Способ определения усадки соляной породы при растворении и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E21F5/00 G01N7/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при переработке соляных горных пород.

Известен способ определения выбросо- опасных зон калийного пласта, в котором уменьшение объема пробы в растворе по сравнению с объемом в кристалле используется в качестве критериальной величины для оценки выбросоопасности.

Недостатком данного способа является невысокая точность определения усадки соляной породы при растворении, так как не учитывается влияние температуры на объем растворителя в начальном периоде процесса растворения в приборе.

Известно устройство для определения газоносности породы, включающее корпус, промежуточное сетчатое дно, мерную емкость, поршень с уплотнением, шток, отверстие дл сообщения с внутреннем свободным пространством устройства, отверстие для подключения микроманометра,

балласт-опору для установки поворотного лотка.

К недостаткам этого устройства необходимо отнести низкую точность определения усадки соляной породы, так как это не позволяет контролировать изменение начального объема растворителя в результате теплообмена между корпусом прибора и растворителем.

Целью изобретения является повышение точности определения усадки соляной породы при растворении.

Поставленная цель достигается тем, что определяют объем пробы до растворения, измеряют исходную температуру растворителя, после окончания растворения доводят температуру в исследуемом объеме до исходной температуры растворителя, а усадку определяют по разности объемов пробы до и после растворения, устройство снабжено датчиком температуры/размещенным под сетчатым дном, нагревательным элементом

с/

С

к

S

:со

подсоединенным к сетчатому дну, блоком регулирования температуры, подсоединенным Y датчику температуры,

Предложенные способ и устройство исключают ошибки определения объемов твердой и жидкой фаз образца и тем самым повышают точность определения усадки соляных пород при растворении за счет регулирования и поддержания постоянной температуры растворителя,

На чертеже приведено устройство для осуа ствления способа.

Устройство содержит корпус 1, промежуточное перфорированное дно 2, мерную ёмкость 3, поршень 4 с уплотнением, шток 5, отверстие 6 для сообщения с внутренним свободным пространством устройства 9, отверстие 7 для подсоединения микроманометра, балласт-опору 8 с пазами 10 для установки поворотного лотка 11 с осью 12, Корпус 1 сверху имеет паз с уплотнением

14,на которое опирается крышка с выступом 13, Крышка 13 прижимается к корпусу 1 с помощью прижима, включающего скобу

15,закрепленную шарнирно на корпусе 1, и винт 16, опирающийся на крышку 13, В нижней части корпуса 1 имеется отверстие для слива раствора, которое закрыто пробкой 17. Внутри корпуса 1 под промежуточным перфорированным дном 2 установлен датчик 18 температуры. Выход датчика 18 подключен посредством кабеля 19 к блоку 20 индикации температуры. Внутри промежуточного дна 2 вмонтирован нагревательный элемент 21, реализованный, например, путем запрессовки нихромовой проволоки в корпус промежуточного дна, связанный с источником 22 питания, который составляет с блоком индикации блок регулирования температуры.

Датчик температуры может быть выполнен в виде термопары на основе хромель- копелевого сплава.

Берется образец соляной породы, из которого получают пробы. Затем в устройство с известным внутренним объемом V помещают известный объем растворителя и регистрируют его температуру t, при этом поршень 4 находитря в исходном положении, крышка 13 открыта и вместо пробки 7 установлен микроманометр (не показан), Стакан 1 закрывают крышкой J3 и герметизируют путем прижатия уплотнения 14 винтом 16 посредством скобы 15, закрепленной шарнирно на корпусе стакана 1. С помощью штока 5 перемещают поршень 4 в поршневой полости 3 и создают в стакане 1 избыточное давление Д Р, например 0,1 МПа, которое принимается постоянным для денного опыта. Данным давлению и объему воздуха в стакане над растворителем будет соответствовать ход поршня 4 Д|. Далее поршень 4 возвращают в исходное положение, открывают крышку 13, извлекают лоток 11,

в него помещают пробу измельченной и взвешенной соляной породы, изготовленной из взятого образца, Лоток 11 устанавливают в положение Т, закрывают крышку 13 и герметизируют прибор, как в первом случае.

Так же создают в стакане избыточное давление ДР. Данным давлению и объему воздуха в стакане над раствором соответствует ход поршня ДН. По конструктивным данным прибора, значениям ДI и Д h определяют объем пробы в твердом состоянии ho известной формуле. Затем поршень возвращают в исходное положение, открывают крышку 13 и поворотом лотка 11 в положение JJ опускают пробу в растворитель, которая размещается на промежуточном сетчатом дне.

При растворении соляного компонента пробы породы происходит понижение температуры растворителя, поскольку растворение происходит с поглощением тепла. Моменту окончания растворения соответствует максимальное снижение температуры, которое регистрируется датчиком 18 и передается по кабелю 19 на блок 20 индикации

температуры. После этого проводят подогрев раствора до первоначальной температуры растворителя t и поддержание ее с помощью нагревательного элемента. Прибор закрывают крышкой 13, герметизируют

с помощью уплотнения 14 винтом-16 посредством скобы 15,закрепленной шарнирно на корпусе стакана 1. С помощью штока 5 перемещают поршень 4 в поршневой полости 3 и создают в стакане 1 избыточное

давление Д Р. Данным давлению и объему воздуха в стакане над раствором будет соответствовать ход поршня Д h. По известной формуле и численным значениям ДН и при температуре t определяют объем

пробы в растворе V01. Разница между объемом пробы в твердом состоянии V0 и объемом той же пробы в растворе V01 дает объем усадки пробы при растворении при заданной температуре t. Содержимое стакана выливают- и проводят новый опыт в той же последовательности.

Формула изобретения 1. Способ определения усадки соляной породы при растворении, включающий отбор и подготовку пробы, определение объе- ма пробы в твердом состоянии, растворение пробы и определение ее объема в растворе, определение усадки как разности объемов пробы до и после растворения, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности, измеряют первоначальную температуру растворителя до помещения в него пробы, а после окончании растворения пробы доводят температуру в исследуемом объ- еме до первоначальной температуры растворителя.

2. Устройство для определения усадки соляной породы при растворении, включающее заполненный растворителем корпус, размещенную сверху крышку с герметизирующим приспособлением, выполненную в верхней части корпуса камеру д/.я размеще0

5

ния исходной породы, подсоединенные к ней микроманометр и цилиндрическую по лость с поршнем, уплотнителем и штоком лоток с исследуемой породой, размещенный внутри камеры, промежуточное сетчатое дно, размещенное в корпусе ниже уровня растворителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено датчиком температуры, размещенным под сетчатым дном, нагревательным элементом, подсоединенным к сетчатому дну, блоком регулирования температуры,-подсоединенным к датчику температуры и к нагревателю.

Изобретение относится к горному делу, в частности к растворению соляных пород. и позволяет расширить функциональные возможности за счет определения усадки соляных пород при растворении. Цель достигается тем, что осуществляют изменение, контроль и регулировку температуры раствора в процессе растворения пробы и определение усадки по разности объектов. Устройство для осуществления способа включает дополнительно нагревательный элемент, встроенный в промежуточное перфорированное дно, и датчик температуры, расположенный под промежуточным дном 2 с п ф-лы, 1 ил.

16