Способ моделирования процесса дегазации пород газоносного прослоя в кровле выработок выбросоопасного калийного пласта и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано для изучения процесса дегазации горных пород. Цель - повышение точности моделирования процесса дегазации пород газоносного прослоя (ГП) за счет учета влияния деформации пород прослоя в результате его подработки или надработки. Для осуществления способа создают грунтовую модель ГП, которую укладывают на специальный стенд (в форме стола). После грунтовой модели разбивают на участки, подобные отрабатываемым . На них создают путем опускания грунтовой массы деформации грунтовой модели, подобные деформациям пород ГП при его подработке или надработке. Стол набирают из отдельных пластин (П) 4, равных в масштабе площади отрабатываемых участков. Каждая П 4 крепится винтовой парой 7. На П 4 укладывается модель ГП в виде мембран, между которыми расположен грунт. На верхнюю мембрану устанавливают груз и подают в грунт газ до полного насыщения ГП. Посредством опускания П 4 винтами 7 на заданную величину и в определенное время создают в модели ГП деформации, подобные деформациям пород кровли калийного пласта. Порядок отработки щахтного поля создают последовательностью опускания П 4. Через трубки-дрены системой приборов регистрируют давление и расход газа. Распределение напряжений в ГП регистриру1рт с помощью тензодатчиков. 2 с.п. ф-лы, 3 ил. § (Л со от СП СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3977561/22-03 (22) 10.11.85 (46) 07.12.87. Бюл. № 45 (71) Ленинградский горный институт им. Г. В. Плеханова (72) А. С. Кириченко и А. А. Ярагин (53) 622.817(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 108577, кл. Е 21 F 5/00, 1961.

Смыгунов Г. И. Применение колодцев с горизонтальными лучевыми фильтрами для водопонижения. — М.: Энергия, 1975, с. 20. (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ДЕГАЗАЦИИ ПОРОД ГАЗОНОСНОГО ПРОСЛОЯ В КРОВЛЕ ВЫРАБОТОК ВЫБРОСООПАСНОГО КАЛИЙНОГО ПЛАСТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано для изучения процесса дегазации горных пород.

Цель — повышение точности моделирования процесса дегазации пород газоносного прослоя (ГП) за счет учета влияния деформации пород прослоя в результате его подработки или надработки. Для осущест„„SU„„1357590 А 1 вления способа создают грунтовую модель

ГП, которую укладывают на специальный стенд (в форме стола) . После грунтовой модели разбивают на участки, подобные отрабатываемым. На них создают путем опускания грунтовой массы деформации грунтовой модели, подобные деформациям пород

ГП при его подработке или надработке.

Стол набирают из отдельных пластин (П)

4, равных в масштабе площади отрабатываемых участков. Каждая П 4 крепится винтовой парой 7. На П 4 укладывается модель ГП в виде мембран, между которыми расположен грунт. На верхнюю мембрану устанавливают груз и подают в грунт газ до полного насыщения ГП. Посредством опускания П 4 винтами 7 на заданную величину и в определенное время создают в модели ГП деформации, подобные деформациям пород кровли калийного пласта. Порядок отработки шахтного поля создают последовательностью опускания П 4.

Через трубки-дрены системой приборов регистрируют давление и расход газа. Распределение напряжений в ГП регистрируют с помощью тензодатчиков. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1357590

Формула изобретения

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для изучения процесса дегазации горных . пород.

Цель изобретения — повышение точности моделирования процесса дегазации пород газоносного прослоя за счет учета влияния деформации пород прослоя в результате

его подработки или надработки.

На фиг. 1 представлено устройство для моделирования процесса дегазации, общий вид; на фиг. 2 — подвижные пластины устройства, вид сбоку; на фиг. 3 — элемент управления опусканием пластин и дегазацией с дреной и регистрирующее устройство.

Устройство выполнено в форме стола, включающего жесткую раму 1, ножки 2 и ограждение 3 в форме ящика. Поверхность стола состоит из однотипных подвижных пластин 4 с отверстиями 5 и 6 и ходовыми винтами 7, которые устанавливают в ряд и опирают на жесткие уголки 8, прикрепленные к ножкам 2. Сверху на стол устанавливают модель газоносного слоя 9, включающую жесткую раму из швеллера 10, герметично закрытую верхней 11 и нижней

12 мембранами и заполненную грунтовой массой 13. На нижней мембране 12 закреплен тензодатчик 14 с проводами 15 и герметично смонтирован дрен-измеритель 16, который состоит из микротрубки с отверстиями 1? на входном конце, соединяемыми с пьезометрами (не показаны), и заглушки 18 на выходном конце. K микротрубке через отвод 19 и резиновую трубку 20 подключают регистрирующий прибор, например У-образный водяной манометр 21.

Сверху модель газоносного прослоя нагружают грузом 22 из листовой разномодульной резины. Пластина 4 с ходовым винтом 7 совместно с частью нижней мембраны с тензодатчиком и дреной на ней образуют измерительную ячейку. Ячейки формируются в ряды, что позволяет собирать из У-образных манометров специальный экран для регистрации давления газа в модели фотографированием. При моделировании снимают заглушку 18 и газ из грунтовой массы 13 свободно фильтрует через отверстия 17 дрен 16.

Сущность способа заключается в том, ч-:обы создать на модели из эквивалентных материалов условия течения флюида газа в грунтовой модели прослоя пласта, подобные по течению его из газоносного прослоя в кровле выработок калийных пластов в условиях влияния горных работ. Для этого известными способами моделирования горного массива и процессов фильтрации флюидов в горных породах создают объемную грунтовую газонасыщенную модель прослоя (пласта), которую заключают в матрицу, укладывают на специальный стенд и нагру2 жают нагрузкой, моделирующей давление пород вышележащей толщи.

Стенд позволяет создавать в модели на заданных участках деформации, подобные деформациям пород кровли выработок калийных пластов в порядке и последовательности, задаваемым условиями эксперимента.

Способ осуществляют следующим образом.

Выбирают и анализируют объект моделирования, которым является шахтное поле рудника или его части. Исходя из площади лабораторного помещения, объема подготовительных работ, глубины залегания пласта, выбирают масштаб моделирования. Поверхность жесткого стола набирают из отдельных пластин 4, равных в масштабе площади отрабатываемых участков, причем пластины могут быть отпрофилированы подобно гипсометрии кровли калийного пласта. Каждая пластина 4 крепится к жесткому столу с помощью винтовой пары 7. На пластины 4 укладывают модель газоносного прослоя (пласта) 9. На мембрану 11 устанавливают груз 22, через отверстие 23 подают газ до полного насыщения газоносного прослоя 9. Посредством опускания пластин 4 с помощью винта 7 на заданную величину и в определенное время создают в модели прослоя деформации, подобные деформациям пород кровли калийного пласта.

Последовательностью опускания пластин 4 создают порядок отработки шахтного поля.

При этом системой приборов через трубки-дрены 16 регистрируют давление и расход газа, а с помощью тензодатчиков 14 распределение напряжений в породе газоносного слоя 9.

1. Способ моделирования процесса дегазации пород газоносного прослоя в кровле выработок выбросоопасного калийного пласта, включающий создание грунтовой модели газоносного прослоя, образование в ней дрен для газа, регистрацию давления флюида и его расхода через дрены, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения точности моделирования процесса дегазации пород газоносного прослоя за счет учета влияния деформации пород прослоя в результате его подработки или надработки, поле грунтовой модели разбивают на участки, подобные отрабатываемым, на этих участках создают путем опускания грунтовой массы деформации грунтовой модели, подобные деформациям пород газоносного прослоя при его подработке или надработке, а давление флюида и его расход через дрены регистрируют на деформацHOHHblx участках грунтовой модели.

2. Устройство для моделирования процесса дегазации пород газоносного про1357590

21 ени илрическви

C/73 QHQ QQ

Составитель М. Гагулин

Редактор М. Бланар Техред И. Верес Корректор М. Макси мишинец

Заказ 5484/31 Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 слоя в кровле выработок выбросоопасного калийного пласта, включающее грунтовую модель, дрены, введенные в грунтовую массу модели и пьезометры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования пород газоносного прослоя за счет учета влияния деформаций пород прослоя в результате его подработки или надработки, оно снабжено подвижными пластинами с отверстиями и ходовыми винтами, двумя мембранами, расположенными сверху и снизу грунтовой массы, и тензодатчиком, дрены в грунтовую массу пропущены через нижнюю мембрану, пичем концы дрен, расположенные в грунтовой массе, перфорированы и соединены с пьезометрами, а нижняя мембрана размещена на пластинах.