Устройство для определения выбросоопасных зон угольного пласта Советский патент 1981 года по МПК E21F5/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ Ofil-i,. itiJIEi (ИЯ ВБ1БРОСООПАСНЫХ ЗОН УГОЛЬНОГЧ ПЛАСТА

1

Изобретение относится к горнопромыш ленности и может быть использовано для определения выбросоопасности угольного пласта.

Известно устройство для определения выбросоопасности угольных пластов, состоящее из оборудования для бурения контрольных шпуров, герметизатора шпуров и газового расходомера для определения скорости газовыделения, с помошьгс которой определяют выбросоопасность угольного пласта 1.

Недостатком данного устройства следует считать большую погрешность измерения начальной скорости газовыделения, что обуславливает низкую точность прогноза выбросоопасности, а также те значительные трудности, с которыми приходится сталкиваться при герметизации шпуров. Кроме того, с Г1омош,ью этого устройства практически невозможно произвести оценку противовыбросных мероприятий и оценку применяемой технологии ведения горных работ.

Известно также устройство для определения выбросоопасных зон угольного пласта, включающее средство разрушения угля, содержащее корпус и разрушающий орган, соединенное со средством измерения характеристик прочности угля, содержащее кор пус, измерительную пружину и механизм гря фической регистрации характеристик прочности угля. записывающее приспособление, диаграм% н ;о ленту, барабаны, лентопротя 1сный механизм 2.

Недостатком данного устройства является относительно невысокая точность измерения прочности угля.

Цель изобретения - повышение точности

10 определения характеристик прочности угля и установления выбросоопасных зон угольного пласта.

Поставленная цель достигается тем, что средство разрушения угля выполнено в виде ручного сверла, а корпус средства измерения характеристик прочности угля вьтолнен из двух частей, одна из которых (неподвижная) жестко закреплена на корпусе ручного сверла, а другая снабжена рукоятками и выполнена с возможностью возвратно-пос20 тупательного перемещения вдоль продольной оси устройства относительно неподвижной части, при этом средство измерения характеристик прочности угля выполнено с измерительной пружиной сжатия и снабжено дополнительной измерительной нружиной сжатия, с помощью которых подвижная часть средства измерения характеристик прочности угля соединена с ненодвижной частью. На чертеже представлено устройство для определения выбросоопасных зон угольного пласта, общий вид. Устройство состоит из ручного бурового сверла I, снабженного разрущающим органом, буровой щтапгой 2 с коронкой. Неподвижная часть 3 средства измерения характеристик прочности угля (динамографа) жес тко закреплена на корпусе сверла 1. Подвижная часть 4 динамографа соединена с неподвижной частью 3 через витые цилиндрические пружины 5 и 6 сжатия и может перемещаться относительно неподвижной части 3 в обе стороны вдоль продольного устройства оси. На подвижной части 4 закреплены две рукоятки 7, за которые держится бурильщик, и подвижная часть снабжена записывающим приспособлением 8, носредством которого осуществляется запись усилий подачи на диаграммную ленту, намотанную на расположенный внутри неподвижной части 3 барабан 9, приводимый во вращение лентопротяжным механизмом 10, также расположенным внутри неподвижной части 3. Устройство работает следуюп им образом. Включают буровое сверло 1 и начинают бурение щпура. При этом усилие подачи сверла передается от бурильщика через рукоятки 7 подвижной части 4 динамографа, а от нее через пружины 5 и 6 неподвижной части 3 и сверлу 1. Если бурильщик давит на рукоятки 7 от себя, то создает, так называемые, положительные усилия подачи, то подвижная часть 4 перемещается поступательно вдоль неподвижной части 3 вперед и сжимает пружину 5. Если бурильщик тянет рукоятки 7 к себе, т. е. создает отрицательные усилия подачи, то подвижная часть 4 перемещается относительно неподвижной части 3 назад и сжимает пружину 6. Таким образом, пружины 5 и 6 являются датчиками положительных и отрицательных усилий. Записывающее приспособление 8, расположенное на подвижной части 4, перемещается вместе с ней и вычерчивает на диаграммной ленте кривую усилий подачи сверла (динамограмму). Барабан с диаграммной лентой при этом вращается вокруг оси, совпадающей с осью бурового сверла 1. Лентопротяжный механизм обеспечивает равномерность движения ленты. Полученная динамограмма позволяет следующим образом судить о выбросоопасности угольного пласта. В зоне пласта, неопасной по внезапным выбросам, уголь является прочным. Горное давление и давление газа не могут его разрущить, и чтобы пробурить шпур, необходимо постоянно давить на систему динамограф-сверло, т. е. на динамохапизм, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения характеристик прочности угля и установления выбросоопасных зон угольного пласта, средство разрущения угля выполнено в виде ручного сверла, а корпус средства измерения характеристик прочности угля выполнен из двух частей, одна из которых (неподвижная) гра.мме будут записаны в основном поло-, жительные усилия. Зона пласта, подверженная внезапным выбросам, имеет низкую прочность и высокую тектоническую нарущенность угля. На некотором расстоянии от груди забоя выработки (1,5-2 м) гоное давление и давление газа активно разрущают массив, в том числе в виде микровыбросов угля и газа, щпур быстро заполняется разрущепны.м углем, который находится в уплотненном состоянии. Вращение витой щтанги 2 при этом приводит с одной стороны к транспортировке щтыба в сторону устья щпура, и с другой к появлению силы реакции, ориентированной в направлении бурения. Вращающаяся витая щтанга 2, отталкиваясь от штыба, движется вперед. Если скорость бурения будет значительной, то выход щтыба увеличится настолько, что буровой инструмент будет зажат и щпур окажется иедобуренным. Чтобы не допустить этого, бурильщик ограничивает скорость бурения, создавая отрицательные усилия подачи (он не давит на динамограф и сверло, а, наоборот, тянет их на себя). Увеличение глубины шпура при отрицательном усилии на буровой инстру.мент является характерным признаком того, что идет процесс разрушения угольного массива в результате действующих в нем сил. Это служит признаком выбросоопасности. Применение предлагаемого устройства по зволяет повысить точность показателей выбросоопасности для опасных и пеопас.ччях зон угольного пласта. Кроме того, применение данного устройства позволяет снизить затраты рабочего времени при определении выбросоопасных зон в призабойной части пласта за счет исключения операций гер.метизации щпура и замеров скоростей газовыделения и выхода бурового штыба из щпуров, что подтверждает хронометраж всех проводимых операций. Формула изобретения Устройство для определения выбросоопасных зон угольного пласта, включающее средство разрушения угля, содержащее корпус и разрущающий орган, соединенное со средством измерения характеристик прочности угля, содержащее корпус, измерительную пружину и механизм графической регистрации характеристик прочности угля, имеющего записывающее приспособление, диаграминую ленту, барабан, лентопротяжный межестко закреплена на корпусе ручного сверла, а другая снабжена рукоятками и выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси устройства относительно неподвижной части, при этом средство измерения характеристик прочности угля выполнено с измерительной пружиной сжатия и снабжено дополнительной измерительной пружиной сжатия, с помощью которых подвижная часть средства

измерения характеристик прочности угля соединена с неподвижной частью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 588389, кл. Е 21 F 5/00, 1974.

2.Барон Л. ,И. Определение свойств горных пород. М., Государственное научно-тех-. ническое изд-во лит-ры по горному делу, 1962, с. 293-294.

10 П , и 9 б .Гт.хх. , ХхХУХЧХЧЧучЧУч ,а/ лЛАлл| Y / / /y/7//77j j 7 7/ 7j