Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 30.09.1975 73868 KI. 5 MKP E21f 5/00 CZYTELNIA Urzedu Patentowego hlskiil litczlpKjicI i| Lu ao* ej Twórcy wynalazku: Jan Borowski, Jerzy Molendowicz Uprawniony % patentu tymczasowego: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Przyrzad do okreslania zagrozenia wyrzutowego gazów kopalnianych PrzeAniotem wynalazku jest przyrzad przeznaczony do okreslania w podziemiach kopaln stopnia *agroze- nia wyrzutowego gazów w zlozach wegla, soli i iraoyoh mineralów lub sikal.Dotychczas jako kryterium dla oceny stopnia zagro¬ zenia wyrzutowego gazów kopalnianych powszechnie przyjmuje sie wskaznik nadcisnienia tych gazów w zlozu. W cehi okreslenda tego wskaznika w badanym zfo£u wierci sie otwory o dlugosci okolo 2 m, które nastepnie zamyka sie szczelnie za pomoca przyrzadu zwanego ,;apaMfeem Engkta" lub pfzyrzadu typu „Nowa Ruda" mierzy sie cisnienie w Itych otworach.Zasadnicza wada tych przyrzadów jest to, ze nie zapewniaja one calkowitej szczelnosci zamkniecia ba¬ danego otworu, wskutek czego uzyskiwane wskazniki sa znacznie nizsze od rzeczywistego cisnienia gazów panujacego w zlozu i pozostaja w róznych stosunkach do tegoz cisnienia. Poza tym przyrzady te, mierzac tylko cisnienie gazu w otworach, nie wykazuja zmiany zagrozenia wyrzutowego wraz ze zmiana stopnia na¬ sycenia zloza gazem. Szczególnie malo pnzydatne sa znane przyrzady w przypadku wyzszej chlonnosci ga¬ zowej zloza lub zmiany skladu chemicznego gazu jak, na przyklad przejscie ze strefy metanowej do strefy wzbogaconej w dwutlenek wegla. Dosc istotna wada znanych przyrzadów jest ich duza bezwladnosc i sto¬ sunkowo mala czulosc, uwarunkowane typami stoso¬ wanych manometrów. Znane sa równiez przypadki, zwlaszcza w zlozu zawodnionym, ze pomierzone apa¬ ratem Engleta cisnienie bylo faktycznie cisnieniem wody 10 15 20 30 zlozowej a nie gazu, co wplywa niekorzystnie na ocene stanu zagrozenia.Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych wad i niedogodnosci przez skonstatowanie przyrzadu okres? lajacego stan zagrozenia wyrzutowego gazu na pod¬ stawie pomiaru conajmniej dwóch chaialtferystycznych parametrów tego gazu.Cd ten zostal osiagniety za pomoca przyrzadu be¬ dacego przedmiotem niniejszego wynalazku. Istota tego przyrzadu zlozonego z sondy i rotametrów polega na tym, ze kilka rotametrów o róznym zakresie pomiaro¬ wym osadza sie we wspólnej obudowie i konce tych irotametrów laczy sie za pomoca koncówek elastycz¬ nych oraz zaworów odcinajacych z kolektorem. Kolek¬ tor z jednej stmony jest wyposazony w korek bez¬ pieczenstwa, a drugim koncem jest polaczony poprzez filtr i glowice rozdzielcza z sonda osadzona na okres¬ lonej glebokosci w otworze badawczym. Glowica roz¬ dzielcza jest zaopatrzona w manometr oraz w kurek spustowy. Poza tym na przewodzie laczacym rozdziel¬ cza glowice z filtrem jest zabudowany zawór. Taka wlasnie konstrukcja przyrzadu umozliwia dokladny po¬ miar predkosci wyplywu gazów z otworu oraz pomiar wzrostu cisnienia i to niezaleznie od ich jakosci i skla¬ du, a tylklo w zaleznosci od stopnia nasycenia zloza gazami i od wlasciwosci desorpcyjnych wegla.Dzieki zastosowaniu w przyrzadzie rotametrów o róznym zakresie pomiarowym uzyskano szeroki inter¬ wal pomiarów, poczawszy od najnizszych wyplywów rzedu kilkudziesieciu ml/min do wyplywów kilkudzie- 738687386* sieciu l/min, co bardzo dokladnie okresla stan zagro¬ zenia wyrzutowego £ punkitu kryterium gtaowego. Ptfzez pomiar predkosci wyplywu gazu za pomoca przyrzadu wedlug wynalazku uzyskano wskazniki reprezentujace wielkosci absolutne, które moga byc zastosowane do porównawczej oceny stopnia zagrozenia wyrzutowego róznych zlóz.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykla¬ dowym wykonaniu na rysuniku, na którym fig. 1 przed¬ stawia schemat ogólny przyrzadu, a fig. 2 — czesc pomiarowa w rzucie aksonlometrycznym.Jaik uwidoczniono na rysunku przyrzad wedlug wy¬ nalazku sklada sie z kilku fotometrów 1, z których kazdy ma inny zaikires pomiarowy, umieszczonych we wspólnej obudowie 2. Rotametry te u dolu sa pola- azone za pomoca elastycznych koncówek 3 i odcina- jacych zaworów 4 z kolektorem 5, którego jeden ko- niec jest zamkniety korkiem bezpieczenstwa 6. Drugi koniec tego kolektora jest polaczony elastycznym prze¬ wodem 7 poprzez filtr 8, zawór 9 i rozdzielcza glo¬ wice 10 z sonda 11. Poza tym rozdzielcza glowica 10 jest zaopatrzona w manometr 12 i w spustowy kurek 13. Natomiast sonda 11 jest polaczona drugim elastycz¬ nym przewodem 14, poprzez zawory 15 i rozdzielcza glowice 16, wyposazona w manometr 17, ze zródlem powietrza sprezonego lub cieczy.Pomiar predkosci wyplywu gazów z otworów wier¬ conych w zlozu za pomoca przyrzadu wedlug wynalaz¬ ku odbywa sie w,nastepujacy sposób. Po wywieirceniu i oczyszczeniu otworu ze zwiercin, umieszcza sie w nim sonde 11, iktóra rozpiera sie w tym otworze w odleglosci 0,5 m od jego dna. W tym celu za pomoca przewodu 14 poprzez zawory 15 i rozdzielcza glowice 16 do sondy 11 wtlacza sie powietrze sprezone lub ciecz pod cisnieniem. Cisnienie medium w sondzie 11 wskazywane przez manometr 17, utrzymuje sie na jed¬ nakowym poziomie przez caly czas pomiaru. Nastepnie w znormalizowanych odstepach czasu, na przyklad co 10 sek., dokonuje sie odczytu chwilowej predkosci wyplywów gazów na notometrze 1 ó odpowiednim za¬ kresie pomiarowym do natezemiia wyplywu. Po uplywie ustalonego czasu, za pomoca zaworu 9 odcina sie do¬ plyw gazów do rotamebrów 1, po czym w okreslonych odstepach czasu, na przyklad co 30 sek. na manometrze 15 12 odczytuje sie narastajace stopniowo cisnienie gazów doplywajacych do komory pomiarowej otworu.W czasie pomiaru fredkosci wyplywu, gaz plynacy przewodem 7 jest oczyszczany z pylu w filtrze 8. Po zakonczeniu pomiaru otwiera sie spustowy kurek 13 wskutek czego wyplywajace iz otworu giazy dostaja sie do atmosfery zewnetrznej. Na koniec zas otwiera sie zawory 15 zwalniajac tym samym sonde 11, która wyjmuje sie z otworu i przenosi na nowe miejsce pra- 10 cy. W wyniku pomiarów w pierwszej fazie otrzymuje sie krzywe kinetyki predkosci wyplywu gazów z otwo¬ ru, a w drugiej fazie pomiarowej krzywe kinetyki cis¬ nienia. Obie te krzywe okreslaja stopien zagrozenia wyrzutowego zloza.Wedlug istniejacego stanu rozeznania; stwierdzenie wyplywu gazów powyzej 1 Uman anonsuje inozfiwosc wystapienia zagrozenia wyrzutowego, a wyplywy rzedu powyzej 5 l/min wskazuja na ostry stan zagrozenia.Dokladne parametry stanu [Zagrozenia wyrzutowego dla 20 poszczególnych pokladów, przy zastosowaniu przyrzadu wedlug wynalazku, ustala sie poprzez serje pomiarów wyplywów w konfrontacji z objawami poprzedzajacymi wyrzuty.Przyrzad wedlug wynalazku nadaje sie równiez do 25 pomiarów natezemiia wyplywów w otworach glebokich, przy zanurzeniu sondy na róznych glebokosciach, na przyklad co Im. TaM pomiair pozwala Okreslic odleg¬ losc od czola przodku strefy zagrozonej oraz ustalic predkosc przemieszczania sie tej strefy w zaleznosci 30 od predkosci przesuwania sie czola przodku, to jest od postepu robót eiksploatacyjnych w danym pokladzie. PL PL