Герметизатор шпуров для контроля газоносности угольных пластов

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при герметизации шпуров для оценки газоносности метаноносных угольных пластов и контроля газовыделения в горные выработки. Техническим результатом является обеспечение удобства при выполнении монтажа герметизатора в шпуре в стесненных условиях горных выработок. Герметизатор шпуров для контроля газоносности угольных пластов содержит уплотнительный элемент, выполненный в виде жесткого трубчатого корпуса с концевыми ниппельными опорами и упругой манжетой, надетой на корпус. Причем манжета закреплена на корпусе в его концевых ниппельных опорах посредством бандажа. Кроме того, герметизатор содержит ограничительный элемент, укрепленный на забойном конце уплотнительного элемента, средство досылки герметизатора в шпур, контрольно-измерительный узел, систему подачи воздуха с воздухоподводящими трубками и две дополнительные ниппельные опоры. При этом герметизатор дополнительно снабжен упругой втулкой, пресс-шайбой и пуансоном. Причем жесткий трубчатый корпус выполнен в виде отдельных трубчатых элементов, соединяемых между собой резьбовым соединением. А перед ниппельной опорой первого трубчатого элемента уставлена упругая втулка и пресс-шайба, поджатая пуансоном, установленным на резьбовом соединении с внешней стороны первого трубчатого элемента. Кроме того, воздухоподводящие трубки выполнены, проходящими через ниппельные опоры, а упругая манжета дополнительно закреплена на упругой втулке. 1 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при герметизации шпуров для оценки газоносности метаноносных угольных пластов и контроля газовыделения в горные выработки.

Известен пневматический пакер, включающий трубчатый корпус, резиновые манжеты и перфорированный ограничительный элемент.(См. Приборы, аппаратура и оборудование для прогноза и борьбы с внезапными выбросами угля и газа. Каталог-справочник. - М., - 1970. - С.17-18.)

Недостатками данного устройства являются, во-первых, низкая надежность в эксплуатации и, во-вторых, неудобство при выполнении монтажа герметизатора в шпуре в стесненных условиях горных выработок из-за жестких габаритов трубчатого корпуса.

Известен также герметизатор шпуров или скважин для контроля газовыделений, включающий уплотнительный элемент, выполненный в виде жесткого трубчатого корпуса с концевыми ниппельными опорами и упругой манжеты, надетой на корпус, закрепленной на его концевых ниппельных опорах посредством бандажа и образующей с корпусом кольцевую камеру, ограничительный элемент, выполненный в виде колпака, укрепленного на забойном конце уплотнительного элемента, средство досылки герметизатора в шпур или скважину, контрольно-измерительный узел, систему подачи воздуха в соединительные трубопроводы. (А.с. СССР №544754, кл. E21F 5/00, 1970.)

Недостатками этого устройства также являются низкая надежность в эксплуатации и неудобство при выполнении монтажа герметизатора в шпуре в стесненных условиях горных выработок из-за жестких габаритов уплотнительного элемента.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является герметизатор шпуров или скважин для контроля газовыделения, включающий уплотнительный элемент, выполненный в виде жесткого трубчатого корпуса с концевыми ниппельными опорами и упругой манжеты, надетой на корпус, закрепленной на корпусе в его концевых ниппельных опорах посредством бандажа и образующей с корпусом кольцевую камеру, ограничительный элемент, укрепленного на забойном конце уплотнительного элемента, средство досылки герметизатора в шпур, контрольно-измерительный узел и систему подачи воздуха, при этом для повышения эксплуатационной надежности герметизатора за счет секционного разделения кольцевой камеры уплотнительный элемент герметизатора снабжен дополнительной воздухоподводящей трубкой, а трубчатый корпус уплотнительного элемента в средней своей части выполнен с отверстием для подвода воздухоподводящей трубки и двумя дополнительными ниппельными опорами, расположенными симметрично относительно этого отверстия для подвода воздухоподводящей трубки, при этом колпак выполнен перфорированным и глухим со стороны забоя шпура. (А.с. СССР №787677, кл. E21F 5/00. Опубликовано 15.12.1980. Бюллетень №46.)

Недостатком этого устройства также является неудобство при выполнении монтажа герметизатора в шпуре в стесненных условиях горных выработок из-за жестких габаритов уплотнительного элемента.

Задача изобретения заключается в обеспечении удобства при выполнении монтажа герметизатора в шпуре в стесненных условиях горных выработок.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном устройстве для герметизации шпуров, включающем уплотнительный элемент, выполненный в виде жесткого трубчатого корпуса с концевыми ниппельными опорами и упругой манжеты, надетой на корпус, закрепленной на корпусе в его концевых ниппельных опорах посредством бандажа и образующей с корпусом кольцевую камеру, ограничительный элемент, укрепленный на забойном конце уплотнительного элемента, средство досылки герметизатора в шпур, контрольно-измерительный узел, систему подачи воздуха, воздухоподводящие трубки, две дополнительные ниппельные опоры, для обеспечения удобства при выполнении монтажа герметизатора в шпуре в стесненных условиях горных выработок, дополнительно введены упругая втулка, пресс-шайба и пуансон, причем жесткий трубчатый корпус выполнен в виде отдельных трубчатых элементов, соединяемых между собой резьбовым соединением, а перед ниппельной опорой первого трубчатого элемента уставлена упругая втулка и пресс-шайба, поджатая пуансоном, установленным на резьбовом соединении с внешней стороны первого трубчатого элемента, воздухоподводящие трубки выполнены проходящими через ниппельные опоры, а упругая манжета дополнительно закреплена на упругой втулке.

Предлагаемое устройство представлено на чертеже 1.

Герметизатор шпуров для контроля газоносности угольных пластов состоит из кольцевой камеры 1, внутри которой размещен ограничительный элемент 2, уплотнительного элемента 6, связанного со средством досылки герметизатора 3, контрольно-измерительного узла 4, вход которого связан с уплотнительным элементом 6, и системой подачи сжатого воздуха 5, входы которой связаны с воздухоподводящими трубками 14 и 15. Части устройства, соединенные между собой посредством резьбовых и бандажных соединений, образуют единую конструкцию герметизатора. Уплотнительный элемент 6 представляет собой жесткий трубчатый корпус, состоящий из трубчатых элементов на резьбовых соединениях с ниппельной опорой 7 на последнем трубчатом элементе и ниппельной опорой 8 на первом трубчатом элементе жесткого трубчатого корпуса. На жесткий трубчатый корпус надета упругая манжета 9, закрепленная на первой и второй ниппельных опорах 7 и 8, а также дополнительные ниппельные опоры 11 посредством бандажей 12. На последнем трубчатом элементе установлен ограничительный элемент 13 с перфорированными отверстиями. Первая воздухоподводящая трубка 14 закреплена на ниппельной опоре 8, а вторая воздухоподводящая трубка 15 проходит через ниппельную опору 8, дополнительные ниппельные опоры 10, 11, на которой закреплены перфорированные штуцеры 16. С внешней стороны ниппельной опоры 8 установлена упругая втулка 17, к которой примыкает пресс-шайба 18, контактирующая пуансоном 19.

Устройство работает следующим образом.

Герметизатор помещают в шпур с помощью средства досылки герметизатора до упора перфорированным ограничительным элементом в забой шпура, образуя замерную камеру шпура заданной длины. Вращением пуансона 19, находящегося на резьбе первого трубчатого элемента, создают давление на пресс-шайбу 18, сжимающую упругую втулку 17, которая, увеличиваясь в диаметре, плотно прижимает концевую часть упругой манжеты 9 к стенке шпура, обеспечивая надежную герметизацию устья шпура. Затем по воздухоподводящим трубкам 14 и 15 в кольцевую камеру 1, образованную упругой манжетой 9 и ниппельными опорами 7, 8, 10 и 11, подают сжатый воздух. При этом упругая манжета 9 плотно, по все длине, прижимается к стенкам шпура, надежно герметизируя замерную камеру шпура. Газ, выделяющийся из стенок замерной камеры шпура, проходит через перфорированные отверстия ограничительного элемента 2 во внутреннюю полость уплотнительного элемента 6 и к контрольно-измерительному узлу 4. При разгерметизации шпура сжатый воздух из камеры герметизации сбрасывают через воздухоподводящие трубки 14 и 15 в атмосферу. Упругая манжета 9 приходит в исходное состояние и герметизатор вынимают из шпура.

Наличие коротких трубчатых элементов, которые по мере сборки формируют уплотнительный элемент заданной длины, обеспечивает удобство при выполнении монтажа герметизатора в шпуре в стесненных условиях горных выработок. Использование предлагаемого герметизатора позволит осуществлять мониторинг газоносности угольного пласта на различных стадиях его разработки.

Герметизатор шпуров для контроля газоносности угольных пластов, включающий уплотнительный элемент, выполненный в виде жесткого трубчатого корпуса с концевыми ниппельными опорами и упругой манжеты, надетой на корпус, закрепленной на корпусе в его концевых ниппельных опорах посредством бандажа и образующей с корпусом кольцевую камеру, ограничительный элемент, укрепленный на забойном конце уплотнительного элемента, средство досылки герметизатора в шпур, контрольно-измерительный узел, систему подачи воздуха, воздухоподводящие трубки, две дополнительные ниппельные опоры, отличающийся тем, что в нем дополнительно введены упругая втулка, пресс-шайба и пуансон, причем жесткий трубчатый корпус выполнен в виде отдельных трубчатых элементов, соединяемых между собой резьбовым соединением, а перед ниппельной опорой первого трубчатого элемента установлена упругая втулка и пресс-шайба, поджатая пуансоном, установленным на резьбовом соединении с внешней стороны первого трубчатого элемента, воздухоподводящие трубки выполнены проходящими через ниппельные опоры, а упругая манжета дополнительно закреплена на упругой втулке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам контроля состава и параметров атмосферы угольных шахт, а именно к газовому анализу. Техническим результатом является повышение эффективности аэрогазового контроля в горных выработках угольных шахт за счет выполнения диагностики и выявления незаконных вмешательств в штатный режим работы систем аэрогазового контроля (АГК), а также реагирования на кратковременные пульсации концентраций метана, превышающих по амплитуде допустимые нормы.

Изобретение относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использовано для прогноза взрывоопасности метановоздушных смесей в шахтах.

Изобретение относится к области охраны труда и техники безопасности в угольной и других областях промышленности, связанных с загрязнением атмосферы (газа) твердыми частицами, и, в частности, к пылеизмерительным приборам - аспираторам воздуха.

Изобретение относится к отрасли горного дела и посвящено проблеме обеспечения безопасности проведения подготовительных горных выработок по газовому фактору. Техническим результатом является повышение эффективности способа определения метановой опасности подготовительных горных выработок, путем учета влияния на метановую опасность подготовительных горных выработок режима работы вентилятора местного проветривания, фильтрационных и диффузионных параметров переноса метана воздушной струей.

Изобретение относится к горному делу, а именно к области техники безопасности и профилактики эндогенных пожаров при подземной разработке угольных пластов, склонных к самовозгоранию.
Изобретение относится к горному делу, а именно к области предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей, и может быть использовано при разработке угольных месторождений подземным способом на всех этапах производства горных работ.

Изобретение относится к области исследования материалов путем определения их теплофизических свойств и предназначено для прогнозирования в лабораторных условиях эндогенной пожароопасности угольных шахтопластов при геологоразведочных разработках.

Изобретение относится к области обеспечения пожарной безопасности и взрывобезопасности, а именно к способам предотвращения воспламенения, взрыва и детонации водородо-воздушных смесей.
Изобретение относится к области защиты окружающей среды в железорудной, угольной, строительной, энергетической отраслях промышленности, а также при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог, может быть использовано для закрепления эрозионно опасных пылящих поверхностей полиминерального состава в хвостохранилищах, золоотвалах, на отвалах горных пород, а также на радиоактивно загрязненных территориях и обочинах автомобильных дорог.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано, например, для изоляции горных выработок при разработке месторождений высоковязкой нефти и природных битумов термошахтным способом.

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для установления категорий опасности шахт по метану. Техническим результатом является повышение безопасности ведения горных работ по газовому фактору за счет повышения точности прогноза метаноопасности шахт по показателям содержания метана в угольных пластах по числовым значениям абсолютной метанообильности очистных выработок. Способ прогноза метаноопасности шахты включает определение расхода метана из источников его выделения на выемочных участках шахты по метаноносности угольных пластов с учетом расстояний между разрабатываемым и сближенными угольными пластами и остаточной метаноносности отбитого в забое угля. Кроме того, определяют также производительность угледобывающей техники, степень естественной дегазации разрабатываемого и сближенных пластов угля, и абсолютное метановыделение на выемочных участках шахты, по максимальной величине которого устанавливают категорию опасности шахты по метану.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при текущем прогнозе выбросоопасности угольных пластов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности определения выбросоопасных зон в угольных пластах. Предложен способ определения выбросоопасных зон в угольных шахтах, включающий поинтервальное бурение скважины в забое подготовительной выработки, измерение на каждом интервале выхода буровой мелочи и начальной скорости газовыделения и определение возможности существования в угольном пласте твердых растворов природного газа по типу газовых гидратов. После чего в пробуренной скважине измеряют удельное электросопротивление угольного пласта и строят график зависимости удельного электросопротивления угольного пласта от расстояния вдоль оси скважины, с помощью которого определяют ширину зоны угольного пласта, содержащей твердый раствор природного газа по типу газовых гидратов. Далее определяют показатель выбросоопасности Rn с учетом ширины зоны угольного пласта, содержащей твердый раствор природного газа по типу газовых гидратов, и естественной влажности угольного пласта. При этом на исследуемом участке угольного пласта на расстоянии 0,75÷1,25 м от первой скважины бурят вторую скважину. После чего определяют скорость упругих волн в массиве между скважинами, для чего помещают в обе скважины пьезодатчики, которые перемещают с шагом 0,15÷0,25 м одновременно в обеих скважинах. Причем участки угольного пласта, на которых удельное электросопротивление больше в 50÷100 раз удельного электросопротивления соседних участков, содержат твердый раствор природного газа по типу газовых гидратов, если скорость упругих волн в них составляет порядка 2,0÷2,5 км/с. 4 ил.
Изобретение относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использовано для прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах и газоопасных рудниках. Техническим результатом является повышение достоверности прогнозирования риска взрывов метана и пыли в шахтах в случае снижения параметров проветривания действующих выемочных участков. Предложен способ прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах, включающий экспериментальное определение интенсивности метано- и пылевыделения на выемочном участке, измерение расхода воздуха и концентрации метана в нем и запыленности рудничного воздуха, определение температуры воспламенения метана и пыли и частоты аварийных ситуаций. При этом расход воздуха и концентрации метана в рудничной атмосфере измеряют в процессе снижения параметров проветривания участка. По данным измерения устанавливают динамику снижения расхода воздуха и роста концентрации метана до ее взрывоопасной величины в смеси с воздухом. Кроме того, температуру воспламенения метана и пыли определяют на глубине ведения горных работ при фактических давлении и влажности воздуха, а риск взрыва метанопылевоздушной смеси устанавливают произведением частот аварийных ситуаций по расходу воздуха, содержанию метана и пыли.

Способ относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использован для прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля. Техническим результатом является повышение достоверности прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей. Предложен способ прогноза взрывоопасности метановоздушных смесей при разрушении угля, включающий определение метаноносности угольного массива, выхода количества летучих веществ, микрокомпонентов петрографического состава угля и минеральных в нем примесей, измерение удельного пылеподавления и установление критерия взрываемости пыли. При этом в угольных пластах шахтного поля выделяют участки с включениями пирита, определяют метаноносность угольного массива, выхода летучих веществ и содержание тонкодисперсной пыли пирита, материнской пыли в порах угля и объемов свободных угольных частиц пыли, способных при разрушении угля переходить во взвешенное состояние в рудничном воздухе. Устанавливают количественную связь между метаноносностью угольного массива и удельным пылевыделением в зоне разрушения угля исполнительным органом машины. Кроме того, предложенный способ предусматривает определение в зоне разрушения угля концентрации метана и содержания тонкодисперсной пыли пирита, при термическом разложении которого выделяется сероводород, снижающий температуру воспламенения метанопылевоздушных смесей, а также установление количественной связи между критерием взрываемости пыли и петрографическими разностями угольного пласта. 2 з.п. ф-лы
Изобретение относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной и рудной, и может быть использовано для прогноза риска взрывов гибридных смесей в шахтах и газоопасных рудниках. Техническим результатом является повышение надежности прогноза за счет учета динамики снижения расхода воздуха и роста концентрации газов. Предложенный способ включает экспериментальное определение интенсивности выделения взрывоопасных газов в горные выработки, измерение расхода воздуха и концентрации газов в рудничной атмосфере и температуры их воспламенения. При этом измерение расхода воздуха и концентрации газов в нем осуществляют в процессе снижения параметров проветривания выработки и устанавливают динамику снижения расхода воздуха и роста концентрации газов, составляющих гибридную смесь. Кроме того, за температуру воспламенения принимают величину, присущую компоненте гибридной смеси с наименьшей температурой воспламенения, а риск взрыва гибридной смеси определяют произведением частот аварийных ситуаций по расходу воздуха и содержанию компоненты гибридной смеси с наименьшей температурой воспламенения. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания глубоких карьеров и эффективной очистки выдаваемого из рабочей зоны воздуха. Технический результат заключается в создании эффективной установки для всасывания и очистки больших объемов запыленного воздуха, требуемого для проветривания карьера, путем организации направленного воздушного потока с выводом его на поверхность. В установке для очистки воздуха (1) от пыли, содержащей корпус (14), узел подвода запыленного воздуха (1) и циклонную камеру (9) с коническим днищем, узел подвода установлен на вращающейся платформе (15) и включает расположенные по окружности воздуховоды (2), снабженые нагнетательными вентиляторами (3) и соединенные с кольцевыми каналами (7), которые сообщаются с циклонной камерой (9) и снабжены соплами (8) для подачи нагнетаемого воздуха (1) по окружности в верхнюю часть циклонной камеры (9). Вентиляционная труба (10) размещена соосно над циклонной камерой (9), а под корпусом (14) установки расположена ходовая часть (16), при этом установка снабжена штоками (13) и направляющими (12), соединенными с верхней частью штоков (13) и всасывающей частью воздуховода (2), выполненного с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно штоков (13). Ходовая часть (16) выполнена в виде самоходного шасси. Циклонная камера (9) снабжена пылесборником (11). Внутри вентиляционной трубы (10) на заданном расстоянии от ее основания установлены один или несколько эжектирующих аппаратов (19), включающих конфузоры (17) и вентиляторы (18), 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к автоматизированной системе аэрогазового контроля в очистном забое шахты. Техническим результатом является минимизация опасности взрыва путем надежного выявления манипуляции с газовыми датчиками и предупреждения самовозгорания угля в забое. Автоматизированная система аэрогазового контроля и предотвращения взрыва в забое с устройством орошения выработки и добычной машиной содержит установленные на каждой секции крепи стационарные датчики температуры и установленное на добычной машине по меньшей мере одно комплексное измерительное устройство, включающее компактно размещенные в едином корпусе датчик метана, датчик температуры и датчик оксида углерода. При этом в программу каждого блока контроля и управления введена логика сравнения измерений установленного на добычной машине датчика температуры с измерениями стационарных датчиков температуры, для выдачи предупредительного сигнала при фиксации недостаточного совпадения указанных измерений. Кроме того, блоки контроля и управления снабжены радиомодулями для беспроводной связи с комплексным измерительным устройством и стационарными датчиками температуры. Комплексное измерительное устройство может содержать датчик оксида углерода, а блоки контроля и управления имеют возможность активации работы устройства орошения. На добычной машине могут быть размещены два комплексных измерительных устройства на максимально удаленных концах ее корпуса. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к повышению безопасности ведения горных работ. Технический результат достигается тем, что измерение относительного изменения радиационной температуры поверхности забоя пласта осуществляют дистанционно с расстояния 1,0-1,5 м через 3-5 м по длине лавы, при этом в каждой точке измерения к учету принимают среднее значение, полученное не менее чем в 30 циклах измерений, а границей защищенной зоны принимают расстояние от линии примыкания пласта к выработанному пространству до точки фиксации стабилизации значения радиационной температуры. В способе определения границ защищенных зон в лавах угольных пластов осуществляется дистанционное измерение относительного изменения радиационной температуры (интенсивности инфракрасного излучения) поверхности забоя пласта. Первый замер производится в точке на расстоянии 3-5 м от ниши или от штрека, последующие точки измерения располагаются на равном расстоянии через 3-5 м по длине лавы. В каждой точке измерения выполняется не менее 5 точечных замеров. После выполнения каждого цикла измерений для каждой точки в цикле рассчитываются средние значения. По средним значениям не менее чем 30 циклов измерений строится график относительного изменения радиационной температуры поверхности забоя пласта по длине лавы и фиксируется точка ее стабилизации, которая и является границей защищенной зоны. 1 ил.
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в выработках газообильных шахт. Техническим результатом является повышение достоверности прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в горных выработках пыли. Предложен способ прогноза взрывоопасности отложившейся пыли в газообильных шахтах, включающий определение в угле содержания летучих веществ и минеральных в нем примесей, измерение количества отложившейся в горной выработке пыли и установление нижнего предела ее взрываемости. При этом в угольном пласте выделяют участки с включениями пирита, а в процессе очистной выемки угля в выработке с исходящей вентиляционной струей измеряют расход воздуха, содержание в нем метана и сероводорода. По содержанию сероводорода, образующегося в процессе термического разложения пиритной пыли, устанавливают нижний предел взрываемости гибридной смеси.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к борьбе с взрывами горючих газов в горных выработках. Техническим результатом является повышение эффективности способа предотвращения взрывов горючих газов, а также снижение расхода пенообразующей жидкости. Предложен способ предотвращения взрывов горючих газов в шахтах, включающий изоляцию горных выработок с созданием в них взрывобезопасной концентрации горючих газов под избыточным давлением и прокладкой канала для транспортирования горной массы. Причем указанный канал заполняют пеной под давлением, превышающим давление горючего газа в горной выработке. При этом часть канала для транспортирования горной массы располагают горизонтально, причем под этой частью канала помещают емкость для стекания пенообразующей жидкости из разрушающейся пены, которую используют для повторного получения пены. 1 ил.
Наверх