Устройство для определения газоносности проб выбросоопасной соли Советский патент 1983 года по МПК E21F5/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОСТИ ПРОБ ВЫБРОСООПАСНОЙ СОЛИ

1

Известно устройство для определения газоносности соляных пород, включающее электроплитку, сосуд для растворения образцов, воронки для сбора газа, резиновый шланг, кран-тройник и мерную емкость 1.

Однако это устройство имеет невысокую точность за счет влияния паров раствора и утечек газа через отвод сосуда в атмосферу.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и получаемому результату является устройство, включающее корпус, промежуточную перфорированную перегородку, лоток для размещения пробы, прижимной элемент, цилиндрическз ю полость, порщень со штоком.

Недостатком данного устройства является невысокая точность измерений, являющаяся следствием непостоянства объема свободного пространства системы, и ограниченность объема прибора для размещения пробы породы 2.

Цель изобретения - повышение точности измерения параметров для определения газоносности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения газоносности

проб выбросоопасной соли, включающее корпус, промежуточную перфорированную перегородку, лоток для размещения пробы, прижимной элемент, цилиндрическую полость, поршень со штоком, снабжено контейнером с отверстием для моновакуумметра и крын1кой с уплотнением, который трубкой с краном соединен с корпусом, при этом корпус снабжен отверстием для подключения моновакуумметра, а цилиндрическая полость снабжена прямым и обратным клапанами,

10 соединенными трубками с четырехходовым краном в единую систему, при этом система через отверстия в крышке корпуса сообщена с его внутренним пространством.

На фиг. 1 представлено предлагаемое

1.S устройство, разрез; на фиг. 2 - главные положения четырехходового крана, разрез.

Устройство содержит корпус контейнера 1, крышку контейнера с уплотнением 2, отверстие 3 для моновакуумметра 4, отверстие 5, 20 трубу 6, кран 7, корпус стакана 8, промежуточное перфорированное дно 9, отверстие для подключения контейнера 10, отверстие 11 для подключения моновакуумметра, лоток для пробы 12, прижимной элемент 13, цилиндрическую полость 14, поршень со штоком 15, прямой клапан 16, обратный клаfian 17, четырехходовой кран 18, соединительные трубки 19 и 20 и моновакуумметр 21. Устройство, содержащее корпус 1, сверху герметично закрывается съемной крышкой 2. В стенках корпуса 1 имеется отверстие 3 лля подключения моновакуумметра 4 и отверстие 5 для подключения корпуса контейнера 1, через трубку 6 и кран 7, к отверстию 10 в корпусе стакана 8. В корпусе стакана 8 размеш,ается промежуточное перфорированное дно 9, а в стенке над ним имеется отверстие для размещения лотка 12, который герметично прижимается к стенке корпуса 8 прижимным устройством 13. Над лотко.м 12 в стенке корпуса стакана 8 имеется отверстие 11 для подключения моновакуумметра 21. На корпусе стакана 8 сверху размещена цилиндрическая полость 14, в днище которой размещены прямой клапан 16 и обратный клапан 17, а внутри помещается порщень со щтоком 15. Прямой клапан 16 и обратный 17 соединены трубками 19 и 20 с четырехходовым краном 18, который закреплен на верхней стенке корпуса 8. с выходом в его внутреннюю полость, через отверстие в крышке. Устройство работает следующим образом. Предварительно производится точная калибровка всей системы контейнера 1 и внутренней полости корпуса 8. В корпус контейT-mpa 5 помещается предварительно высущенная проба породы определенного веса и он герметично закрывается крыщкой 2 для герметизации корпуса стакана 8. Краном 18 уравнивается давление внутри системы до барометрического давления (давления наружного воздуха) (Pg), кран 7 становится в положение закрыто, т.е. внутренняя полость контейнера 1 с пробой породы изолируется от внутренней полости корпуса стакана 8. После чего четырехходовой кран 18 (фиг. 2) устанавливается таким образом, что прямой клапан 16 через отверстия а, с сообщается с внутренней полостью корпуса стакана 8, а обратный клапан 17 - через отверстие b с атмосферой. Возвратно-поступательным движением щтока 15 в цилиндрическую полость 14 внутрь корпуса стакана 8 нагнетается воздух до давления PI, которое регистрируется моновакуумметром 21. После этого краном 7 производится сообщение внутренних полостей контейнера 1 и корпуса стакана 8 через трубку 6 и в системе устанавливается новое давление Рг, которое регистрируется моновакуумметрами 4 и 21. Отсчет давления Pt и Рг снимается после полной стабилизации давлений. Используя известные газовые законы и зная точные объемы составных частей системы, определяется объем пространства занятого пробой породы УП. После чего проба извлекается из контейнера 1, краном 7 контейнер 1 отключается от корпуса стакана 8. Через отверстие для лотка 12 внутрь корпуса стакана 8 заливается известный объем растворителя Vp. Извлеченная проба полностью или же отделенная часть ее укладывается на лоток 12, который устанавливается на место в стенке корпуса 8 и прижимается прижимным устройством 13, герметизируя стакан. Краном 18 устанавливается давление внутри стакана 8, равное барометрическому, далее, поворачивая кран 18, производится отключение внутренней полости корпуса стакана от цилиндрической полости 14 и атмосферы. Поворотом стакана опускают пробу с лотка 12 на промежуточное перфорированное дно 9 в растворитель. Проба растворяется, что вызывает изменение объема пространства над поверхностью раствора вследствие усадки пробы в растворе, наличия пор и заключенных в них газов и, соответственно, давления. При растворении соляной породы в изолированном (замкнутом) от атмосферного влияния пространстве (стакане) наблюдается отклонение величины давления смеси газов над поверхностью раствора от атмосферного давления. Величина этого отклонения ДР регистрируется устройством, и в общем виде выражается функцией вида: 4Р f(APr-4Pn- Py-4Pp), где 4Р - величина приращения давления, определяемая наличием газа в закрытых порах; АР -величина приращения давления, определяемая объе.мом закрытых пор; ДРу - величина приращения давления, определяемая усадкой пробы соли в растворе; ЛРр - величина приращения давления, определяемая растворением части выделившихся газов в воде. Используя ранее определенное значение УП и известные методы определения объема раствора, определяем величину объема усадки пробы в растворе и соответствующее ему значение приращения давления 4Ру. Известными методами определяем объем растворенных в растворе газов и соответствующее приращение давления ЛРр. Используя ранее написанную функциональную зависимость, находим величину совместного приращения значения давления от наличия газов в закрытых порах и от объема самих пор. Это, в свою очередь, дает возможность аналитическим путем определить газоносность и пористость породы. Изменение давления через штуцер 11 регистрируется моновакуумметром 21. После растворения пробы снимают прижим 13, вынимают лоток для пробы 12 и содержимое выливают. Внутреннюю полость промывают и опыт повторяют. Такое исполнение устройства позволяет исключить утечки газов из прибора и сделать независимым свободное пространство системы (пространство занятое в системе газами) от положения поршня со штоком 15 в цилиндрической полости 14, тем самым, достигается постоянство свободного пространства системы. Введение контейнера для пробы снимает ограничение на пространство для размещения пробы. Путем обработки статистических данных получены значения газоносности соляных пород Б опасных и неопасных по газодинамическим явлениям зонах пласта, что позволяет данные каждого опыта сравнивать с этими значениями и делать вывод о состоянии породы. Предлагаемое устройство позволяет оперативно осуществлять прогноз выбросоопасности зон соляных пород без остановки механизмов по выемке пород, что приводит к повышению эффективности ведения работ на калийных шахтах. Формула изобретения Устройство для определения газоносности проб выбросоопасной соли, включающее корпус, промежуточную перфорированную перегородку, лоток для размещения пробы, прижимной элемент, цилиндрическую полость, поршень со штоком, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров для определения газоносности, устройство снабжено контейнером с отверстием для моновакуумметра и крыщкой с уплотнением, который трубкой с краном соединен с корпусом, при этом корпус снабжен отверстием для подключения моновакуумметра, а цилиндрическая полость снабжена прямым и обратным клапанами, соединенными трубками с четырехходовым краном в единую систему, при этом система через отверстия в крышке корпуса сообщена с его внутренним пространством. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Медведев И. И., Полянина Г. Д. Газовыделения на калийных рудниках. М., «Недра, 1974, с. 31-32. 2.Авторское свидетельство СССР Я 829972, кл. Е 21 F 5/00, 1971.