Устройство для гидроперфорирования выбросоопасных пластов

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам предотвращения внезапных выбросов угля и газа при разработке метаноносных угольных пластов в зонах, опасных по газодинамическим явлениям. Технический результат - управляемое вымывание опережающих полостей в призабойном массиве выбросоопасного угольного пласта по информации об интенсивности газовыделения. Устройство для гидроперфорирования выбросоопасных пластов включает трубопроводный став с насадком, содержащим корпус с отверстием, формирователь с каналом, сообщенным с вакуумным манометром через отверстие в корпусе. Оно снабжено расположенным в насадке стволом, канал которого расположен концентрично относительно формирователя с каналом меньшего диаметра, и разделительной стенкой с автономным каналом, которая расположена внутри корпуса между торцом ствола и торцом корпуса и выполнена с каналами для сообщения полостей трубопроводного става и формирующей камеры, образованной между стволом и формирователем. Один торец формирователя расположен заподлицо с торцом ствола, а другой соединен с разделительной стенкой. Канал формирователя сообщен с вакуумным манометром через автономный канал разделительной стенки. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам предотвращения внезапных выбросов угля и газа при разработке метаноносных угольных пластов в зонах, опасных по газодинамическим явлениям.

Известны средства борьбы с внезапными выбросами, основанные на применении гидравлического вымывания опережающих полостей в угольном массиве с целью его дегазации (1).

Известен гидромониторный насадок, содержащий корпус, крышку, седло корпуса, к которому закреплены насадки с каналом большого диаметра и с каналом меньшего диаметра, при этом гидромониторный насадок соединен с трубопроводным ставом (2).

Недостатком известной конструкции является невозможность осуществления постоянного слежения за интенсивностью выделения газа в вымываемую полость из разрушаемого водяной струей массива угля. В результате отсутствия такого контроля из передовых полостей в выработку происходят внезапные выбросы газа и угля, приводящие к материальным и людским потерям.

Наиболее близким к предложенному является устройство для гидроперфорирования, включающее трубопроводный став с насадком, содержащим корпус с отверстием, формирователь с каналом, сообщенным с вакуумным манометром через отверстие в корпусе (3).

Недостатком является неполное обеспечение безопасности рабочих, находящихся в забое.

Целью изобретения является обеспечение безопасности рабочих, находящихся в забое выработки. Технический результат - управляемое вымывание опережающих полостей в призабойном массиве выбросоопасного угольного пласта по информации об интенсивности газовыделения.

Технический результат достигается тем, что устройство для гидроперфорирования выбросоопасных пластов, включающее трубопроводный став с насадком, содержащим корпус с отверстием, формирователь с каналом, сообщенным с вакуумным манометром через отверстие в корпусе, снабжено расположенным в насадке стволом, канал которого расположен концентрично относительно формирователя с каналом меньшего диаметра, и разделительной стенкой с автономным каналом, которая расположена внутри корпуса между торцом ствола и торцом корпуса и выполнена с каналами для сообщения полостей трубопроводного става и формирующей камеры, образованной между стволом и формирователем, при этом один торец формирователя расположен заподлицо с торцом ствола, а другой соединен с разделительной стенкой, причем канал формирователя сообщен с вакуумным манометром через автономный канал разделительной стенки.

Сравнение заявленного решения с прототипом позволило выявить отличительные признаки, что доказывает соответствие заявленной совокупности признаков критерию изобретения "новизна".

При поиске аналогов и прототипа не обнаружены технические решения, в которых бы содержались признаки, сходные с отличительными. Последнее доказывает соответствие заявленной совокупности признаков критерию изобретения "существенные отличия".

Устройство для гидроперфорирования выбросоопасных пластов состоит из насадка 1, соединенного с трубопроводом 2 и вакуумманометром 3. Насадок 1 состоит из корпуса 4, гайки 5, ствола 6, канал 7 которого расположен концентрично относительно формирователя 8. Внутри формирователя находится канал 9 малого диаметра. Торец формирователя 8 расположен заподлицо с торцом ствола 6. С другой стороны формирователь 8 соединен с разделительной стенкой 10, торцы которой расположены между торцом 11 ствола 6 и торцом 12 корпуса. В разделительной стенке 10 выполнен автономный канал 13, соединяющий канал 9 в формирователе с выходным отверстием 14 в корпусе насадка 4. В свою очередь отверстие 14 через переходник 15 соединяется с вакуум-манометром 3. Кроме того, в разделительной стенке 10 выполнены каналы 16 для пропуска воды из трубопроводного става 2 в формирующую камеру 17, образованную между стволом 6 и формирователем 8.

Для исключения попадания воды в зону разрежения, образованную в каналах 9,13,14 и далее в вакуум-манометре 3, между промежуточной стенкой 10 и торцами 11 и 12 расположены уплотнительные кольца 18. Гайка 5 соединяется с корпусом 4 резьбовым соединением.

В дальнейшем изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.2, и на фиг.4 изображено устройство в работе.

Устройство работает следующим образом. Насадок 1 в собранном виде (фиг. 1) подводится к забою выработки 19 для вымывания полостей 20 за счет высоконапорной струи 21, подаваемой по трубопроводному ставу 2. Известно, что при гидроперфорировании выбросоопасных пластов наблюдается неуправляемый процесс выделения метана в передовую полость. Этот процесс может перейти во внезапный выброс большого количества метана, способного увеличить давление в полости. Конструкция насадка позволяет осуществлять постоянный контроль давления метана в вымываемой полости за счет измерения величины разрежения внутри струи воды. Действительно, в процессе истечения жидкости через канал 7 образуется конус разрежения 22. Объем конуса, а следовательно, и степень разрежения, при изменении внешнего давления изменяется. Как показали результаты опытно-промышленного опробования устройства в выбросоопасных зонах пласта "Мощного" на шахте "Комсомольская" ОАО "Воркута-уголь", уменьшение разрежения во время вымывания до 0,03 МПа является не опасным и работы можно продолжать. При дальнейшем уменьшении разрежения необходимо остановить продвижение гидромониторного насадка на забой или подать его назад. Возобновление работ производится при увеличении разрежения до 0,05 МПа.

Источники информации 1. А.с. СССР 1249171, М. Кл. Е 21 F 5/00, 1986.

2. А.с. СССР 953207, М.Кл. Е 21 С 45/00, 1982.

3. А.с. СССР 1490297, М.кл. Е 21 F 5/00, 30.06.1989.

Формула изобретения

Устройство для гидроперфорирования выбросоопасных пластов, включающее трубопроводный став с насадком, содержащим корпус с отверстием, формирователь с каналом, сообщенным с вакуумным манометром через отверстие в корпусе, отличающееся тем, что оно снабжено расположенным в насадке стволом, канал которого расположен концентрично относительно формирователя с каналом меньшего диаметра, и разделительной стенкой с автономным каналом, которая расположена внутри корпуса между торцом ствола и торцом корпуса и выполнена с каналами для сообщения полостей трубопроводного става и формирующей камеры, образованной между стволом и формирователем, при этом один торец формирователя расположен заподлицо с торцом ствола, а другой соединен с разделительной стенкой, причем канал формирователя сообщен с вакуумным манометром через автономный канал разделительной стенки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4