение конструкции устройства его реализующего.

Указанная техническая задача решается за счет использования прямого поглощения бета-частиц пылью, осажденной на тонкий коллектор, который помещают на детектор, а источник углерод-14 в виде тонкой таблетки размещают на Г-образной стойке в конце ее над коллектором на высоте не более 5 см от его центра.

Сущность изобретения поясняется чертежом на котором показаны:

источник - 1, коллектор (фильтр) - 2, сетка - 3, плоский детектор - 4, блок счета и обработки данных - 5, Г-образная стойка - 6, основание - 7 и кассета - 8 с окном.

Способ реализуется следующим образом.

Для измерения отложения пыли в горных выработках используют прямое поглощение бета-излучения источника углерод-14 пылью, осажденной на тонкий коллектор (фильтр) 2, который помещают над плоским детектором 4. На основании 7 за блоком счета и обработки данных 5 установлена Г-образная стойка 6 с источником 1 (углерод-14 в виде тонкой таблетки), который помещают в углубленном ложементе на ее конце на высоте не более 5 см от центра коллектора (фильтра) 2. На основании 7 устанавливают кассету 8 с окном, в которой укреплены друг над другом детектор 4 излучения (например, Бета-1.1 круглой формы), сетка 3, а сверху нее помещают тонкий коллектор (фильтр) 2 с поверхностной плотностью 1-1,5 мг/см2 (например, фильтр АФА-ВП-10 или НЭЛ-3). Для съема данных кассету 8 с окном подключают к блоку счета и обработки данных 5. Источник бета-излучения (углерод-14 в виде таблетки) монтируют в углубленном ложементе на конце горизонтальной части Г-образной стойки 6, которую крепят с подветренной стороны от детектора 4 к блоку счета и обработки данных 5 и основанию 7. Устройство для измерения отложения пыли в горных выработках размещают у стенки горной выработки горизонтально или вертикально так, чтобы Г-образная стойка 6 с источником 1 находилась позади коллектора (фильтра) 2 по ходу движения воздуха и не нарушала структуру потока.

Измерение запыленности коллектора производят в следующей последовательности.

Измеряют интенсивность I0 потока бета-частиц, прошедших через чистый коллектор (фильтр) 2 (как показал эксперимент, время измерения интенсивности может быть порядка 1-2 с), далее производят измерение интенсивности потока бета-излучения источника 1 (углерод-14) в процессе осаждения пыли Ii. Массу пыли σi в мг, осевшей на 1 см2 поверхности, определяют по формуле

или ,

где σi - масса пыли в мг, осевшей на 1 см2 поверхности;

I0 - интенсивность потока;

Ii - интенсивность потока бета-частиц в процессе осаждения пыли;

μ - массовый коэффициент ослабления излучения, см2/мг;

c - коэффициент, связанный с конструктивными данными датчика;

определяется из сравнения массы σi с массой, определенной весовым методом.

Одновременно вычисляют погрешность измерения σi по формуле

.

Интервал между измерениями устанавливают в зависимости от требуемой точности определения заданной величины осадка и от самой величины осадка.

Измерения I производят непрерывно каждые 2 с или с интервалами между измерениями, зависящими от скорости накопления осадка, до тех пор, пока погрешность Δσi/σ не достигнет заданной величины, например 25% или 15%. Цикл измерения повторяют, пока величина массы пыли на фильтре не достигнет заданного значения.

Результат представляется либо на цифровом табло, либо цветовыми сигналами, свидетельствующими о степени приближения массы осевшей пыли к критическому значению.

Увеличение эффективности использования радионуклида достигается за счет измерения вместо обратного прямого поглощения бета-излучения (радионуклида углерод-14) пылевым осадком, при котором доля бета-излучения, падающая на детектор 4, значительно больше, чем при использовании обратного рассеяния. Поэтому требуется меньшая активность источника 1.

Повышение безопасности использования способа достигают за счет уменьшения активности источника 1 (радионуклида углерод-14), имеющего четвертый класс опасности, и конструкции радиометрического узла, в котором источник 1 утоплен в Г-образной стойке 6 и обращен открытой стороной к плоскому детектору 4.

С целью определения взрывоопасного отложения пыли задаваемая величина поверхностной плотности осадка σв (г/м2) определяется из соотношения

,

где σв - взрывоопасная величина поверхностной плотности пылевого осадка;

c - нижний предел взрывчатости пыли, г/м3;

v - объем выработки, м3;

S - поверхность выработки, м2.

Устройство работает следующим образом.

В горных выработках для измерения отложения пыли используют прямое поглощение ею бета-излучения радионуклида углерод-14. Пыль осаждается на тонкой подложке коллектора (фильтра) 2, который помещен на детекторе 4, а источник 1 (углерод-14) в виде тонкой таблетки размещен над коллектором (фильтром) 2 на высоте не более 5 см от его центра на конце Г-образной стойки 6 в углубленном ложементе.

Чтобы не возмущать поток воздуха, из которого оседают пылевые частицы, и повысить точность измерения массы пылевого осадка, Г-образная стойка 6 укреплена на основании 7 за блоком счета и обработки данных 5, а само устройство измерения отложения пыли в горных выработках устанавливают в горной выработке таким образом, чтобы кассета 8 с детектором 4 располагалась с подветренной стороны или сбоку за детектором 4, по ходу предполагаемого движения воздуха. Для съема данных кассета 8 с окном подключена к блоку счета и обработки данных 5.

Для безопасности использование источника 1 его выполняют в виде таблетки и утапливают в Г-образной стойке 6 со стороны, обращенной к окну кассеты 8.

Расположение источника 1 на расстоянии не более 5 см от коллектора 2 в потоке, где поперечные пульсации меньше, чем у коллектора 2, исключает влияние источника 1 на характер движения воздуха, из которого оседает пыль, и уменьшает вероятность осаждения пыли на источнике 1, что снижает погрешность измерения массы осадка.

Использование прямого поглощения бета-излучения источника 1 (углерода-14) пылевым осадком повышает эффективность использования радионуклида в источнике 1, что позволяет уменьшить активность радионуклида и повышает безопасность применения радиоизотопного способа измерения массы пылевого осадка и устройства его реализующего.


Радиоизотопный способ измерения отложения пыли в горных выработках и устройство для его реализации
Радиоизотопный способ измерения отложения пыли в горных выработках и устройство для его реализации
Радиоизотопный способ измерения отложения пыли в горных выработках и устройство для его реализации
Радиоизотопный способ измерения отложения пыли в горных выработках и устройство для его реализации
Радиоизотопный способ измерения отложения пыли в горных выработках и устройство для его реализации
Радиоизотопный способ измерения отложения пыли в горных выработках и устройство для его реализации
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 51-60 of 66 items.
27.04.2016
№216.015.3a35

Внутрискважинный способ определения зон повреждения горных пород

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения для обеспечения устойчивости обнажений горных выработок и очистного пространства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583032
Дата охранного документа: 27.04.2016
20.05.2016
№216.015.3f8c

Способ определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в газовых угольных шахтах при отработке метаноносных угольных пластов. Техническим результатом является повышение точности определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна. Предложен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584023
Дата охранного документа: 20.05.2016
10.08.2016
№216.015.532d

Способ взрывного разрушения массива разнопрочных горных пород рассредоточенными и укороченными скважинными зарядами с кумулятивным эффектом

Изобретение относится к области горной промышленности, к способам взрывного разрушения взрывания разнопрочных массивов. Способ включает бурение основных рассредоточенных и дополнительных укороченных скважин с кумулятивным эффектом, определение в процессе бурения контура в плане, отметок почвы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594236
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.58da

Способ флотационного разделения сульфидных минералов с использованием растительного модификатора

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению сульфидных минералов, содержащих благородные металлы, из концентратов, и может быть использовано при флотационном обогащении сульфидных медно-цинковых пиритсодержащих руд, несульфидных железных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588271
Дата охранного документа: 27.06.2016
13.01.2017
№217.015.7346

Внутрискважинный способ определения направления действия и значений главных напряжений

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения направления действия и значений главных напряжений в горном массиве, оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598009
Дата охранного документа: 20.09.2016
13.01.2017
№217.015.7913

Способ термовлажностной обработки угольного массива растворами поверхностно-активных веществ (смачивателями) и устройство его реализующее

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения производительности и создания безопасных и комфортных условий труда при подземной и открытой разработке угольного массива. Техническим результатом является повышение производительности выемки угля и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599116
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.7b8a

Способ получения поризованной гранулированной аммиачной селитры и устройство для его реализации

Изобретение относится к технологии получения поризованной гранулированной аммиачной селитры для применения на пунктах изготовления взрывчатых веществ на предприятиях, ведущих взрывные работы. Изобретение может быть использовано при открытом и подземном способе добычи рудных и нерудных твердых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600061
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.7f4b

Способ прогноза метанового баланса очистной выработки

Изобретение относится к горному делу. Предложен способ прогноза метанового баланса очистной выработки, включающий определение метаноносности угольного пласта, измерение интенсивности метановыделения в призабойное пространство лавы из отрабатываемого пласта и выработанного пространства. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600000
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.7f6e

Способ оценки смачивающей способности растворов поверхностно-активных веществ в отношении минералов и горных пород

Изобретение относится к горной промышленности и, в частности, к способам оценки смачивающей способности растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) в отношении твердых тел, а именно минералов, природных углей и других горных пород. Способ оценки смачивающей способности растворов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599921
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.8bf5

Способ прогноза ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты

Изобретение относится к горному делу. В частности, предложен способ прогноза ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты, включающий определение метаноносности угольных пластов в углепородном массиве, углов его разгрузки очистным забоем, измерение интенсивности метановыделения в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604533
Дата охранного документа: 10.12.2016
Showing 51-60 of 67 items.
20.05.2016
№216.015.3f8c

Способ определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в газовых угольных шахтах при отработке метаноносных угольных пластов. Техническим результатом является повышение точности определения допустимой по газовому фактору производительности очистного комбайна. Предложен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584023
Дата охранного документа: 20.05.2016
10.08.2016
№216.015.532d

Способ взрывного разрушения массива разнопрочных горных пород рассредоточенными и укороченными скважинными зарядами с кумулятивным эффектом

Изобретение относится к области горной промышленности, к способам взрывного разрушения взрывания разнопрочных массивов. Способ включает бурение основных рассредоточенных и дополнительных укороченных скважин с кумулятивным эффектом, определение в процессе бурения контура в плане, отметок почвы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594236
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.58da

Способ флотационного разделения сульфидных минералов с использованием растительного модификатора

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению сульфидных минералов, содержащих благородные металлы, из концентратов, и может быть использовано при флотационном обогащении сульфидных медно-цинковых пиритсодержащих руд, несульфидных железных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588271
Дата охранного документа: 27.06.2016
13.01.2017
№217.015.7346

Внутрискважинный способ определения направления действия и значений главных напряжений

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения направления действия и значений главных напряжений в горном массиве, оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598009
Дата охранного документа: 20.09.2016
13.01.2017
№217.015.7913

Способ термовлажностной обработки угольного массива растворами поверхностно-активных веществ (смачивателями) и устройство его реализующее

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения производительности и создания безопасных и комфортных условий труда при подземной и открытой разработке угольного массива. Техническим результатом является повышение производительности выемки угля и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599116
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.7b8a

Способ получения поризованной гранулированной аммиачной селитры и устройство для его реализации

Изобретение относится к технологии получения поризованной гранулированной аммиачной селитры для применения на пунктах изготовления взрывчатых веществ на предприятиях, ведущих взрывные работы. Изобретение может быть использовано при открытом и подземном способе добычи рудных и нерудных твердых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600061
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.7f4b

Способ прогноза метанового баланса очистной выработки

Изобретение относится к горному делу. Предложен способ прогноза метанового баланса очистной выработки, включающий определение метаноносности угольного пласта, измерение интенсивности метановыделения в призабойное пространство лавы из отрабатываемого пласта и выработанного пространства. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600000
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.7f6e

Способ оценки смачивающей способности растворов поверхностно-активных веществ в отношении минералов и горных пород

Изобретение относится к горной промышленности и, в частности, к способам оценки смачивающей способности растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) в отношении твердых тел, а именно минералов, природных углей и других горных пород. Способ оценки смачивающей способности растворов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599921
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.8bf5

Способ прогноза ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты

Изобретение относится к горному делу. В частности, предложен способ прогноза ресурсов угольного метана на участке ликвидируемой шахты, включающий определение метаноносности угольных пластов в углепородном массиве, углов его разгрузки очистным забоем, измерение интенсивности метановыделения в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604533
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.9cda

Способ определения расхода воздуха в выработанном пространстве очистного забоя

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения расхода воздуха, протекающего по выработанному пространству очистного забоя. Технический результат заключается в исключении условий для формирования взрывоопасных метановоздушных смесей на выемочных участках газовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610600
Дата охранного документа: 14.02.2017
+ добавить свой РИД