Приложение N 12. Методика определения инкубационного периода самовозгорания угля

Приложение N 12
к Инструкции по применению схем
проветривания выемочных участков шахт
с изолированным отводом метана
из выработанного пространства с помощью
газоотсасывающих установок,
утв. приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
от 1 декабря 2011 г. N 680

Методика определения инкубационного периода самовозгорания угля

Методика предназначена для определения инкубационного периода самовозгорания угля при оптимальных аэротермодинамических условиях, которые используется# при разработке профилактических мероприятий по предупреждению эндогенных пожаров на стадиях разработки угольных пластов и проектировании строительства угледобывающих предприятий.

I. Определение константы скорости сорбции кислорода воздуха углем

В сорбционные сосуды при температуре 18-20°С загружается исследуемый уголь фракции 1-3 мм, массой от 50 до 120 г в зависимости от целей экспериментов. Сосуды герметично закрываются и термостатируются при температуре 10-20°С. Через определенные промежутки времени (1, 3 и 5 сут) из сосудов отбираются пробы и определяется в них убыль кислорода.

Расчет константы скорости сорбции кислорода воздуха углем , определяется по формуле

, (1)

где V - объем воздуха в реакционном сосуде, ;

H - масса навески угля, кг;

- время контакта воздуха с углем, сут;

- начальная концентрация кислорода, %;

- конечная концентрация кислорода, %.

II. Расчет инкубационного периода самовозгорания угля

Расчет инкубационного периода самовозгорания угля при проектировании вновь строящихся и реконструируемых шахт и разрезов, сут, определяется по формуле

, (2)

где - теплоемкость угля. Принимается ;

- критическая температура самовозгорания угля, град. Принимается °С;

- начальная температура угля, град. Принимается °С;

j - теплота испарения воды, кал/г. Принимается j=540 кал/г;

- начальная влажность угля, %;

- удельная теплота десорбции метана. Принимается  кал/мл;

X - природная газоносность угля, мл/г;

- коэффициент усвоения кислорода воздуха. Принимается ;

- концентрация кислорода на входе в угольное скопление, доли единиц. Принимается ;

- удельная теплота сорбции кислорода воздуха углем. Принимается
 кал/мл.

Для действующих шахт уточнение инкубационного периода самовозгорания угля производится 1 раз в 3 года по формуле

, (3)

где - единичный отрезок времени, с. Принимается  с;

- изменение температуры скопления угля за единицу времени, град.

Расчет инкубационного периода самовозгорания угля, сут, проводится по интегральной формуле с эмпирическими коэффициентами

, (4)

где - скорость изменения температуры очага за счет генерации тепла при взаимодействии кислорода с углем, град/с;

- скорость изменения температуры очага за счет выноса тепла воздухом, град/с;

- скорость изменения температуры очага за счет выноса тепла испарением, град/с;

, (5)

где - объем угля, . Принимается 1 ;

- плотность угля, . Принимается 1200 ;

П - пористость угля, относительные единицы. Принимается 0,7;

q - тепловой эффект окисления