ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА УГОЛЬНЫХ И ТОРФЯНЫХ ШТАБЕЛЕЙ
4.1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ УГОЛЬНЫХ И ТОРФЯНЫХ ШТАБЕЛЕЙ
Штабель представляет собой основную складскую единицу открытых топливных складов. Он имеет близкую к правильной форму; топливо укладывают с соблюдением определенных правил и норм. В период хранения топливо под влиянием внешней среды подвергается выветриванию, которое, в свою очередь, сопровождается измельчением топлива, механическим его рассеиванием, окислением и обесцениванием. Степень обесценивания топлива при штабельном хранении определяется его физико-химическими свойствами и условиями хранения.
Исследование изменения качественного состава хранимого топлива как функции условий хранения сопряжено с некоторыми экспериментальными трудностями. Изучение пригодности топлива к хранению и изменения его технологических свойств при хранении проводилось с помощью закладки опытных штабелей и последующего систематического наблюдения за ними. Так, изменение массы угля определялось по разности масс топлива, заложенного в опытный штабель и взятого из него. Изменение качества топлива определялось по сопоставлению средних показателей технического и элементного анализа средних проб топлива, заложенного в опытный штабель и взятого из штабеля после истечения срока хранения.
Основными параметрами, характеризующими физико- химические условия хранения, являются температура топлива и содержание кислорода в межкусковом пространстве штабеля. Температуру внутри штабеля проще всего измерять обычными жидкостными термометрами погружаемыми в так называемые температурные стволы, представляющие собой обычные газовые трубы диаметром 20—25 мм, закатанные на конус с одной стороны и вколоченные в поверхность готового штабеля легкими ударами кувалды. Эти измерения не представляют большой трудности, если общая длина трубы не превышает 3,0—3,5 м. В более глубоких горизонтах температуру удобно измерять термометрами сопротивления, закладываемыми в штабель при его формировании.
Пробы газа из межкускового пространства штабеля с глубины до 3,0—3,5 м отбирают через металлические газозаборные трубки диаметром 12—17 мм, которые вколачивают в поверхность готового штабеля до заданной глубины. Чтобы проходное сечение трубки не засорялось мелким углем и трубка легко входила в уплотненный слой угля, к нижнему концу ее приваривают острый наконечник, вблизи которого по образующей просверливают несколько отверстий диаметром 2—3 мм. Такие трубки хорошо применять, если уголь не слишком влажен. При отборе проб газа с больших глубин и из штабелей, сложенных из сильно влажных, мажущих, углей, лучше пользоваться стационарными газозаборными трубками, закладываемыми в штабель в процессе его формирования. Чтобы не затруднять движения механизмов по поверхности штабеля, стационарные газозаборные трубки заглубляют и концы их выводят за пределы штабеля. При закладке стационарных газозаборных труб в штабель особое внимание нужно уделять их герметичности. Прямые газозаборные трубки, вколачиваемые в поверхность штабеля, могут быть использованы как температурные стволы для замера температуры жидкостными термометрами и термометрами сопротивления, а стационарные трубы, выводимые за пределы штабеля, — для установки термометров сопротивления и трассировки их проводов.
Для определения качественного и количественного изменений топлива при хранении в различных зонах штабеля в УралВТИ разработана методика исследования, получившая название метода контейнеризации контрольных проб, или контейнерного метода. Сущность его заключается в том, что в участок штабеля, подлежащий исследованию, закладывают контрольные пробы угля, заключенные в специальные контейнеры, изготовленные из материала, обладающего достаточной газо- и влагопроницаемостью. Благодаря тому что контрольная проба находится в проницаемой оболочке, она подвергается таким же факторам воздействия среды, как и основное топливо, окружающее ее. Из нескольких разработанных конструкций наиболее удобным в обращении оказался мягкий контейнер, представляющий собой небольшой мешочек из хлорвиниловой ткани размером 150X200 мм, в который помещают контрольную пробу топлива массой 200—400 г. Такие пробы закладывают в штабель при его формировании в соответствие с намеченным планом исследования. После истечения срока хранения при разборке штабеля пробы извлекают и анализируют по тем же показателям, которые были измерены в контрольной пробе перед ее закладкой. По изменению показателей судят о процессах, происходящих в контрольных точках исследуемого штабеля.
