The feasibility of measurement of radiocarbon in carbon monoxide from coal mines as a potential indicator of mine fires

• Autorzy: Luxbacher K. , Lindsay C.

Warianty tytułu

PL

Możliwość pomiarów radiowęgla w tlenku węgla w kopalniach węgla jako potencjalny wskaźnik pożarów w kopalni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The current methods of fire diagnosis for inaccessible areas of coal mines, such as gob are not always definitive. In some cases, it is difficult to determine if incidents involving ignitions or smoldering have evolved into flaming minę fires. A more definitive test for fire could involve monitoring for the existence of radiocarbon -carbon-fourteen (14C) in carbon monoxide (CO). CO is produced by the Iow temperature oxidation of coal; however, since coal is millions of years old, this CO will not have any 14C in it. The only carbon that will have the modern amount of UC in it will be the CO2 that is in the air that is drawn into the mine by the ventilation system. In accordance with the Boudouard Equilibrium, an interchange can take place that converts CO2 to CO, but only at temperatures high enough to be associated with fire. If this interchange takes place, then CO would have 14C in it. The existence of 14C in CO could be a definitive indicator of fire in gob areas. This paper outlines the background associated with this theory and examines preliminary methods for testing for the presence of 14C.

PL

Aktualne metody diagnozowania pożarów w niedostępnych obszarach kopalni węgla, takich jak zroby, nie zawsze są rozstrzygające. W niektórych przypadkach, trudno jest określić, czy wypadki, w których nastąpił zapłon lub tlenie się spowodowały pożar w kopalni. Bardziej rozstrzygające badanie pożaru powinno obejmować monitoring obecności radiowęgla - węgla-14, (14C) w tlenku węgla (CO). Tlenek węgla jest produkowany przy niskotemperaturowym utlenianiu węgla, jednak, skoro węgiel ma miliony lat, tlenek węgla nie będzie zawierał 14C. Jedyny węgiel, który będzie zawierał C z obecnych czasów, będzie to CO2 obecny w powietrzu, które jest wprowadzane do kopalni poprzez system wentylacji. Zgodnie z równowagą Boudouarda może mieć miejsce zamiana, która przekształca CO2 w CO, ale tylko w wysokich temperaturach, które mogą towarzyszyć pożarowi. Jeśli taka zamiana ma miejsce, wtedy CO będzie zawierał 14C. Obecność 14C w CO mogłaby być rozstrzygającym wskaźnikiem pożarów w obszarach zrobów. Artykuł przedstawia w zarysie przesłanki powiązane z tą teorią i analizuje wstępne metody badania obecności 14C.

Słowa kluczowe

EN

mine fire; radiocarbon; carbon monoxide; Boudouard reaction; coal; gob

PL

pożary w kopalniach; radiowęgiel; tlenek węgla; reakcja Boudouarda; węgiel; zroby

• Wydawca: KGHM CUPRUM Spółka z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe
• Czasopismo: Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 2
• Strony: 27--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Luxbacher K.

autor

Lindsay C.

• Virginia Tech, USA

Bibliografia

• [1] Brady, D., 2008, The role of gas monitoring in the prevention and treatment of minę fires. Aziz, N (ed), Coal 2008: Coal Operators' Conference, University of Wollongong & the Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 202-208.
• [2] Timko, R.J. and R.L Derick, 2006, Methods to determine the status of minę atmospheres - an overview. SME Annual Meeting and Exhibit, March 27-29, St. Louis, MO, USA, 1-9.
• [3] Dalverny, L.E., Chaiken, R.F., and A.G. Kim, 1990, Minę fire diagnostics in abandoned bituminous coal mines. Mining and Reclamation Conference and Exhibition, Charleston, WV, April 23-26, 1990.
• [4] Singh, A.K., Singh, R.V.K., Singh, M.P., Chandra, H., and N.K. Shukla, 2007, Mine fire gas indices and their application to Indian underground coal mine fires. International Journal of Coal Geology, 69, 192-204.
• [5] Brandova, D., Maciejewski, M., and W.A. Keller, 2001, Application of thermal analysis in radiocarbon dating. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 64, 1219-1228.
• [6] Szidat, S., 2009, Radiocarbon Analysis of Carbonaceous Aerosols: Recent Developments. CHIMIA International Journal for Chemistry, 63(3), 157-161.
• [7] McDowell, W.J., 1986, Alpha counting and spectrometry using liquid scintillation methods. Nuclear Science Series: Radiochemistry Techniques, OSTI, US Department of Energy (110).
• [8] Qureshi, R.M., Aravena, R., Fritz, P., and R. Drimmie, 1989, The CO2 absorption metod as an alternative to benzene synthesis method for C dating. Applied Geochemistry, 4, 625-633.
• [9] Katsumoto, et al, 1984, Carbon monoxide absorption by aqueous CUCI-MgCI2 absorbent. The Chemical Society of Japan, 57, 166-170.
• [10] Schirber, M., 2011, Focus: Carbon dating with lasers. Physics, 4,111.
• [11] Gilman, S.D., Gee, S.J., Hammock, B.D., Vogel, J.S., Haack, K., Buchholz, B.A., and S.P.H.T. Freeman, 1998, Analytical performance of accelerator mass spectrometry and liquid scintillations counting for detection of 14C-labeld atrazine metabolites in human urine. Analytical Chemistry, 70, 3463-3469.