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.

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.