Устройство для определения газопро-ницаемости горного массива

 

Союз Советскнк

Соцнвпнстнческнв

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.07. 79 (21) 2797850/ с присоелиненнен заявки Рй—

Гасударственный камктвт

СССР

60 двлвм изабретений я атврыткй (23) Приоритет

Опубликовано! 5. 05. 81. Бюллете

Дата опубликования описания 25 (72) Авторы изобретения

А.И.Нимец, В.Н.Монахов и Б.Н.Явор

Всесоюзный ордена Трудового Красног исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ

ГОРНОГО МАССИВА

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения газопроницаемости горных пород применительно к проблемам дегазации пластов и борьбы с внезапными выбросами угля, породы и газа.

Известно устройство для герметиэаци скважин, содержащее штуцер и гидроцилиндр, жестко соединенные между собой, поршень и центральную трубку, на которую свободно насажены огра10 ничительные кольца. Между кольцами установлены резиновые уплотнители, Трубка одним концом соединена со штуцером, а другим — с ограничителем.

На последнем укреплена эластичная насадка, выполненная в виде резиновой втулки (1 1.

Недостатком данного устройвтва является то, что в нем сжатие уплотнителей поршнем и подача пропускаемого газа зависимы друг от друга, и поэтому это устройство не может быть применено для определения гаэопроницаемости горного массива при пропускании газа под низким давлением.

Известно устройство для определения газопроницаемости горных пород, включающее корпус гидроцилиндра с установленным внутри него поршнем и штоком, нераэъемную ось, выполненную с каналом для подачи газа в шпур, канал для подачи рабочей жидкости под давлением в полость гидроцилиндра, трубку для подачи газа, сообщенную с каналом для подачи гаэа, уплотнители с установленными между ними разделительными шайбами и упорный элемент (2 ).

Недостатком этого устройства является ограниченность величины осевого усилия, сжимающего уплотнители, так как диаметр силового гидроцилиндра лимитирован диаметром шпура. Увеличение давления в гидросистеме нежелательно, поскольку это приведет к усложнению уплотнительных узлов и увеличению габаритов прибора (толщи9978 4

i5

35 е

55

3 82 ны стенки гидроцилиндра) т. е. приводит к неразрешимому противоречию.

Ограниченность осевого усилия, сжимающего уплотнители, не позволяет создать необходимый запас длины герметизации (4-3 и более) в слабых и трещиноватых горных породах, а также в породном массиве, находящихся под высокими напряжениями.

Цель изобретения — расширение диапазона применения эа счет использования устройства для определения гаэопроницаемости слабых и трещиноватых горных пород.

Поставленная цель достигается тем, что поршень, шток и ось выполнены в виде одной неразъемной детали, ось которой и ось канала для подачи газа совмещены, гидроцилиндр имеет диаметр больший диаметра шпура для размещения его снаружи последнего, при этом шток снабжен штангой, насаженной на него, гидроцилиндр снабжен гайкой, жестко закрепленной на корпусе гидроцилиндра со стороны противоположной штоку, и винтом возврата поршня, жестко насаженным на трубку для подачи rasa, а упорный элемент выполнен в виде насадки с концентрично расцоло женными отверстиями для равномерного распределения газа, подаваемого в шпур.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство в разрезе, Устройство состоит из гидроцилиндра 1, с жестко закрепленной гайкой

2, являющейся направляющей для винта

3, предназначенного для возврата поршня 4, к торцу которого присоедин на трубка 5 для подачи газа в канал

6 и далее в пусковую камеру шпура.

На штоке 7 установлены штанга 8, передающая сжимающее усилие на уплотнители 9, между которыми установлены шайбы 10 и удерживаемые упорным элементом, выполненным в виде насадки

11, служащей для равномерного распределения газа, выходящего через концентрично расположенные отверстия 12 в шпур и для защиты центрального газового канала от засорения штыбом.

При этом поршень 4, шток 7, переходящий далее в ось 13, последовательно примыкают друг к другу и выполнены в виде одной неразъемной детали, ось которой и ось канала 6 для подачи газа совмещены, гидроцилиндр 1 имеет диаметр больший диаметра шпура для размещения его снаружи последнеro, Гайка 2 жестко скреплена на корпусе гидроцилиндра 1 со стороны противопоставленной штоку, а винт Э возврата поршня жестко насажен на трубку 5 для подачи газа. Устройство имеет канал 14 для подачи рабочей жидкости под давлением в полость 15 гидроцилиндра.

Устройство работает следующим образом. . После досылки герметизатора в шпур насосом по кналу 14 подается под давлением минеральное масло в полость

15, в результате чего днище гидроцилиндра 1 упирается в стенку устья шпу" ра, а поршень 4 передвигается влево.

При этом происходйт сжатие уплотнителей 9, что обеспечивает надежную герметизацию шпура, после этого трубка 5 для подачи газа свободным концом присоединяется к газовому баллону (не показан) для подачи газа в канал 6 и далее в пусковую камеру шпура.

Для извлечения герметизатора осуществляется сброс давления жидкости в полости 15, после чего поршень 4 винтом 3 поворота поршня возвращается в крайнее правое положение, уплоткители 9, в силу упругости резины, расслабляются и прибор извлекается из шпура.

Устройство для определения газопройицаемости горного массива может работать в шпурах глубиной 1-8 и бблее.

Предлагаемое устройство, в отличие от известного, позволит определять газопронциаемость слабых и трещиноватых горных пород различного напряженного состояния, при этом давление фильтрующегося газа охватывает широкий интервал наиболее часто встречающихся, достигающих 150 ат, давлений газа в пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа.

Такое конструктивное решение позволяет изготовить гндроцилиндр практически любого диаметра и тем самым создает любую заданную осевую нагрузку на уплотнители, увеличить площадь герметизации по длине шпура и обеспечить удобство эксплуатации устройства, так как силовой гидроцилиндр находится снаружи.

Формула изобретения

Устройство для определения газопроннцаемости горного массива, включа//in наиса

Составитель Э.Руднева

Редактор О.Персиянцева Техред T.Naòî÷êà Корректор !О.Макаренко

Заказ 3695 76 Тираж 63 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 5 82997 ющее корпус гидроцилиндра с установленным внутри него поршнем и штоком, ось, выполненную с каналом для подачи,газа в шпур, канал для подачи рабочей жидкости под давлением в полость гидроцилиндра, трубку для подачи газа, сообщенную с каналом для подачи газа, уплотнители с установленными между ними разделительными шайбами и упорный элемент, о т л и — 1о ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона применения за счет использования его для определения газопроиицаемости слабых и трещиноватых горных пород, поршень, 15 шток и ось выполнены в одной неразьемной детали, ось которой и ось канала для подачи газа совмещены, гидроцилиндр имеет диаметр, больший диаметра шпура для размещения его снаружи последнего, при этом шток снабжен штангой, насаженной на него, гидроцилиндр снабжен гайкой, жестко закрепленной на корпусе гидроцилиндра, со стороны противоположной штоку, и винтом возврата поршня, жестко насаженным на трубку для подачи газа, а упорный элемент выполнен в виде насадки с концентрично расположенными отверстиями для равномерного распределения газа, подаваемого в шпур.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР

Р 297782, кл. Е 21 F. 5/02, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9. 2675071/22-03, кл. Е 21 кл. E 21 Е 7/00. 1978.