Устройство для моделирования внезапного выброса угля и газа

 

Изобретение относится к горному делу, может быть использовано для изучения газодинамических явлений, происходящих в пласте. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. В матрице (М) 1 с крышкой 2, затвором 4 и двумя штуцерами 3, 5 размещен испытуемый угольный брикет 7 с датчиками 13 смещения. Внутренняя поверхность М 1 выполнена футерованной угольной мелочью и на ней установлены датчики 12 давления угля на стенки М 1. С противоположной крышке 2 стороны М 1 в ней установлен толкатель 8, связанный с датчиком 9 перемещения. С другой стороны М 1 установлена герметичная перемычка 10 из пластичного материала, контактирующая с торцом брикета 7. На стенке М 1 установлены датчики 11 давления газа, а с ее торцом шарнирно соединена аэродинамическая труба 14. Для изучения влияния газонасыщенности на вязкость газоугольной среды устанавливают затвор 4, перемычку 10 и через штуцеры 3, 5 подают газ в М 1. По разностям давлений судят о изменении вязкости, а по показаниям датчиков 12 о степени "набухания" брикета 7. При изучении условий возникновения процесса внезапного выброса угля при напорной фильтрации удаляют затвор 4 и перемычку 10, устанавливают толкатель 8. Газ под давлением подают через штуцер 3, фиксируя по датчику 9 смещение торца брикета 7, и наблюдают за динамикой выброса угля в трубу 14. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.

СОЮЗ СИжТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПИЬЛИН (19) (11) (51)5 Е

ГОсуААРственный нОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ГИРИ ГННТ ССа (21) 4414001/24-03 (22) 20.04.88 (46) 30.03.90. Бюл. Y- 12 (71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности раоот в горной промышленности (72) Г.Я.Полевщиков, О.В.Главатских, A.Ô.ÈâàHoâ, В.С.Черкасов и П.Г.Шевцов (53) 622.831.3 (088.8) (563 Авторское свидетельство СССР

Р 796459, кл. K 21 F 5/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ВНЕЗАПНОГО ВЬБРОСА УГЛЯ И ГАЗА (57) Изобретение относится к горному делу, и м-.б. использовано для изучения Газодинамических явлений проис» ходящих в-пласте. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей. В матрице (И) 1 с крышкой 2, затвором 4 и двумя штуцерами 3, 5 размещен испытуемый угольный брикет

7 с датчиками 13 смещения. Внутренняя поверхность И 1 выполнена футерованной угольной мелочью и на ней . устанбвлены датчики 12 давления угля

2 на стенки М 1. С противоположной крышке 2 стороны N 1 в ней установлен толкатель 8» связанный с датчиком 9 перемещения. С другой стороны

И 1 установлена герметичная перемычка 10 из пластичного материала, контактирующая с торцом брикета 7. На стенке М 1 установлены датчики 11 давления газа, а с ее торцом шарнирно соединена азродинамическая труба

14, Для изучения влияния газонасыщенности на вязкость газоугольной среды устанавливают затвор 4„ перемычку 10 и через штуцеры 3; 5 — îäàþò газ в

М 1. По разностям давлений судят о изменении вязкости, а по показаниям датчиков 12 о степени "набухания" брикета 7. При изучении условий возникновения процесса внезапного выброса угля при напорной фильтрации удаляют затвор 4 и перемычку il0, устанавливают толкатель 8. Газ под давлением подают через штуцер 3„ фиксируя по датчику 9 смещение торца брикета 7, и наблюдают за динамикой выб: роса угпя в трубу 14. 2 s.í. ф-лы, 1 ил.

1553676

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для моделирования внезапного выброса угля и газа, и может быть использовано для исследования газодинамических

5 явлений, происходящих в пласте, и изучения свойств газоносных пород.

Цель изобретения — расширение функциональных возможнс стей.

1Î

На чертеже показано устройство для моделирования внезапного выброса угля и газа.

Устройство содержит толстостенную металлическую матрицу 1 круглого се- 15 ( чения с крышкой 2 и установленным на ней штуцером 3 для подвода газа, быстродействующий затвор 4, установленный на противоположном относительно крьппки 2 торце матрицы (, дополни- 20 тельный штуцер 5 с заглушкой 6, установленный на стенке матрицы 1, исследуемый образец — угольный брикет

7, предназначенный для размещения в полости матрицы 1, внутренняя поверх- 25 ность которой в зоне размещения брикета 7 выполнена футерованной угольной мелочью, сьемный толкатель 8, установленный в матрице 1 до контак- та с торцом брикета 7 и связанный с 30 датчиком 9 перемещения,, в качестве, которого используется индикаторная головка, герметизирукнцую перемычку

10 из пластичного материала, например пластилина-, предназначенную для размещения в матрице 1 на обращенном к крышке 2 торце брикета 7„ измерители (манометры) 11 давления газа, датчики 12 для измерения давления частиц угля на внутреннюю поверхность матрицы t датчики 13 смещения брикета 7 и азродинамгческую трубу

14 имитирующую горную выработку.

Труба 14 шарнирно соединена с матрицей 1 и имеет отверстия. в которые вставлены стержни 15 для гашения скорости угольного потока. Для сбора газа используется эластичная камера

16, закрепленная на трубе 14, а установленные в трубе 14 фоторезисторы

i7 используются для оценки скорости волны выброса„

Устройство работает следующим образом.

При проведении опытов по изучению влияния газонасыщенности на вязкость

55 газоугольной среды в матрицу 1 запрессовывается отдельньпя навесками брикет 7 из угольной мелочи с таким расчетом, чтобы после прессования очередной навески торец создаваемого брикета 7 находился на уровне установки очередного датчика 13 смещения.

После формирования всего брикета 7 со стороны крышки 2 на гладком участке матрицы герметично устанавливается перемычка 10 из пластилина толщинои

8-10 мм. Затем устанавливают крышк.2 и затвор 4. Толкатель 8 при этих опытах не устанавливается. Через штуцеры 3 и 5 в матрицу подают газ под ,заданным давлением„ контролируемым по манометрам 11. Изменение давления частиц угля на стенки матрицы 1 в процессе газонасьпцения фиксируется, по датчикам 12.

После достижения сорбционного равновесия в газоугольной среде при заданном давлении штуцер 5 перекрывают и через штуцер 3 подают дополнительное количество газа, при этом фиксируют по датчикам 13 смещения то критическое давление газа над перемычкой

10, при котором происходит сдвижение брикета в направлении к затвору 4, Перемычка 10 герметизирует брикет 7 со стороны крышки в процессе насыщения его, так .и при сдвижении, гри этом за счет текучести пластилина перемычка 10 движется вместе с брикетом

7 без нарушения герметичности и не оказывая дополнительного сопротивления. Изменяя задаваемые в различных опытах давления сорбционного равновесия, по разностям критических давлений и давлений сорбционного равновесия судят о изменении вязкости гаэоугольной среды, а по показателям датчиков 12 о степени "набухания" брикета 7 при газонасыщенни угля.

При проведении опытов по изучению условий возникновения процесса внезапного выброса угля при напорной фильтрации rasa брикет 7 подготавливают в матрице 1 аналогичным образом, убирают затвор 4, устанавливают вплотную к торцу брикета 7 толкатель

8 и соединяют его с индикатором головкой 9, а через штуцер 5 отводят гаэ из матрицы. Подвод газа производят через штуцер 3, при этом перемычку 10 не устанавливают.

Распределение давления фильтрующегося через брикет 7 rasa контролируется по манометрам 11I величина микросмещений торца брикета 7 через толкатель 8 фиксируется индикаторСоставитель В.Тапьвойш

Редактор И.Бандура

Техред M,Äèäûê

Корректор О. Кравцова

Заказ 442 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по .изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1553 ной головкой 9, а изменение механического давления частиц угля на стенки матрицы регистрируется датчиками 12. По мере повьппения давления газа, подаваемого через штуцер 3, фик5 сируют критическое значение давления, при котором происходит разрушение и выброс угля из матрицы 1 в трубу 14. По показаниям манометров 11 судят о критическом градиенте давления газа в брикете 7, о показаниям индикаторной головки 9 — о степени разоуплотнения в брикете 7, по показаниям датчиков 12 — о процессах

"набухания" и "псевдоожижения" угля в процессе насыщения фильтрующимся газом, но датчикам 13 смещения - о скорости перемещения волны дробления, а по фотореэисторам 17 в трубе

14 — о скорости волны выброса, Таким образом, расширение функциональных возможностей устройства позволяет изучать процессы, связанные с напорной фильтрацией газа через массив, и влияние газонасьпцения на физические свойства угля.

Формула изобретения

1. Устройство для моделирования внезапного выброса угля и газа, со- З 1

676 6 держащее матрицу для образца угля с крьппкой, затвором и штуцером для подвода rasa, имитирующую горную выработку аэродинамическую трубу, шарнирно соединенную с матрицей, измерители давления rasa и датчики смещения, установленные в матрице, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено дополнительным штуцером, установленным на стенке матриЦы, и датчиками для измерения давления частиц угля на стенки матрицы, при этом внутренняя поверхность матрицы выполнена футерованной угольной мелочью, а первый штуцер установлен на крышке.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено съемным толкателем, установленным в матрице со стороны аэродинамической трубы, и датчиком перемещения толкателя.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю-. щ е е с я тем, что оно снабжено герметиэирующей перемычкой из пластичного материала, установленной в матрице со стороны крышки с возможностью перемещения вдоль матрицы.