Устройство для дезактивации угля

Полезная модель относится к магнитной обработке воды, применяемой в горной промышленности, и предназначена для работы в комплексе оборудования, подающего в выработанное пространство действующих очистных забоев (лав) водные аэрозоли с целью снижения склонности к самовозгоранию угля и предупреждения эндогенных пожаров в выработанном пространстве.
Самовозгоранием угля называется само-ускоряющийся физико-химический процесс окисления, приводящий к возгоранию угольного скопления вследствие того, что генерация тепла превышает теплоотдачу в окружающую среду. На процесс окисления, а значит и самовозгорания угля, существенное влияние оказывает влажность угля и окружающего воздуха. Чтобы затормозить процесс окисления угля необходимо, в том числе, снизить химическую активность угольного скопления за счет его дезактивации. Это достигается тем, что перед вводом в выработанное пространство на поток жидкости воздействуют магнитным полем напряженностью 2200-2400 эрстед, в результате чего в жидкости увеличивается количество растворенного кислорода и появляется озон.  В результате увеличения окислительно-восстановительного потенциала воды увеличивается смачиваемость и водонасыщение угля за счет лучшего проникновения воды в поры и трещины, а это в свою очередь, значительно снижает самовозгорание угля и возникновение эндогенного пожара.
Известно устройство (патент № 1594283, дата публикации 23.09.1990 г, бюл. № 35), состоящее из корпуса с выходным соплом, соединенным с источником подвода жидкости, внутри которого размещены кольцевые постоянные магниты, ферромагнитный сердечник и ферромагнитгные кольца, расположенные между постоянными магнитами.
Основным недостатком устройства является износ (коррозия) корпуса, т.к. омагниченная вода обладает повышенной окислительной способностью, уменьшается срок службы устройства. Кроме того, постоянные магниты находятся в контакте с металлическим корпусом, что приводит к их размагничиванию и снижению магнитной напряженности, тем самым теряется способность омагничивания жидкости и снижается эффективность смачивания угля.
Известно устройство (патент № 25203, дата публикации 20.09.2002 г., бюл. № 26), взятое за прототип, предназначенное для профилактики обработки угля с целью снижения его эндогенной пожароопасности, содержащее корпус, соединенный с напорной гидромагистралью, кольцевые постоянные магниты, установленные в корпусе соосно, втулки из водонепроницаемого материала с каналами для прохода жидкости, установленными в кольцевом зазоре между корпусом и постоянными магнитами и с торцов крайних магнитов.
Недостатком данного устройства является то, что заглушка, на которой расположены постоянные магниты и ферромагнитные кольца, не зафиксирована в радиальном направлении и может свободно перемещаться в корпусе устройства. Кроме того, ферромагнитные кольца, расположенные между постоянными магнитами и по краям, частично забирают магнитную напряженность, что ведет к снижению эффективности омагничивания воды и необходимостью замены постоянных магнитов.
Техническим результатом полезной модели является улучшение конструкции с целью повышения эффективности работы устройства для дезактивации угля.
Заявляемый технический результат достигается тем, что металлический корпус устройства дезактивации угля защищен кольцами из немагнитного материала от воздействия постоянных магнитов и омагниченной воды, постоянные магниты расположены в немагнитном каркасе, зафиксированном соосно корпусу и состоящем из немагнитных втулок, имеющих вертикальные прорези и соединенных между собой с помощью немагнитного штифта.
Подробное описание полезной модели.
Устройство для дезактивации угля состоит из цилиндрического герметичного корпуса, крышки, переходников для подключения к пожарному трубопроводу шахты и диспергатору. Внутри корпуса расположен каркас из немагнитного материала, например, фторопласта, в котором находятся постоянные магниты в виде колец, создающие магнитное поле напряженностью 2200-2400 эрстед. Постоянные магниты установлены на немагнитный стержень и помещены в каркас. Каркас состоит из двух втулок, которые имеют прорези для обеспечения контакта воды с магнитами и соединены между собой с помощью немагнитного штифта. Между корпусом устройства и каркасом с магнитами расположены немагнитные втулки, защищающие корпус от воздействия магнитов и агрессивной омагниченной воды.
Таким образом, устройство для дезактивации угля имеет улучшенную конструкцию, т.к. металлический корпус устройства защищен немагнитными кольцами от воздействия постоянных магнитов и омагниченной воды, а постоянные магниты расположены в немагнитном каркасе, состоящем из немагнитных втулок с прорезями, что позволяет создать магнитное поле напряженностью 2200-2400 эрстед и тем самым значительно повысить эффективность омагничивания воды.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид устройства для дезактивации угля в разрезе,на фиг.2 – каркас для размещения постоянных магнитов.
Устройство для дезактивации угля состоит из металлического корпуса 1, резьбовой крышки 2, переходников 3 и 4 с накрученными соединительными головками 5 и 6 соответственно. Внутри корпуса расположен немагнитный каркас, состоящий из неметаллических, например, фторопластовых, втулок 7 и 8 для размещения постоянных магнитов, неметаллическая, например, фторопластовая, втулка 9, на которую опирается каркас, а также неметаллические, например, фторопластовые, кольца 10 и 11, защищающие корпус от воздействия магнитов и омагниченной воды.  Втулки 7 и 8 соединены между собой с помощью штифта 12 и представляют собой немагнитный каркас, внутри которого расположены постоянные магниты 13, закрепленные на неметаллическом, например, фторопластовом, стержне 14 с помощью клея. Втулки 7, 8 и 9 имеют преимущественно вертикальные прорези, через которые проходит вода и контактирует с постоянными магнитами 13. Каркас втулкой 7 вставляется в кольцо 10, опирается на втулку 9, которая вставляется в кольцо 11, и вся конструкция поджимается резьбовой крышкой 2. При такой конструкции магниты надежно закреплены в корпусе устройства от любых перемещений. Между корпусом 1 и крышкой 2 установлена прокладка 15 для обеспечения герметичности устройства.
Ниже приведен принцип действия устройства для дезактивации угля.
Устройство для дезактивации угля подсоединяется с помощью соединительной головки 5 к пожарно-оросительному трубопроводу шахты, а соединительной головкой 6 - к высоконапорному шлангу с диспергатором. В качестве диспергатора могут применяться любые форсунки или устройства для распыления воды.
Для приведения устройства в действие необходимо установить диспергатор в нужное место и открыть вентиль на отводе от пожарно-оросительного трубопровода. Вода поступит внутрь устройства (показано стрелками), пройдет через прорези каркаса и выйдет через противоположный переходник и высоконапорный шланг к диспергатору.
Работа устройства основана на прохождении потока воды через магнитное поле постоянных магнитов 13 напряженностью 2200-2400 эрстед, в результате чего образуется омагниченная вода, с помощью которой орошают скопления угля в выработанном или закрепном (обрушенном) пространстве. Воздействие омагниченной воды на уголь приводит к окислительной дезактивации его, значительно снижает риск самовозгорания угля и возникновения эндогенного пожара.