Способ извлечения газа из угольных и породных проб и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 5)5 Е 21 Р 7 00 Е ИЗОБРЕТЕНИИДЕТЕЛ ЬСТВУ САН 1", 4 фФ; иф т.,АВТОРСК 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательскийгеологоразведочный институт угольных месторождений(56) Инструкция по определению и прогнозугазоносности угольных пластов и вмещающих пород при геологоразведочных работах. М,: Недра, 1977, с.32, 69. Изобретение относится к Горному делу и может быть использовано для извлечения газа из угольных и породных проб при газовом опробовании угольных месторождений,Известен способ извлечения газов из углей и пород с использованием герметичных сосудов и дегазационной устанОвки. Герметичные сосуды предназначены для герметизации проб. отобранных при газовом опробовании угленосиых отложений, а дегазационная установка - для их термовакуумной дегазации,Недостатком этого способа является вероятность образования техногенных газов при длительном нагревании пробы до 80- 90 С и предварительного механического ее разрушения. К недостаткам относится и попадание воздуха в свободное пространство сосуда в процессе отбора проб,Наиболее близким к изобретению является способ извлечения газов из угольных и породных проб с использованием метамических герметичных сосудов, При отборе в(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЗА ИЗ УГОЛЬНЫХ И ПОРОДНЫХ ПРОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57).Использование: извлечение газа из угольных и породных проб при газовом опробовании угольных углеводородных газов из проб. Пробу разрушают йод слоем воды действием статического давления и одновременно облучают пробу СВЧ-энергией, Устройство содержит цилиндрический корпус с верхней крьшкой и штуцером для отвода газа, Крышка выполнена в виде цилиндра с отверстием, в котором размещен поршневой шток с поршнем. Поршень снабжен шипами, прижимным устройством, По оси поршневого штока вмонтирован СВЧ-волновод, 2 с,п. Ф-лы, 1 ил. сосуды исключается попадание воздух свободное пространство.Недостатком этого способа является, й во-первых, невозможность измельчения относительно крепких горных пород до фракции, при которой обеспечивается максимальное разрушение закрытых пор и извлечение из них газа при дегазации, вовторых, вероятность новообразования дополнительных газовых компонентов (например, водорода) при дроблении пробы О на дробилке, а также за счет длительного нагревания пробы (60 - 90 С) при термовакуумной ее дегазации.Цель изобретения - повышение эффективности и полноты искусственной дегаза- а ции угольных (породных) проб, предотвращения техногенного образования новых газообразных продуктов за счет разрушения проб, путем воздействия на нее статическим давлением и СВЧ-энергией.Поставленная цель достигается тем, что при отборе пробы свободное пространство10 корпусе 1 помещена проба 15. В качестве 20 50 55 герметического сосуда заполняется водой; разрушение пробы осуществляется в условиях ее герметичности безударным способом (статическим . давлением) с одновременным облучением пробы СВЧ- энергией без применения длительной ее термообработки; На чертеже изображено устройство для осуществления способа, Предложенное устройство содержит цилиндрический корпус 1, штуцер 2, на который надета резиновая трубка 3 с зажимом, крышку 4, прокладку 12, болты 11, поршень 8, волновод СВЧ-излучателя 9, гибкий гофрированный герметиэирующий чехол 10 и.пружинное устройство, которое состоит из поужины 5, шайбы 7 и ввинчивающейся ручки 6, Кроме того, в поршне имеются овальные отверстия 13 и шипы 14, В передатчика СВЧ-поля используется обаемный резонатор, встроенный в поршень 8 в нижнем его конце.Устройство работает следующим образогл.извлеченный из колонковой трубы угол ный или породный керн или образец из забоя помещают в корпус 1 герметического сосуда, заливают свободное пространство водой, накрывают крышкой 4 с прокладкой 12 и герметизируют с помощью болтов 11, Гибкий гофрированный чехол 10 обеспечивает герметичность поршневого штока,В лабораторных. условиях осуществляется извлечение свободно выделившегося газа из стакана пр известной методике, После этого перекрывают зажим на трубке 3 и производят разрушение пробы, для чего вращением ручки 6 опускают поршень 8 и создают статическое давление на пробу, Волновод 9 соединяют с СВЧ-генератором.Через штуцер 2, трубку 3 герметичный сосуд с пробой подсоединяют к дегазационной установке, служащей дпя отсоса газа из герметического сосуда, Затем включают СВЧгенератор и облучают пробу СВЧ-энергией с частотами 3,96 и 2,3 Гц, На различные0горные породы резонатор настраивают поршнем 8, перемещаемым ручкой 6 (настраивать резонатор можно и изменением частоты генератора).Проба разрушается под действием статического давления (шипы 14 раскапывают породный монолит) и СВЧ-энергией, соэдающей интенсивное трещинообразование, Окончательное раэрыхление пробы до штыбообразного состояния производят пугем опускания поршня 8 с помощью ручки 6. Размельченная горная порода через овальные отверстия 13 перемещается в верхнюю 25 30 35 40 часть стакана, в результате чего постоянносохраняется контакт нижней части поршня8 с монолитной частью пробы. Одновременно с облучением производят отсос газа спомощью дегазационной установки, в которой предварительно создают глубокий вакуум, В результате перепада давления газ изстакана переходит в измерительный сосуддегазационной установки. При большом дебите метана (величина дебита зависит отгаэоносности горных пород) облучение периодически прекращается. Подобное действие осуществляют также при превышениитемпературы нагрева пробы 80 С, Послеполного разрушения пробы (поршень 8 опущен до низа стакана) поршень 8 поднимаютв верхнее положение, производят беспрерывный отсос газа. Облучение СВЧ-энергией разрушенной породной массыпроизводят периодически для поддержаниянеобходимого температурного режима(80 С), Дегазацию заканчивают, когда за 1 чоткачивается 10 - 15 см газа при остаточномзразрежении 5 - 10 мм рт,ст,Использование предлагаемых способовизвлечения газа из угольных и породныхпроб и устройства дпя его осуществленияповышает достоверность результатов искусственной дегазации горных пород иобеспечивает практически полное извлечение из углей и пород сорбированного и свободно содержащегося в порах и трещинахгаза, исключает образование техногенныхгазов пои дегазации углей и пород, а такжесокращает время дегаэацил.Широкое внедрение предлагаемогоспособа дает существенный зкономическийэффект за счет повышения достоверностиугпегазового опробования газоносных отложений и прогноза газообильнасти горныхвыработок на строящихся и действующихшахтах,.Формула изобретения1, Способ извлечения газа из угольных .и породных проб; включающий дроблениепробы, помещение пробы в сосуд, заполнение свободного пространства водой, герме-тизацию сосуда и извлечение газа иэ пробы,.о т л и ч а ю щ и й с.я тем, что, с цельюповышения достоверности результата извлечения углеводородных газов, исключениятехногенного образования новых газообразных продуктов и увеличения скоростидегазации, пробу разрушают под слоем воды действием статического давления и од-,новременно облучают пробу СВЧ-энергией,2, Устройство для извлечения газа изугольных и породных проб, включающеегерметичный цилиндрический корпус.с верхней крышкой и штуцером для отвода газа,1740693 тавител И. Ф гента а Сос ь едяевРедактор М, Келемеш . Техред М.Мор л Корректор О, Кравцова аказ 2064 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено штоком и СВЧ-излучателем, при этом крышка выполнена в виде цилиндра с осевым отверстием, в котором размещен поршневой шток, при этом нижняя часть. штока, выходящая в цилиндрический герметичный корпус, снабжена поршнем с шипами и отверстиями, а верхняя часть штока снабжена пружиной и поджимающим винтовым приспособлением,закрытым герметичным чех лом, а по оси поршневого штокавмонтирован волновод СВЧ-излучателя.