щиток контроля газовыделения с поверхности обнажения угольного пласта

Формула изобретения

Щиток для контроля газовыделения с поверхности обнажения угольного пласта, включающий приставную полость с центральным отверстием, соединенным с трубкой, подводящей газовую смесь к узлу контроля количества газовой смеси, отличающийся тем, что приставная полость выполнена круглой формы, на контактной поверхности с угольным пластом закреплен уплотнитель из упругого газонепроницаемого материала, через центральное отверстие в приставной полости пропущена жесткая трубка с неподвижной гайкой на внутренней части трубки, упругой втулкой, поджатой пресс-шайбой и подвижной гайкой, а с внешней стороны на трубку надет уплотнительный элемент, контактирующий с внешней поверхностью приставной полости, поджатый пресс-шайбой и подвижной гайкой, при этом в части трубки, находящейся между исследуемой поверхностью угольного пласта и приставной полостью, выполнен перфорационный элемент.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для мониторинга газовыделения с поверхности обнажения метаноносных угольных в горные выработки угольных шахт.

Известно устройство, представляющее собой герметичный киоск, выполняемый из кирпича или бутового камня, окружающий часть поверхности обнажения угольного пласта, с которой происходит суфлярное выделение метана, подсоединенный к трубе, отводящей газ в рудничную атмосферу или же на дневную поверхность (Бурчаков А.С., Мустель П.И., Ушаков К.З. Рудничная аэрология. - М., - Недра. - 10971. - С.25).

Данное устройство имеет следующие недостатки:

герметичный киоск не обеспечивает эффективной герметизации на контакте с поверхностью обнажения угольного пласта из-за неровностей и трещин, что приводит к частичному выходу метана из киоска;

герметичный киоск изолирует слишком большую площадь неровной поверхности, численное значение которой не удается определять достаточно точно;

в данном устройстве отсутствует узел контроля газовыделения, что не обеспечивает возможности контроля газовыделения.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является щиток для определения газовыделения с поверхности обнажения угольного пласта, включающий приставную полость прямоугольной формы с отверстием, соединенным с трубкой, подводящей газовую смесь к узлу контроля количества газовой смеси, выделяющегося в единицу времени, и концентрации метана в этой смеси (Колмаков В.А. Метановыделение и борьба с ним в шахтах. - М. - Недра. - 1981. - С.19).

Прототип имеет следующие недостатки:

данный щиток не обеспечивает эффективной герметизации на контакте с поверхностью обнажения угольного пласта из-за неровностей и трещин, а также из-за плохого примыкания к поверхности пласта в угловых частях щитка, что приводит к частичному выходу метана и снижению точности измерений;

рассматриваемое устройство трудно закреплять на исследуемой поверхности угольного пласта, так как в нем отсутствует узел крепления приставной полости к исследуемой поверхности, что также приводит к частичным потерям газа на линии контакта приставной полости с поверхностью угольного пласта и, как следствие, снижению точности измерений.

Задача изобретения заключается в повышении точности измерения количества газа, выделяющегося с исследуемой поверхности угольного пласта, за счет обеспечения плотного примыкания на линии контакта приставной полости с поверхностью пласта и устранения частичных потерь газа, поступающего под приставную полость.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном устройстве для определения газовыделения с поверхности обнажения угольного пласта, включающем приставную полость с центральным отверстием, соединенным с трубкой, подводящей газовую смесь к узлу контроля количества газовой смеси, для повышения точности измерения количества газа, выделяющегося с исследуемой поверхности угольного пласта, за счет обеспечения плотного примыкания на линии контакта приставной полости с поверхностью пласта и устранения частичных потерь газа, поступающего под приставную полость, приставная полость выполнена круглой формы, на контактной поверхности с угольным пластом закреплен уплотнитель из упругого газонепроницаемого материала, через центральное отверстие в приставной полости пропущена жесткая трубка с неподвижной гайкой на внутренней части трубки, упругой втулкой, поджатой пресс-шайбой и подвижной гайкой, а с внешней стороны на трубку надет уплотнительный элемент, контактирующий с внешней поверхностью приставной полости, поджатый пресс-шайбой и подвижной гайкой, при этом в части трубки, находящейся между исследуемой поверхностью угольного пласта и приставной полостью выполнен перфорационный элемент.

Предлагаемое устройство представлено на фиг.1.

Щиток для контроля газовыделения с поверхности обнажения угольного пласта состоит из приставной полости 1 с трубкой 2, связанной с узлом контроля количества газовой смеси 3, выделяющегося в единицу времени, и концентрации метана в этой смеси, уплотнителя из упругого газонепроницаемого материала 4, расположенного на конце приставной полости 1. На конце трубки 2 закреплена неподвижная гайка 5, впереди которой размещена упругая втулка 6 с пресс-шайбой 7 и подвижной гайкой 8. На трубке 2 впереди приставной полости 1 расположен уплотнительный элемент 9, поджатый пресс-шайбой 10 с подвижной гайкой 11. Внутри трубы 2 размещен перфорированный элемент 12.

Щиток для контроля газовыделения с поверхности обнажения угольного пласта работает следующим образом.

В шпур глубиной 15-20 см вставляют трубку 2 до упора в забой шпура неподвижной гайкой 5, таким образом, чтобы перфорированный элемент 12 трубки 2 оказался выше исследуемой поверхности пласта 13. Вращая подвижную гайку 8, перемещают вдоль оси трубки пресс-шайбу 7, которая сжимает упругую втулку 6. Упругая втулка 6 увеличивается в диаметре и надежно фиксирует трубку 2. На трубку 2 надевают приставную полость 1, затем уплотнительный элемент 9, пресс-шайбу 10. Вращая подвижную гайку 11, сжимают уплотнительный элемент 9 и уплотнитель 4 из упругого газонепроницаемого материала на контакте с угольным пластом 13, обеспечивают плотное примыкание на линии контакта приставной полости с поверхностью угольного пласта 13, устраняя частичные потери газа, поступающего под приставную полость. Газ 14, выделяющийся с исследуемой поверхности угольного пласта, поступает в перфорированный элемент 12 трубки 2, а затем к узлу контроля 3 количества газовой смеси, выделяющегося в единицу времени, и концентрации метана в этой смеси.

Круглая форма приставной полости 1 улучшает качество примыкания к поверхности угольного пласта 13. Наличие узла крепления трубки 2 в коротком шпуре позволяет существенно увеличить осевое давление на уплотнитель 4 из упругого газонепроницаемого материала, который надежно герметизирует внутреннее пространство под приставной полостью 1. Это позволяет решить задачу изобретения и повысить точность измерения количества газа, выделяющегося с исследуемой поверхности угольного пласта, устранив частичные потери газа на линии контакта приставной полости с угольным пластом.