Контроль газового состава рудничной атмосферы


«Контроль газового состава рудничной атмосферы»
Цель работы: изучение методов отбора проб рудничного воздуха и принципа работы газоанализаторов.
Контроль соответствия шахтного воздуха нормативам Правил безопасности заключается в плановом отборе проб рудничного воздуха в установленных местах и последующем его химическом анализе. Кроме того, содержание различных газов в воздухе определяется повседневно с помощью переносных газоанализаторов.
Методы отбора рудничного воздуха
Для профилактического контроля состава рудничной атмосферы обычно берут пробу воздуха на рабочем месте. Хотя эта проба и не будет отражать среднего состава рудничного воздуха в выработке, однако она зафиксирует ту среду, в которой работает или придется работать горнорабочему. Чаще всего рабочим местом является пространство на расстоянии 1-3 м от груди забоя, купол восстающих выработок в проходке и т.д. набор средней пробы на рабочем месте может быть осуществлен несколькими приемами, заключающимися в том, что при наборе проб воздуха в выработках сосуд необходимо перемещать зигзагообразно от почвы к кровле и обратно.Однако наиболее представительная проба ожжет быть получена при перемещении сосуда по спирали. Объясняется это тем, что при зигзагообразном перемещении сосуда отдельные отрезки дуг в сумме будут всегда меньшей протяженности, чем дуга спирали у потолочины или у почвы выработки. Это и обеспечивает более равномерное взятие пробы там, где состав рудничного воздуха оказывается наиболее неравномерным.
Для предупреждения попадания в пробу выдыхаемого воздуха пробоотборщик должен в процессе набора проб становиться против вентиляционной струи и держать сосуд в вытянутой руке.
Существует несколько принципиально отличных друг от друга способов набора газовых проб:
А) способ, основанный на вытеснении воды газом («мокрый способ»)
Б) набор газовых проб продуванием
В) вакуумный и вакуумно-химический способы
Г) набор проб накачиванием резиновых камер
«Мокрый» способ заключается в следующем: берется сосуд ( обычная бутылка с хорошо пригнанной резиновой пробкой), который заполняется водой под самую пробку, чтобы не было даже видно пузырьков воздуха. Для отбора пробы рудничного воздуха вода в месте обора выливается из сосуда, в результате чего пространство внутри заполняется исследуемым воздухом. Чтобы проба воздуха , набранная в бутылку, была надежно изолирована от окружающего воздуха, в опрокинутой бутылке оставляют слой воды (5-10 мм), которой является дополнительным гидравлическим затвором. Транспортирование и хранение проб лучше всего осуществлять в бутылках, обращенных горлом вниз.
«Мокрый» способ применяется для отбора проб на газы, которые плохо растворяются в воде. К таким газам относятся метан, водород, окись углерода (оксид углерода-угарный газ), кислород и отчасти углекислый газ(диоксид углерода). Если проба рудничного воздуха отбирается «мокрым» способом на углекислый газ, бутылки следует заполнять на поверхности насыщенным раствором поваренной соли, который при наборе проб собирается в отдельную посуду и может повторно использоваться. Наполнять бутылки или пипетки, предназначенные для набора проб рудничного воздуха на углекислоту, водопроводной водой не рекомендуетс, так как это влечет ошибки в анализе ( в сторону небольшого занижения результатов) за счет растворения углекислого газа в каплях воды на стенках бутылки.
Набор газовых проб продувкой заключается в том, что воздух, содержащийся в каком-нибудь сосуде, принудительно вытесняется исследуемой пробой. Для набора проб чаще всего применяют сухие стеклянные пипетки или обычные бутылки. Пипетки имеют краны с двух сторон. Если используются обычные бутылки, то к ним изготавливают специальные пробки, через которые пропускаются две трубки- длинная до дна и короткая до среза пробки. На месте отбора проб пипетки или трубки бутылки открываются и один из концов пипетки одна из трубок бутылки) присоединяется к отсасывающему устройству ( аспиратор, эжектор, насос, груша).
Для полного вытеснения находящегося в сосуде воздуха обычно достаточно через него пропустить рудничный воздух в объеме, превышающем объем сосуда в 10-12 раз. После этого оба крана пипетки ( обе трубки бутылки) закрывают и сосуды доставляют в химическую лабораторию. Данный метод может быть применен для любых газов.
Вакуумно-химический способ отбора проб заключается в том, что специальный сосуд или обычную бутылку, снабженную хорошо пригнанной резиновой пробкой с отверстием, в которое вставляется прочная стеклянная трубочка , на наружный конец которой надевается резиновая трубочка, закрывающаяся вставленной стеклянной палочкой, наливают небольшой объем реагента , химически связывающего определяемый газ (компонент). Из снаряженной бутылки откачивают воздух в лаборатории и выдают для набора проб пробоотборщику.
В забое, где предполагается набор пробы, пробоотборщик , держа бутылку в правой руке и пережав пальцами резиновую трубочку, левой рукой открывает отверстие, закрытое до того стеклянной палочкой. Постепенно разжимая резиновую трубку, набирают пробу по сечению выработки. После набора пробы отверстие в резиновой трубке закрывают палочкой и пробу доставляют в лабораторию.
Вакуумно-химическим способ набирают пробы воздуха на такие газы как окислы азота ( оксид и диоксид азота) , сероводород, сернистый газ и др. он незаменим в тех случаях, когда последующее определение поглощенного компонента выполняется каким-нибудь чувствительным методом- калориметрическим, полярографическим, спектральным и т.д.
Метод накачивания пробы воздуха в резиновые камеры заключается в том, что в месте отбора в обычные резиновые волейбольные камеры с помощью насоса или резиновой груши накачивается исследуемый воздух. Отбор проб может быть произведен для всех газов , однако необходимо помнить, что такие газы, как водород и метан, диффундируют (проходят) через резину.
Газоанализаторы
Для определения состава рудничной атмосферы пользуются приборами, которые называются газоанализаторы. По принципу действия эти приборы контроля рудничной атмосферы делятся на 3 группы:
Химические
Физические
Физико-химические
Приборы для первой группы не применяются для содержания метана и водорода в связи инертностью данных газов. Приборы этой группы служат для определения окиси углерода, сернистого газа, сероводорода, окислов азота, паров бензина, бензола. Наибольшее распространение на шахтах и рудниках получили газоанализаторы ГХ. Предназначены для экспресс анализа содержания ядовитых газов.
Прибора ГХ-1 состоит из аспиратора и стеклянных индикаторных трубок. Аспиратор представляет собой резиновый мех, позволяющий за один полный ход протянуть через индикаторную трубку 100 мл воздуха. Индикаторные трубки заполнены определенными реактивами, меняющею окраску при проходе через них или иного газа. В месте отбора проб воздуха концы трубки отламываются, трубка вставляется в мундштук аспиратора и производится полное сжатие меха. Затем мех отпускается. Если после одного сжатия окраска реактива не изменилось или она не достигла первого деления шкалы, то делает еще 9 качаний с перерывами 3с. Количества газа в воздухе определяется высотой окрашенного в трубке столбика реактива и эталонной шкалой.
Так же наиболее широкое распространение на шахтах получили приборы такие как ШИ, с помощью которых можно определять процентное содержание метана и углекислого газа. Для определения содержания водорода и углекислого газа применяются газоопределитель. Действие прибора основана на изменение смещения интерференционной картины через окуляр.
Прибор ГИК-1 представляет собой прямоугольную коробку из сплава. Корпус разделен на 2 отделения. В одном их них размещены оптическая и газовоздушная части прибора. Это отделение закрывается герметично крышкой. Недостатки это конструктивная сложность прибора, относительная высокая стоимость и прерывистый характер контроля содержания газа.
Для анализа содержания метана в настоящие время стало широко применяться термохимические , основанные на беспламенном сжигании метана. Газоанализаторы обладающие большой чувствительности по сравнению с другими газоанализаторами. Так, при изменение содержания метана в воздухе на 1% происходит прирост температуры при горение на 16%, температуры электрической нагретой нити катализатора при беспламенном сжигании метана на 3%, в то время как коэффициент рефракции меняется всего лишь на 0,5%. Беспламенное сжигание метана-воздушной смеси происходит на нагретом 360, тепло от которого конвективное передается только на термометр. Так как чувствительный и компенсационный элементы установлены в одной камере сгорания, то любое изменение физико-химические параметров воздуха, за исключением содержание метана, воспринимаются обоим термоизмерителями одинаково. Термокаталический датчик метана ДМТ-2 универсален и положен в основу целого ряда переносных (СПМ), встроенных (ТМРК) сигнализаторов метана, являющихся составными частями автоматической газовой защиты.

Приложенные файлы

  • docx 3981064
    Размер файла: 19 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий