Устройство для определения газоносности породы Советский патент 1985 года по МПК E21F7/00 

Изобретение otHocHTCfl к горной промышленности и может быть использовано для определения газоносности горных пород. Известно устройство для определения газоносности соляных пород, состоящее из электроплитки, сосуда для растворения образцов, воронки для сбора газа, резинового шланга, крана тройника и мерной емкоети 1. Недостатками этого устройства являются невысокая точность из-за влияния паров раствора и утечек газа через отвод сосуда в атмосферу и невозможность его использования в шахтных условиях. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения газоносности породы, которое включает корпус, верхнюю крышку, цилиндрическую полость, поршень с уплотнением и штоком, лоток с крышкой, прижимное устройство и V -образный манометр 2. Недостатками известного устройства являются низкая точность измерений малых количеств газа, которая является следствием наличия в устройстве большого свободного объема, занятого воздухом, и сравни; тельная сложность устройства. Цель изобретения - повышение точности измерений малых количеств газа в прО: бе. Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения газоносности породы, включающее корпус с крышкой, цилиндрическую полость с поршнем, уплотнением и штоком и лоток для пробы, снабжено вкладышем, выполненным с окном и пазами и установленным в верхней части корпуса, при этом лоток размешен в окне вкладыша и жестко закреплен посредством оси, концы которой установлены в пазах вкладыша, причем ось смещена относительно центра тяжести лотка. На фиг. 1 показано устррйство с подклю:ченной на резьбе к корпусу цилиндрической полостью с поршнем, уплотнением и штоком, продольный разрез; на фиг. 2 - корпус с вкладышем, поперечный разрез; и размещение лотка в вертикальном отверстии. Устройство содержит корпус 1, сетчатое промежуточное дно 2, цилиндрическую полость 3 с поршнем, уплотнителем и штоком, отверстие 4 в корпусе для их подключения, отверстие 5 для подключения моновакуумметра, вкладыш 6 с окном 7 и пазами 8, ло ток 9, ось 10 лотка, крышку с радиальным выступом 11, радиальный паз с прокладкой 12, отверстие для слива 13 и прижимное устройство 14. Промежуточное сетчатое дно 2 размещается на опорном выступе и еще выше на втором опорном выступе размещается вкла дыш 6. В окне 7 размещается лоток для пробы 9 так, что в нормальном положении он опирается выступами своей оси 10 на соосные пазы 8 и корпусом лотка на стенку вкладыша 6 и может свободно поворачиваться в противоположную сторону на 90°. Для устойчивого положения лотка 9 в нормальном положении он размещается на оси 10 так, что между осью и продольной осью его центра тяжести образуется эксцентриситет. Когда лоток 9 свободно повернется на 90°, то между ним и стенкой вертикального отверстия сохраняется зазор, который должен быть не менее максимальных размеров фракций породы в пробе. В корпусе 1 имеется сквозное отверстие 4 для подключенной на резьбе цилиндрической полости 3, ас противоположной стороны - сквозное отверстие 5 для подключения моновакуумметра. Сверху корпус 1 герметично закрывается крышкой с радиальным выступом 11, который входит в радиальный паз q помещенной туда прокладкой 12 на корпусе Iи прижимается прижимным устройством 14. Снизу корпуса 1 имеется отверстие для слива, раствора с пробкой 13, выполненное заподлицо с дном корпуса. Объем лотка 9 выбирается равным объему пробы породы. Высота вкладыща 6 должна быть такой, чтобы лоток 9 при повороте на 90° проходил на минимальном расстоянии от крыщки IIи, будучи повернутым на 90°, своей нижней кромкой был на уровне нижнего основания вкладыша 6. Устройство работает следующим образом. Снимается крышка 11, извлекается лоток 9 и внутрь устройства заливается определенное количество жидкости, например воды. На лоток 9 укладывается определенное количество измельченной соляной породы с определенным размером фракций. Лоток 9 выступами оси 10 устанавливается в пазы 8 вкладыша 6 и опирается на стенку вкладыша , корпус 1 закрывается герметично .крышкой 11 с помощью прижимного устройства 14. Перемещением поршня с уплотнителем в цилиндрической полости 3 устанавливается заранее определенный объем свободного пространства прибора и корректируется положение нуля на моновакуумметре. Далее корпус прибора 1 слегка наклоняется в сторону, противоположную эксцентриситету осей, и встряхивается, что приводит к смещению породы в лотке 9, а следовательно, и общего центра тяжести. Лоток 9 опрокидывается, и проба высыпается в жидкость на промежуточное сетчатое дно 2. Проба растворяется, что вызывает изменение объема газа над поверхностью раствора вследствие наличия закрытых пор и микровключенных в породу газов. При растворении соляной породы в изолированном (замкнутом) от атмосферного влияния пространстве (стакане) наблюдается отклонение величины давления газовой смеси над поверхностью раствора от атмосферного давления. Величина этого отклонения регнстрируется моновакуумметром и в общем виде выражается функцией

дР f (д В- А Рп5.. АРу, ДРр ).. где ЛРр, ДРпз., ДРу. Рр - компоненты приращення давления, соответственно определяемые количеством газов в закрытых порах, объемом закрытых пор, усадкой объема соляной породы в растворе, объемом части растворенных газов, выделившихся из пробы.

Используя данную функцию и аналитико-экспериментальные приемы определения ЛРу и ДРр, можно получить величину совместного значения отклонения давления, вызванного остаточной газоносностью и соответствующей пористостью. Это в свою очередь дает возможность аналитическим путем определить газоносность и пористость породы. Изменение давления через отверстие 5 в корпусе 1 передается на моговакуумметр и регистрируется им. После растворения пробы открывают пробку 13 и раствор выливают. Затем снимают прижимное устройство 14, крышку 11 и лоток 9, ополаскивают при необходимости внутренний объем устройства и опыт повторяют. По окончании

работ устройство промывается и просушивается.

Путем обработки статистических данных получены значения газоносности соляных пород в опасных и неопасных по внезапным выбросам соли и газа зонах, что позволяет данные каждого опыта сравнить с этими значениями и сделать вывод о состоянии породы.

предлагаемое устройство позволяет более точно определять газоносность соляных пород и вести оперативный прогноз выбросоопасности. Данное устройство по сравнению с прототипом легче на и дешевле в изготовлении на 35%. Повышение точностн измерений по сравнению с прототипом достигается за счет уменьшения внутреннего свободного (занятого воздухом) пространства прибора.

Использование устройства в горной промышленности позволяет получить более точные данные о газоносности соляных пород, ввести контроль выбросоопасности соляных пород и рассчитать более рациональные параметры дренажного бурения в калийных шахтах.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОСТИ ПОРОДЫ, включающее корпус с крышкой, цилиндрическую полость с поршнем, уплотнителем и штоком и лоток для пробы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений малых количеств газа в пробе, устройство снабжено вкладышем, выполненным с окном и пазами и установленным в верхней части корпуса, при этом лоток размещен в окне вкладыша и жестко закреплен посредством оси, концы которой установлены в пазах вкладыша, причем ось смешена относительно центра тяжести лотка. (Л СП со о оо а

иг.2