Устройство для определения газопроницаемости горных пород

Устройство для определения газопроницаемости горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

"- "с О .

О и к с А тт к- :а

Союз Советских

Социалистические

Республик

> 740965

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„т \\ г

/ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.10.78 (21) 2675071/22-03 () ) Я Кд

Е 21 F 7/00 с присоединением заявки.% (23) Приоритет тосудэрственный комитет до делам нэобретеннй н открытий

Опубликовано 15.06,80. Бюллетень Ле 22

Дата опубликования описания 18.06.80 (53) УДК 622. .807.4 (088.8) Я. А. Бнч, В. Н. Монахов, A. И. Нимец и Б. Н. Яворский (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханнки и маркшейдерского дела (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕД ЕЛЕНИЯ

ГАЗОПРОНИЦАЕИОСТИ ГОРН6И ПОРОД

f0 элемент )2) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для определения газопроницаемости горных пород.

Известно устройство, механический герметизатор, включаюш нй штуцер, наруж5 ную и внутреннюю трубы, уплотнитель, герметизатор шпура (1) Недостатком этого устройства является то, что герметизацию шнура осуществляют за счет ручного сжатия уплотнители гайкой, что не позволяет. подать высокую нагрузку.

Известно устройство для определения газопроницаемости горных пород, включающее гидроцилиндр, механизм распора уплотннтелей с каналами для подачи жидкости, расположенный по центральной оси устройства, на забойном конце которо-д

° го размещены ограничительные и упорные элементы, а также уплотнители для герметизации устья скважины, поршневой

Недостатком этого устройства является невозможность его использования для нагнетания газа в шнуры из-за недостаточной их герметизации. Белью изобретения является повышение эффективности герметизации и расширение области применения устройства за счет разделения каналов подачи жидкости и газа.

Поставленная цель достигается тем,. что устройство выполнено с дополнительным. каналом для подачи газа и снабжено распределительным механизмом подачи жидкости в устройство, при атом механизм распора уплотнителей выполнен в виде ступенчатой неразьемной оси, а в качестве поршневого элемента использован плунжер, выполненный в виде цилиндрического стакана, наружная поверхность которого контактирует с внутренней поверхностью гидроцилнндра, а вну- тренняя поверхность образует полости со ступенчатой неразьемной осью, причем внутренняя полость распределительного

740965

20

55 меканизма посредством каналов для подачи жидкости сообщена с рабочей полостью гидроцилиндра, а канал для подачи газа выполнен сквозным по всей длине устройства, кроме того, распределительный механизм подачи жидкости в устройство выполнен с возможностью подсоединения к насосу.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2рас пред ел ительн ый .клапа нный механизм подачи жидкости в. устройство, продольный разрез.

Устройство состоит из неразъемной ступенчатой оси 1 с тремя внутренними каналами различной длины, два из которых 2 и 3 предназначены для подачи жидкости в подплунжерные полости 4 и

5, а третий 6 служит для подачи газа в фильтрационную камеру шнура, гидроцилиндра 7, который жестко закреплен на одной из ступеней оси плунжера 8, управляемого распределительным клапаном „ выполненного в виде стакана с возможностью перемещения одновременно по оси

1 и внутренней поверхности гидроцилиндра 7, уплотнителей 9; разделяющих шайб

10, упорной гайки 11 и уплотняюших колец 12.

Распределительный клапан (фиг. 2) подсоединен к герметизатору каналами

2 и 3 и включает в себя полость 13, сообщающуюся отверстием 14 в гайке

15 сканалом 2,,шток 16 для перемещения по оси клапана 17, запирающего или открывающего соответственно отверстие 18, которое соединено с каналом 3, и отверстие 19, являющееся началом канала 2

Устройство работает следующим образом.

I locne досылки герметизатора в шпур от насоса под давлением подается жидкость в полость 13 (фиг. 2), которая проходит через отверстие 14 в .гайке

15 и далее по каналу 2 в рабочую полость 4 (фиг. 1) герметизатора. При этом плунжер 8 перемещается вправо и сжимает уплотнители 9, выполненные из резиновых колец, которые надеты на ось 1 и удерживаются гайкой 11. По мере сжатия уплотнители надежно герметизируют шнур, и по каналу 6 подают газ в фильтруюшую камеру шнура.

Д ля извлечен ия гермет изатора из шнура (нриведение его в исходное положение) необходимо шток 1 6 (фиг. 2) перевести вправо и установить клапан 17

4 в среднее положение так, чтобы отне стия

18 и 19 были открыты, В результате жидкость, находящаяся под давлением, из полости 4 последовательно через канал 2, полость 13 и канал 3 поступает в полость 5 (фиг, 1), плунжер 8 перемещается влево, уплотнители в .силу упругости резиновых колец возвращаются в исходное положение и герметизатор можно извлечь из шпура. Если же при подаче жидкости из полости 4 в полость 5, плунжер 8 не возвратится в первоначальное положение и будет удерживать уплотнители в сжатом состоянии, тогда клапан 17 (фиг. 2) устанавливается в крайнее правое положение так, чтобы он перекрывал отверстие 19, насосом дополнительно подают жидкость в полость 5, после чего плунжер 8 возврашается в исходное положение. При снятии усилия со штока 16 пружина 20 переводит клапан в первоначальное положение.

При переходе на другой шпур весь цикл работы повторяется, а жидкость из полости 5 при движении плунжера 8 вправо вытесняется и по каналу 3 поступает на слив.

Устройство позволяет определять газопроницаемость горных пород в различных шахтных условиях. Испытания изготовленного образца на пласте Н8 шахты

"Дружба" (производственное объединение

"Донбассантрацит") показывают, что фильтрующий газ в скважину можно подавать под давлением 0-150 атм. 3то охватывает весь диапазон давлений газа, встречающийся на пластах опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа. Устройство предназначено для изучения пути, 40 скорости миграции и роли газа и напряженного состояния в процессе формирования внезапных выбросов угля .и породы, а также для решения задач дегазации угольных пластов.

Формула изобретения

Устройство для определения газопроницаемости горных пород, включающее гидроцилиндр, механизм распора уплотнителей с каналами для подачи жидкости, расположенный по центральной оси устройства, на забойном конце которого размешены ограничительные и упорные элементы, а также уплотнители для герметизации устья скважины, поршневой элемент, отличают.ееся тем, что, с целью повышения эффективности

740965 6 рабочей полостью гидроцилиндра, а канал для подачи газа выполнен сквозным по всей длине устройства, кроме того, распределительный механизм подачи жидKocTH B устройство выполнен с возможностью подсоединения к насосу. ц11ИИПИ Заказ 3175/37 Тираж 626 Подписное

Филиал ППП "Патент» г. Ужгород, ул. Проектная, 4 герметизации и расширения области применения устройства за счет разделения каналов подачи жидкости и газа, устройство выполнено с дополнительным каналом для подачи газа и снабжено распределительным механизмом подачи жидкости в устройство, при этом механизм распора уплотнителей выполнен в виде ступенчатой неразъемной оси, а.в качестве поршневого элемента использован плунжер, 10 выполненный в виде цилиндрического стакана, наружная поверхность которого контактирует с внутренней поверхностью гидроцилиндра, а внутренняя поверхность об35 разует полости со ступенчатой неразьемной, осью, причем внутренняя полость распределительного механизма посредством каналов для подачи жидкости сообщена с

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руководство по текущему прогнозу выбросоопасных зон в угольных пластах при проведении подготовительных, нарезных и очистных выработок в шахтах Донбасса, Макеевка-Донбасс, 1975, с. 38-.

ФО.

2. Авторское свидетельство СССР № 297782, кл. Е 21 F 5/02, 10.05.67 (прототип) .