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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) ((!) (5!)5 Е 21 F 7/00

ГОсудАРстВенный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841924/ОЗ (22) 22.06.90 (46) 15.06.92. Бюл, N 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений (72) ГЛ(.Карнзв, A,Я.Доровский, В.А,Мелехин и S.MÌâ(!þêaâöee (53) 622,817(088.8) (56) Инструкция по определению и прогнозу гаэоносности 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 угленосных отложений, а дегазационная установка — для их термовакуу»мной дегазации. . Недостатком этого способа является вероятность образования техногенных газов при длительном нагревании пробы до 8090 С и предварительного механического ее разрушения. К недостаткам относится и попадание воздуха в свободное пространства 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 oll. робовании 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 крь шкой 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. такие сосуды исключается попадание воздуха в их свободное пространство.

Недостатком этого способа является, во-первых, невозможность измельчения QT носительно крепких горных пород до фракции, при которой обеспечивается максимальное разрушение закрытых пор и извлечение из них газа при дегаэации, вовторых, вероятность новообразования дополнительных газовых компонентов (например, водорода) при дроблении пробы 4, ) на дробилке, а также за счет длительного нагревания пробы (60 — 90 С) при термовакуумной ее дегазации.

Цель изобретения — повышение зффек- Ый» тивности и полноты искусственной дегазации 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 пространство

1740693

10 корпусе 1 помещена проба 15. В качестве 20

55 герметического сосуда заполняется водой; разрушение пробы осуществляется в условиях ее герметичности безударным способом (статическим . давлением) с одновременным облучением пробы СВЧэнергией без применения длительной ее термообработки;

На чертеже изображено устройство для осуществления способа, Предложенное устройство содержит цилиндрический корпус I, 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 пружины 5, шайбы 7 и ввинчивающейся ручкл 6, Кроме того, в поршне имеются овальные отверстия 13 и шипы 14, В передатчика СВЧ-поля используется объемный резонатор, встроенный в поршень 8 в нижнем его конце.

Устройство работает следующим образо гл. 1звлеченный из колонковой трубы угольный 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 различные

11 О горные 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 овапьнь е отверстия 13 перемещается в верхнюю

40 часть стакана, в результате чего постоянно сохраняется контакт нижней части поршня

8 с монолитной частью пробы. Одновременно с облучением производят отсос газа с помощью дегазационной установки, в которой предварительно создают глубокий вакуум, В результате перепада давления газ из стакана переходит в измерительный сосуд дегазационной установки. При большом дебите метана (величина дебита зависит от гаэоносности горных пород) облучение периодически прекращается. Подобное действие осуществляют также при превышении температуры нагрева пробы 80 С, После полного разрушения пробы (поршень 8 опущен до низа стакана) поршень 8 поднимают в верхнее поло>кение, производят беспрерывный отсос газа. Облучение СВЧ-энергией разрушенной породной массы производят периодически для поддержания необходимого температурного режима (80 С), Дегазацию заканчивают, когда за 1 ч откачивается 10 — 15 см газа при остаточном з разрежении 5 — 10 мм рт.ст.

Использование предлагаемых способов извлечения газа из угольных и породных проб и устройства дпя его осуществления повышает достоверность результатов искусственной дегазации горных пород и обеспечивает практически полное извлечение из углей и пород сорбированного и свободно содержащегося в порах и трещинах газа, исключает образбвание. техногенных газов при дегазации углей и пород, а также сокращает время дегаэацил.

Широкое внедрение предлагаемого способа дает существенный зкономический эффект за счет повышения достоверности угпегазового опробования газоносных отложений и прогноза газообильнасти горных выработок на строящихся и действующих шахтах, Формула изобретения

1, Способ извлечения газа из угольных . и породных проб; включающий дробление пробы, 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 и с.я тем, что, с целью повышения достоверности результата извлечения углеводородных газов, исключения техногенного образования новых газообразных продуктов и увеличения скорости дегазации, пробу разрушают под слоем воды действием статического давления и од-, новременно облучают пробу СВЧ-энергией, 2, Устройство для извлечения газа из угольных и породных проб, включающее герметичный цилиндрический корпус.с верхней крышкой и штуцером для отвода газа, 1740693

Составитель И. Федяева

Редактор М, Келемеш . Техред М.Моргентал Корректор Q. Кравцова

Заказ 2064 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 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 чех5 лом, а по оси поршневого штока вмонтирован волновод СВЧ-излучателя.