Устройство для определения газоносности полезного ископаемого в шахте

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пц 769025 Союз Советских Социалистических Республикпо делам иэобретеиий и открытии 5) Дата опубликов писания 07.10.(71) Заявитель С. Розанцев, Г. Я, Полевщиков, В, И, Лохов и Н, А. Вдовеносточный научно-исследовательский институт по безопасностработ в горной промышленности ВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОСТЗНОГО ИСКОПАЕМОГО В ШАХТЕ УСТРОЙ ПОИзобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к устройствам для измерения газоносности полезного ископаемого в шахте и можетбыть использовано для определения параметров и эффективности мер, направленных на снижение загазованности атмосферы горных выработок,Известно устройство для определениягазоносности угольного пласта в призабойной зоне, включающее корпус в форметрубы, на одном конце которого располагается герметизирующий элемент (пакер),а на другом - узел (сверло с лебедкой),обеспечивающий поступательно-вращательное движение расположенного в корпусе става буровых штанг с буровойкоронкой, и штыбоприемник, соединенныйс корпусом 1,Недостатком устройства является низкая 20точность измерения количества газа, выделяющегося из шнура, из-за необходимостиразгерметизации во время удлинения буровой штанги.Известно устройство для определения 25газоносности полезного ископаемого вшахте, включающее став буровых штангс породоразрушающим органом, и пустотелую трубу, размещенных коаксиальностава, улавливатель шлама с отводами, ЗО уплотнительныи эластичныи элемент, герметизатор буровых штанг и привод бурового става 21.К основным недостаткам устройства относится то, что уплотнительный элемент не перемещается вслед за буровой штангой, а остается постоянно у устья шпура при любой длине бурения, вследствие чего в штыбоприемную камеру и газоизмерительный прибор поступают не только необходимые для измерения выбуренный уголь и газ, получаемые с конкретного шпура, но и обрушивающий материал и выделяющийся газ со стенок ранее пробуренных интервалов. Эти дополнительные количества угля и газа представляют значительную величину, а точность измерения газоносности определенного слоя угольного массива резко снижается, и область применения данного устройства ограничивается зоной массива, сложенной достаточно устойчивыми и однородными породами.Цель изобретения - повышение точности измерения газоносности полезного ископаемого путем поинтервального измерения в процессе бурения.Это достигается тем, что устройство снабжено решеткой и втулкой с отбойным кольцом, при этом буровые штанги выполнены пустотелыми, а часть внешней поверх55 СО ности забойной штанги выполнена гладкой с упорным выступом, труба выполнена в виде перфорированного шнека, размещенного внутри става буровых штанг и торцом забойного конца, соединенного с решеткой, породоразрушающий орган выполнен в виде коронки с окнами, сообщающими призабойное пространство скважины с полостью става буровых штанг и соединенной с торцом забойной штанги, а уплотнительный элемент размещен на внешней поверхности втулки, свободно насаженной на гладкий конец забойной штанги между упорным выступом и буроВой коронкой,На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - узел 1 фиг, 1.Устройство включает став пустотелых буровых штанг 1 с буровой коронкой 2, имеющей окна (прорези), сообщающие призабойное пространство скважин, с полостью става буровых штанг и соединенной с торцом забойной штанги. Внешняя поверхность става снабжена шнеком 3, а внутри него расположена полая перфорированная труба 4 с внешним шнеком Э, предназначенным для транспортирования выбуренного угля в емкость, состоящую из накопителя 6 и штыбоприемника 7, горловина между которыми перекрывается клапаном 8, выполненным в виде пробки со штоком 9. Штыбоприемник 7 и накопитель 6 посредством штуцеров 10 и 11 соответственно соединяются с газоизмерительными приборами. На буровой штанге 1 помещен разделитель 12, выполненный в виде свободно насаженной на буровую штангу 1 металлической втулки 13 с отбойньм кольцом 14, уплотнительная часть внешней поверхности забойной штанги выполнена гладкой с упорным кольцевым выступом 15, который исключает перемещение разделителя 12 по буровой штанге 1, Торец перфорированной трубы 4 со стороны коронки 2 снабжен решеткой 16, предотвращающей попадание буровой мелочи и угля в трубу 4.Уплотнительный эластичный элемент 17 размещен на внешней поверхности втулки 13, свободно насаженной на гладкий конец забойной штанги между упорным кольцевым выступом 15 и буровой коронкой 2. Вращение и подача буровых штанг 1 и внутренней перфорированной трубы 4 осуществляется посредством сверла 18 с подающей лебедкой и редуктором 19, Для гашения роторного момента редуктор 18 закрепляют на раме 20, присоединенной одним концом к штыбоприемнику 7, а другим - к корпусу сверла 18.Устройство работает следующим образом.Вращательный момент и усилие подачи сверла 18 через редуктор 19 и став буро 5 1 О 15 20 25 зо 35 4 О 45 50 вых штанг 1 передается к буровой коронке 2, Одновременно через редуктор 19 вращательный момент передается внутренней перфорированной трубе 4, сообщая ей вращение в противоположную относительно става буровых штанг 1 сторону. Отбойное кольцо 14, имеющее диаметр, близкий диаметру буровой коронки 2, обеспечивает подачу всего выбуриваемого угля в полость става буровых штанг 1 через окна (прорези) в буровой коронке 2, откуда с помощью шнека 5 перемещается к штыбоприемнику 7. В области штыбоприемника став буровых штанг 1 имеет окна для выброса угля, который затем поступает в накопитель 6. Выделяющийся из выбуриваемого угля газ поступает через штуцер 11 к газо- измерительному прибору. Наличие разделителя 12 создает на пути движения газа к устью шпура повышенное сопротивление по сравнению с сопротивлением перфорированной трубы 4, что предотвращает утечки газа. Кроме того, у отбойного кольца 14 образуется подбор штыба, что также препятствует прохождению газа через зазор между стенками шпура и разделителем к устью шпура. Для предотвращения попадания в газоиз мерительную систему газа, выделяющегося из стенок ранее пробуренного интервала шпура, став буровых штанг 1 также имеет внешний шнек, зачищающий шпур по всей его длине, и тем самым, обеспечивающий минимальное сопротивление по сравнению с сопротивлением на участке разделителя 12, После окончания бурения интервал необходимой длины сверло 18 отключают, посредством штока 9 пробкой 8 перекрывают горловину накопителя 6, обеспечивая дальнейшее .измерение газовыделения.В случае необходимости определения поправки на количество газа, выделившегося через забой шпура в процессе бурения, к штуцеру 11 подключают газоизмерительный прибор и по характеру газовыделения через забой шпура после окончания бурения судят о газовыделении через него в процессе бурения. После окончания измерений накопитель 6 освобождают от выбуренного угля и при необходимости наращивают став буровых штанг 1 и перфорированную трубу 4 и бурят следующий интервал шпура.Преимущество изобретения заключается в том, что устройство позволяет с высокой точностью оперативно измерять газокинетические свойства угля непосредственно в натурных условиях и фактическую газопосность угольного массива в окрестностях гонной выработки, что дает возможность оценивать эффективность противовыбросных мероприятий по газовому фактору и обеспечивает высокую точность прогнозирования возможного газовыделения в выработку при разрушении угля, как в про769025 М 2 й. цессе технологических операций, так и пригазодинамических явлениях. формула изобретения5Устройство для определения газоносности полезного ископаемого в шахте, включающее став буровых штанг с породоразрушающим органом, трубу, размещенную коаксиально ставу, улавливатель шлама и 10 газа с отводами, уплотнительный эластичный элемент и привод бурового става, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения газоносности полезного ископаемого путем поинтерваль ного ее измерения в процессе бурения, устройство снабжено решеткой и втулкой с отбойным кольцом, при этом буровые штанги выполнены пустотелыми, а часть внешней поверхности забойной штанги вы полнена гладкой с упорным выступом, труба выполнена в виде перфорированного шнека, размещенного внутри става буровых штанг и торцом забойного конца, соединенного с решеткой, породоразрушающий орган выполнен в виде коронки с окнами, сообщающими приз абойное пространство скважины с полостью буровых штанг и соединенной с торцом забойной штанги, а уплотнительный эластичный элемент размещен на внешней поверхности втулки, свободно насаженной на гладкий конец забойной штанги между упорным выступом и буровой коронкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Недашковский И. В. Определение газоносности угольного пласта в призабойной зоне. - Уголь, 1972,12, с, 65 - 66,2. Авторское свидетельство СССР по заявке2428275/22-03, кл. Е 21 Г 7/00, 13 12 76 (прототип)