152948. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a nyersszén oxigénszorpciójának és a bányagázok deszorpciójának együttes vizsgálatára
152948 A veszélyhely pontos felderítése életvédelmi és bányabiztonsági feladat megoldását jelentette és olyan intézkedések megtételét tette lehetővé, amivel a következőkben a veszélyforrás létrejötte egyértelműen megszüntethető. II. 1. ábra. A Borsodi Szénbányászati Tröszthöz tartozó 10 bányaüzemei közül az ormosi bányaüzem fejti a legöngyulladásveszélyesebb V. telepet. A tröszt többi üzeménél sokkal kevesebb számú öngyulladásos tűz van, mint Ormos-bányán. Ez ideig nem volt ismeretes olyan vizsgálati módszer, 15 amivel meg lehetett volna ítélni a szénféleségeket, öngyulladási hajlam szempontjából. Mivel a szén, vagy más éghető anyag öngyulladási 'hajlamát az oxigénnel "szembeni viselkedése jól jellemzi, eljárásunk igen ki- 20 fejező eredményeket ad. Az 1. ábra a nyomáscsökkenési (h) görbéket az idő függvényében (t) szemlélteti. -Az ábra abszcisszájáról az origótól kezdődően a növekvő reakció idő, az ordinátáról a 760 25 Torr-tól kezdődő változó légnyomáscsökkenés látható, tehát a görbe jellegéből az oxigénszorpció sebessége is leolvasható. > A görbék alatt mérethelyesen az abszcisszával párhuzamosan a levegő teljes oxigénmeny- 30 nyiségének (21%) parciális nyomását tüntettük fel (Z tengely). Az oxigénszorpció következtében a vizsgáló berendezésben nyomáscsökkenés mutatkozik, amit rendszeresen feljegyzünk és ezeknek a 35 pontoknak az összekötése adja az ábra görbéit (1. ábra). A görbékből kitűnik, hogy azok egy esetben sem érik el az oxigén teljes parciális nyomásvonalát (Z tengely, illetőleg egyenes), aminek 40 oka az oxigénszorpcióval együtt járó gázfelszabádaulásban rejlik. A görbékből meg lelhet állapítani, hogy mennyi a szorbeált oxigén mennyisége és mennyi az a gáz, ami a vizsgálat ideje alatt a szénből felszabadult. Az ai, a2 45 és 33 hosszak az oxigéncsökkenést jelző mértékek, míg az mj, m2 és m 3 értékek a felszabadult gáz mennyiségével arányosak. Ha a nyomás, illetőleg Vákuum állandósul, a reakció befejem zettnek tekinthető. Ha az egyes gázféleségek 50 minőségére is választ akarunk' kapni, akkor légmintavételezéssel számszerűen is meg tudjuk határozni az egyes gázféleségeket (CH4, C02 , CO H2S stb.). A kapott görbék igen értékes eredményei a 55 vizsgálatnak, mivel a szénmintában a szorpció és a deszorpció együtt zajlik, ezért nyilvánvaló, hogy a görbe a hőfejlődési folyamat jellegét mutatja, ami esetünkben a lényeg, vagyis az öngyulladás sebességének kezdeti szaka- 60 szát ábrázolja. Mennél hevesebb ez a folyamat, a szén annál hajlamosabb az öngyulladásra. Az 1. ábra görbéi három különböző bányából vett szénminta vizsgálata során kapott értékeket tüntetik fel, és igen jól látható, hogy a 65 különböző telepből vett szénminták reakció idői mennyire különböznek egymástól. Az 1. görbe az Ormos V. telepi szénből származik, ahol évente közel 45 db öngyulladásos tűz van. A 3. görbe a másik szélső érték, és a szénmintát vizsgálatra az alberttelepi bányaüzemből gyulladásból eredő tűz van. vettük, ahol évente csak 3, legfeljebb 4 db ön-Sajószentpéter III. akna II. telepében ugyancsak kevesebb számú öngyulladásos tűz van, mint Ormosbányán, amit a 2. görbe kifejezően mutat. Mivel ez a jellemző igen jól korellál a ténylegesen előfordult; összes többi telepben és bányaüzemben,- a keletkezett tüzek számával, tehát meggyőződhettünk arról, hogy a módszer jó, ezért a'módszert a széntelepek öngyulladási hajlamának minősítésére is felhasználjuk. III. 2. ábra. : •_' Intézetünk Bányabiztonsági Osztálya az öngyulladásos tüzek megelőzésének vegyszeres védekezési módszereit is ki kívánja fejleszteni. Erre a célra elsősorban kálciumkloridot, magnéziumkloridot és egyéb olyan vegyi anyagot használunk fel, ami bizonyos koncentráció mellett inhibitáló hatást fejt ki. Azt, hogy a növekvő koncentráció kedvezőién hat, tudják, csak számszerű megítélésre ez ideig megbízható módszert nem dolgoztak ki. Ennek a kutató munkának te-hát egyik igen nagy akadálya volt az, hogy nem ismertünk olyan vizsgálati módszert, amellyel számszerűen is bizonyítani tudtuk volna az alkalmazott vegyszerek által kifejtett inhibitor hatásosságát vagy jósági fokát. A 2. ábrán mutatjuk be azt a diagramot, illetve nyomáscsökkenési görbéket az idő függvényében, amit a Nógrádi Szénbányászati Tröszthöz tartozó Székvölgyi-akna öngyulladásos tüzeinek leküzdésére végzett szénmintasorozat vizsgálata során felvettünk. Az előírt módon 6 db szénmintát vettünk és mindegyik mintát a bejelentett vizsgálati módszerrel vizsgáltuk meg. Az a görbe adja a nyersszén eredeti oxigénszorpciós tulajdonságát, míg a többi öt szénmintát 5, 10, 15, 20 és 25%-os kalciumklorid oldattal kezeltük le. A görbéket rendre b, c, d, e és f jelölésekkel jelöltük, ahol az a görbe a nyersszén, a b az 5%-ós, míg a c, d, e és f görbék öt százalékosan emelkedő koncentrációval kezelt szénminták szorpciós tulajdonságainak csökkenését jelzik. A vizsgálat eredménye igen kifejező, és egyértelműen, sőt az idő függvényében is bizonyítja, hogy milyen mértékben növekszik az egyes koncentrációk inhibitáló hatása és ezrzel, ismerve az öngyulladás keletkezésének idejét, meg lehet mondani, hogy adott koncentráció alkalmazása milyen időre hosszabbítja meg az öngyulladás inkubációs idejét.A bányászat szempontjából ez az idő gyakorlatilag is igen fontos, mert ha nem is tudjuk 3
