Устройство для определения газоносности полезного ископаемого в шахте

Устройство для определения газоносности полезного ископаемого в шахте

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ц769025

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.11.78 (21) 2682462/22-03 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

Е 21 F 7/00

Е 21 С 39/00

Гасударствеииый KOMHTST (23) Приоритет

:cccp (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (53) УДК 622.817 (088.8) по делам иэобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения Е. С. Розанцев, Г. Я. Полевщиков, В. И. Лохов и Н. А. Вдовенко (71) Заявитель Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОСТИ

ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО В ШАХТЕ

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к устройствам для измерения газоносности полезного ископаемого в шахте и может быть использовано для определения параметров и эффективности мер, направленных на снижение загазованности атмосферы горных выработок.

Известно устройство для определения газоносности угольного пласта в призабойной зоне, включающее корпус в форме трубы, на одном конце которого располагается герметизирующий элемент (пакер), а на другом — узел (сверло с лебедкой), обеспечивающий поступательно-вращательное движение расположенного в корпусе става буровых штанг с буровой коронкой, и штыбоприемник, соединенный с корпусом (1).

Недостатком устройства является низкая точность измерения количества газа, выделяющегося из шпура, из-за необходимости разгерметизации во время удлинения буровой штанги.

Известно устройство для определения газоносности полезного ископаемого в шахте, включающее став буровых штанг с породоразрушающим органом, и пустотелую трубу, размещенных коаксиально става, улавливатель шлама с отводами, уплотнительный эластичный элемент, герметизатор буровых штанг и привод бурового става (2).

К основным недостаткам устройства

5 относится то, что уплотнительный элемент не перемещается вслед за буровой штангой, а остается постоянно у устья шпура при любой длине бурения, вследствие чего в штыбоприемную камеру и газоизмери)p тельный прибор поступают не только необходимые для измерения выбуренный уголь и газ, получаемые с конкретного шпура, но и обрушивающий материал и выделяющийся газ со стенок ранее пробуренных интер15 валов. Эти дополнительные количества угля и газа представляют значительную величину, а точность измерения газоносности определенного слоя угольного массива резко снижается, и область примене20 ния данного устройства ограничивается зоной массива, сложенной достаточно устойчивыми и однородными породами.

Цель изобретения — повышение точности измерения газоносности полезного ископа25 емого путем поинтервального измерения в процессе бурения.

Это достигается тем, что устройство снабжено решеткой и втулкой с отбойным кольцом, при этом буровые штанги выпол30 иены пустотелыми, а часть внешней поверх769025

СО ности забойной штанги выполнена гладкой с упорным выступом, труба выполнена в виде перфорированного шнека, размещенного внутри става буровых штанг и торцом забойного конца, соединенного с решеткой, породоразрушающий орган выполнен в виде коронки с окнами, сообщающими призабойное пространство скважины с полостью става буровых штанг и соединенной с торцом забойной штанги, а уплотнительный элемент размещен на внешней поверхности втулки, свободно насаженной на гладкий конец забойной штанги между упорным выступом и буроВой коронкой, На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2— узел 1 фиг. 1.

Устройство включает став пустотелых буровых штанг 1 с буровой коронкой 2, имеющей окна (прорези), сообщающие приза 6ойное пространство скважин, с полостью става буровых штанг и соединенной с торцом забойной штанги. Внешняя поверхность става снабжена шнеком 3, а внутри него расположена полая перфорированная труба 4 с внешним шнеком 5, предназначенным для транспортирования выбуренного угля в емкость, состоящую из накопителя 6 и штыбоприемника 7, горловина между которыми перекрывается клапаном 8, выполненным в виде пробки со штоком 9. Штыбоприемник 7 и накопитель

6 посредством штуцеров 10 и 11 соответственно соединяются с газоизмерительными приборами. На буровой штанге 1 помещен разделитель 12, выполненный в виде свободно насаженной на буровую штангу 1 металлической втулки 13 с отбойнь м кольцом 14, уплотнительная часть внешней поверхности забойной штанги выполнена гладкой с упорным кольцевым выступом 15, который исключает перемещение разделителя 12 по буровой штанге 1. Торец перфорированной трубы 4 со стороны коронки 2 снабжен решеткой 16, предотвращающей попадание буровой мелочи и угля в трубу 4.

Уплотнительный эластичный элемент 17 размещен на внешней поверхности втулки

13, свободно насаженной на гладкий конец забойной штанги между упорным кольцевым выступом 15 и буровой коронкой 2.

Вращение и подача буровых штанг 1 и внутренней перфорированной трубы 4 осуществляется посредством сверла 18 с подающей лебедкой и редуктором 19. Для гашения роторного момента редуктор 18 закрепляют на раме 20, присоединенной одним концом к штыбоприемнику 7, а другим — к корпусу сверла 18.

Устройство работает следующим образом.

Вращательный момент и усилие подачи сверла 18 через редуктор 19 и став буро5

Зо

4Î

50 вых штанг 1 передается к буровой коронке 2. Одновременно через редуктор 19 вращательный момент передается внутренней перфорированной трубе 4, сообщая ей вращение в противоположную относительно става буровых штанг 1 сторону. Отбойное кольцо 14, имеющее диаметр, близкий диаметру буровой коронки 2, обеспечивает подачу всего выбуриваемого угля в полость става буровых штанг 1 через окна (прорези) в буровой коронке 2, откуда с помощью шнека 5 перемещается к штыбоприемнику 7. В области штыбоприемника став буровых штанг 1 имеет окна для выброса угля, который затем поступает в накопитель 6. Выделяющийся из выбуриваемого угля газ поступает через штуцер 11 к газоизмерительному прибору. Наличие разделителя 12 создает на пути движения газа к устью шпура повышенное сопротивление по сравнению с сопротивлением перфорированной трубы 4, что предотвращает утечки газа. Кроме того, у отбойного кольца 14 образуется подбор штыба, что также препятствует прохождению газа через зазор между стенками шпура и разделителем к устью шпура. Для предотвращения попадания в газоизмерительную систему газа, выделяющегося из стенок ранее пробуренного интервала шпура, став буровых штанг 1 также имеет внешний шнек, зачищающий шпур по всей его длине, и тем самым, обеспечивающий минимальное сопротивление по сравнению с сопротивлением на участке разделителя 12. После окончания бурения интервал необходимой длины сверло 18 отключают, посредством штока 9 пробкой 8 перекрывают горловину накопителя 6, обеспечивая дальнейшее .измерение газовыделения.

В случае необходимости определения поправки на количество газа, выделившегося через забой шпура в процессе бурения, к штуцеру 11 подключают газоизмерительный прибор и по характеру газовыделения через забой шпура после окончания бурения судят о газовыделении через него в процессе бурения. После окончания измерений накопитель 6 освобождают от выбуренного угля и при необходимости наращивают став буровых штанг 1 и перфорированную трубу 4 и бурят следующий интервал шпура.

Преимущество изобретения заключается в том, что устройство позволяет с высокой точностью оперативно измерять газокинетические свойства угля непосредственно в натурных условиях и фактическую газопосность угольного массива в окрестностях гонной выработки, что дает возможность оценивать эффективность противовыбросных мероприятий по газовому фактору и обеспечивает высокую точность прогнозирования возможного газовыделения в выработку при разрушении угля, как в про769025

i4 Z

Ж. б цессе технологических операций, так и при газодинамических явлениях.

Формула изобретения

Устройство для определения газоносности полезного ископаемого в шахте, включающее став буровых штанг с породоразрушающим органом, трубу, размещенную коаксиально ставу, улавливатель шлама и 10 газа с отводами, уплотнительный эластичный элемент и привод бурового става, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения газоносности полезного ископаемого путем поинтерваль- 15 ного ее измерения в процессе бурения, устройство снабжено решеткой и втулкой с отбойным кольцом, при этом буровые штанги выполнены пустотелыми, а часть внешней поверхности забойной штанги вы- 20 полнена гладкой с упорным выступом, труба выполнена в виде перфорированного шнека, размещенного внутри става буровых штанг и торцом забойного конца, соединенного с решеткой, породоразрушающий орган выполнен в виде коронки с окнами, сообщающими приз абойное пространство скважины с полостью буровых штанг и соединенной с торцом забойной штанги, а уплотнительный эластичный элемент размещен на внешней поверхности втулки, свободно насаженной на гладкий конец забойной штанги между упорным выступом и буровой коронкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Недашковский И. В. Определение газоносности угольного пласта в призабойной зоне.— «Уголь», 1972, № 12, с. 65 — 66.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2428275/22-03, кл. Е 21 F 7/00, 13.12.76 (прототип) .