172581. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kőzetek és/vagy ömlesztett anyagok gázáteresző-képességének méréséhez nyomjelzéssel és berendezés az eljárás végrehajtásához
3 172581 4 légáram viszont elegendő mértékű ahhoz, hogy a keletkező meleget elvezesse és ne jöhessen létre a gyulladáshoz szükséges hőmérséklet. Igen nagy jelentősége van tehát a tűzmegelőzés szempontjából is a kóbor légáramok idejében való felderítésének és a mérés lehetőségének, mivel csak ezen az úton kaphatók pontos adatok a védekezés módszereinek, a szellőztetés módjának, a védekezési anyagok kiválasztásának tervezésére és alkalmazására. A gázkitörés-veszélyes bányákban a gázkitörés intenzitását erősen befolyásolják a gázt tartalmazó rétegek, széntelepek fizikai paraméterei, különösen a gázáteresztő képesség. A gázáteresztő képesség pontos meghatározása és mérése tehát alkalmas arra, hogy a gázkitörés-veszély lehetőségét felismerjük és időben végekezzünk. A korszerű nagyiparban, mezőgazdaságban nagy tároló kapacitások jönnek létre, ahol a termékek egy részénél öngyulladás, rothadás, máshol a szükségesnél nagyobb kiszáradás jöhet létre a szellőztetés intenzitásának és elosztásának pontos tervezése nélkül. Egyre nagyobb az igény a feltöltött tárolók lég áramlási, gázáramlási paramétereinek pontos ismeretére. Mind ez ideig a kőzetek és/vagy ömlesztett anyagok gázáteresztő képességének helyszíni mérésére alkalmas módszer nem alakult ki. A bányaiparban hagyományosan a vágatokban, meghatározott keresztmetszetben légsebességet mértek. A különböző helyeken mért légmennyiségek különbségéből következtettek a kóbor légáram nagyságára, de annak távozási helyét, irányát a környező kőzetben történő eloszlását megállapítani nem tudták. Az öngyulladás megállapítására CO-meghatározó készülékeket alkalmaznak, de ez a kőzethőmérséklet emelkedéssel együtt csak a már fellépett öngyulladást regisztrálja, a megelőzésre nem alkalmas. Hasonló célból az öngyulladásra hajlamos rétegekbe, könnyen olvadó kapszulákba zárt, merkaptán gázt helyeztek és ha a munkahelyen dolgozók annak jellegzetes szagát érezték, ebből következtettek a réteg melegedésére, öngyulladására. A kapszula azonban gyakran veszélyeztető ok nélkül kilyukadt (kőzetnyomás, vagy egyéb miatt), ezenkívül a több helyen elhelyezett kapszulák közül nem tudták lokalizálni a ténylegesen melegedést jelzőt, így gyakran ott is védekezési eljárást végeztek, ahol erre nem volt szükség. A kóbor légáramok helyi meghatározásának gyakorlati módszere a mesterségesen gerjesztett füst elvonulási, elszivárgási útjának megfigyelése. A vágatban terjedő füst jelezte a levegő áramlási irányát, a kóbor légáram feltételezett helyén a nyílásba, vagy fúrt lyukba történő beszivárgását gondos megfigyeléssel meg lehetett állapítani. Ezt a módszert azonban gyakran zavarja a légtér és kőzet hőmérsékletkülönbsége, így ez a módszer csak egyes nyílások, repedések, fúrólyukak közvetlen környezetében alkalmas. Azonkívül, hogy megbízható adatokat ilyen módszer nem adott, a levegő áramlási irányának jelzésére is csak fenntartással (a hőmérsékletek mérésével együtt) alkalmazható. A füstjelzés a kóbor légáram kilépő helyének, a kőzetek gázáteresztő képességének megállapítására egyáltalán nem használható. Próbálkozások történtek a szellőztető levegő mennyiségmérésének meghatározására úgynevezett indikátorgáz segítségével. Az eljárás elve, hogy a behúzó légáramba egy bizonyos ideig azonosan maradó mennyiségű indikátorgázt kevernek és a keveréket a légáram irányában analizálják. Az indikátorgáz mennyiségéből és a gázkoncentrációból kiszámítható a légáram mennyisége. Az ilyen mérésnek azonban szigorú előfeltétele: az indikátorgáz-tartalom analízisének pontossága, az hogy az indikátorgáz beadott mennyisége a beadási idő (pl.: 10 perc) alatt folyamatos és konstans értékű legyen és végül a levegőmintavétel a bányatérség olyan helyein és időpontban történjen, ahol és amikor az indikátorgáz és levegő keveredése ténylegesen fennáll és az homogén. Az ilyen eljárásnál indikátorgázként N20, CO vagy frigént használnak. A szénbányákban indikátorgázként CO nem alkalmazható, mert a szénréteg maga is fejleszti. A N20 mint indikátorgáz szintén nem megfelelő, mert öngyulladásra hajlamos kőzetbe jutva a kőzet abszorbeálja és az oxigén lehasadása következtében az égést ösztönzi. A frigén viszonylag drága. Az indikátorgáz ilyen eljárással történő alkalmazásának közös hibája, hogy a behúzó légáramba viszonylag nagy mennyiségre, percenként több köbméter gázra van szükség, a beadás helyén kisebb légsebességeknél visszaáramolhat, így ellenőrizhetetlen irányba távozik. A gyakorlatban az indikátorgáz és levegő keverésének homogenitása nem biztosítható. Ezért az ilyen eljárás csak egyes eseteknél kísérleti mérésekre, nagy berendezés és műszerigény mellett alkalmazható, a gyakorlati többszöri mérési igényt kielégíteni nem tudja. Jelenleg a kőzetek gázáteresztő képességét a kőzettömbből vett kőzetminták laboratóriumi elemzésével határozzák meg. A kivett kőzetmintát ki szállítják, csiszolják, megmunkálják. A paraméterek ilyen módon történő meghatározása csak 30% információt ad, mert nem veszi figyelembe a kőzettömbben meglevő repedéseket, (szubjektív alapon kiválasztott mintavételi helyek) a minta a környező kőzetnyomást elvesztve egész más információt ad, a megmunkálás, szállítás (rázkódás) változtatja a szemcseösszetételét és a nedvességtartalma, ami a gázáteresztő képesség meghatározásánál lényeges lehet, a kőzetmintavételtől az elemzésig változik. Mindezek mellett a kőzetmintavétel mint módszer, önmagában is olyan hibával terhelt, hogy a kis kőzetminta tulajdonságainak méréséből általánosítunk egy nem homogén kőzettömb tulajdonságaira. A találmány célja kőzetekben és ömlesztett anyagokban áramló gáz sebességének, eloszlásának ±0,1 m/perc pontosságú mérése és regisztrálása, a különböző anyagokban létrejövő gázáramok helyének, folyamatosságának, sebességeloszlásának meghatározás és mérése. Felismerésünk az, hogy- a bányában az eddig szokásostól és alkalmazottól eltérően nem a behúzó légáramot nyomjelezzük, hanem a kóbor légáram feltételezett áthúzási helyén alkalmazunk viszonylag kis mennyiségű jelölést, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
