Устройство для определения газопро-НицАЕМОСТи гОРНОгО МАССиВА Советский патент 1981 года по МПК E21F7/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ГОРНОГО МАССИВА

Изобретение относится к горному де лу и предназначено для определения газопроницаемости горных пород применительно к проблемам дегазации пла тов и борьбы с внезапными выбросами угля, породы и газа. Известно устройство для герметиза ци скважин, содержащее штуцер и гидроцилиндр, жестко соединенные между собой, поршень и центральную трубку, на которую свободно насажены ограничительные кольца. Между кольцами установлены резиновые уплотнители, Трубка одним концом соединена со шту цером, а другим - с ограничителем. На последнем укреплена эластичная насадка, выполненная в виде резиновой втулки р Недостатком данного устройства яв ется то, что в нем сжатие уплотнителей поршнем и подача пропускаемого газа зависимы друг от друга, и позто му это устройство не может быть применено для определения газопроницаемости горного массива при пропускЯнии газа под низким давлением. Известно устройство -для,определения газопроницаемости горных ПОрод, включающее корпус гидроцилиндра с установленным внутри него поршнем и штоком, неразъемную ось, вьшолненную 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 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 (толщи- .

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 за счет использования устройства для определения газопроницаемости слабых и трещиноватых горных пород.

Поставленная цель достигается тём что поршень, шток и ось выполнены в виде одной неразъемной детали, ось которой и ось канала для подачи газа совмещены, гидродиливдр имеет диаметр больший диаметра шпура для размещения его снаружи последнего, при.этом шток снабжен штангой, насаженной на него, гидроциливдр снабжен гайкой, жестко закреплённой 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.

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, служсццей для равномерного распределения газа, выходящего через концентрично расположенные отверстия

12в 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 последнего. Гайка 2 жестко скреплена на корпусе гидроцилиндра I со стороны противопоставленной штоку, а винт 3 возврата поршня жестко насажен на трубку 5 для подачи газа. Устройство имеет канал 14 для подачи рабочей жидкости под давлением в полость I5 гидроцилиндра.

Устройство работает следующим образом.

. После досылки герметизатора в шпур насосом по кналу 14 подается под давлением минеральное масло в полость 15j в результате чего днище гидроцилиндра 1 упирается в стенку устья шпура, а поршень 4 передвигается влево. При этом происходит сжатие уплотнителей , 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, уплоткителя 9, в силу упругости резины, расслабляются и прибор извлекается из шпура.

Устройства для определения газопройицаемостй горного массива может работать в шпурах глубиной 1-8 и 6dлее. . . . - Предлагаемое устройство, в отдичие от известного, позволит определять газопронциаемость слабых и трещиноватых горных пород различного напряженного состояния, при этом давление фильтрующегося газа охватывает широкий интервал наиболее часто всвдечающихся, достигающих 50 ат, давлений газа в пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа.

Такое конструктивное решение позволяет изготовить гидроцилиндр практически любого диаметра и тем самым создазт 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 газопроницаемости горного массива, включающее 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, отличающееся тем, что, с целью расш1фения диапазона применения за счет использования его для определения газопроницаемости слабых и трещиноватых горных пород, поршень, шток и ось выполнены в одной неразъемной детали, ось которой и ось канала для подачи газа совмещены, гидрощшиндр имеет диаметр, больший ff/r насоса.

диаметра шпура для размещения его снаружи последнего, при этом шток снабжен штангой, насаженной на него, гидроцилиндр снабжен гайкой, жестко закрепленной на корпусе гидродилиндра, со стороны противоположной штоку, и винтом возврата- поршня, жестко насаженным на трубку для подачи газа, а упорный элемент выполнен в виде

касадки с концентрично расположенными отверстиями для равномерного распределения газа, подаваемого в шпур.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2675071/22-03, кл. Е 21 кл. Е 21 Е 7/00. 1978. . 8 . 3W 15 ii , 12