UA124424U

UA124424U - DEVICES FOR PRE-DEGGATION OF COAL COATS

Info

Publication number: UA124424U
Application number: UAU201710225U
Authority: UA
Inventors: Сергій Павлович Мінєєв; Анатолій Васильович Ильюшенко; Олексій Сергійович Янжула; Володимир Євгенійович Антончик; Юрій Дмитрович Самохвалов
Original assignee: Інститут Геотехнічної Механіки Ім. М.С. Полякова Національної Академії Наук України
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2018-04-10

Abstract

Пристрій для попередньої дегазації викидонебезпечних вугільних пластів має вісь, закріплену на підпорі. Вісь виконана у вигляді зрізаної піраміди з виступами між боковими гранями. На пірамідальній поверхні осі встановлені колуни у вигляді цангових пластин, на зовнішній циліндричній поверхні яких розташовані зубці. Внутрішня поверхня пластин виконана у вигляді похилої площини, а на бокових поверхнях пластин виконані пази, по два на кожній боковій поверхні пластини. У виступах осі є отвори, де знаходяться ролики, які виступають з отворів і виступаючою частиною знаходяться в пазах колунів.A device for pre-degassing the coal seams has an axis fixed to the strut. The axis is made in the form of a cut pyramid with protrusions between the side faces. On the pyramidal surface of the axis are mounted splitters in the form of collet plates, on the outer cylindrical surface of which are teeth. The inner surface of the plates is made in the form of an inclined plane, and the lateral surfaces of the plates are grooves, two on each side surface of the plate. In the projections of the axis there are openings, where there are rollers, projecting from the openings and the protruding part are in the grooves of the splitters.

Description

Корисна модель належить до гірничої промисловості зокрема до заходів безпеки і може бути використаною для запобігання раптових викидів вугілля та газу і зменшення загазованості вуглепородного масиву.The useful model belongs to the mining industry, in particular, to safety measures and can be used to prevent sudden releases of coal and gas and reduce gasification of the coal massif.

Відомі пристрої для попередньої дегазації викидонебезпечних вугільних пластів (1-31, які діють на стінки свердловини у вугільному пласті коливанням тиску рідини, яку нагнітають у свердловину. Недоліком відомих пристроїв (1-3) є необхідність нагнітання рідини в свердловину, попередня герметизація свердловини та необхідне для цього устаткування, що здорожує видобуток вугілля.Known devices for preliminary degassing of hazardous coal seams (1-31), which act on the well walls in the coal seam by fluctuating the pressure of the liquid injected into the well. The disadvantage of known devices (1-3) is the need to inject liquid into the well, preliminary sealing of the well and the necessary for this equipment, which makes coal mining more expensive.

Найбільш близьким до пристрою, що заявляється, є пристрій попередньої дегазації вугільних пластів (4), що діє на стінки свердловини механічною вібрацією.The closest to the claimed device is a device for preliminary degassing of coal seams (4), which acts on the well walls by mechanical vibration.

Недоліком даного пристрою |4) є недостатня дія на стінки для створення системи тріщин у вугільному пласті, що зменшує витік газу і недостатню дегазацію або потребує більшої кількості свердловин і здорожує видобуток вугілля.The disadvantage of this device |4) is insufficient action on the walls to create a system of cracks in the coal seam, which reduces gas leakage and insufficient degassing or requires more wells and makes coal mining more expensive.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для попередньої дегазації вугільного пласта, який, за рахунок наявності цангових колунів та заглиблення їх у стінки свердловини у вугільному пласті, створює розгалужену систему глибоких тріщин, що збільшує витік газу та забезпечує попередню дегазацію вугільного пласта.The useful model is based on the task of creating a device for preliminary degassing of the coal seam, which, due to the presence of collet cutters and their penetration into the walls of the well in the coal seam, creates a branched system of deep cracks, which increases gas leakage and ensures preliminary degassing of the coal seam.

Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для попередньої дегазації викидонебезпечних вугільних пластів, що має вісь, закріплену на підпорі, згідно з корисною моделлю, вісь виконана у вигляді зрізаної піраміди з виступами між боковими гранями, на пірамідальній поверхні осі встановлені колуни у вигляді цангових пластин, на зовнішній циліндричній поверхні яких розташовані зубці, внутрішня поверхня пластин виконана у вигляді похилої площини, а на бокових поверхнях пластин виконані пази по два на кожній боковій поверхні пластини, у виступах осі є отвори, де знаходяться ролики, які виступають з отворів і виступаючою частиною знаходяться в пазах колунів.The task is solved by the fact that in the device for preliminary degassing of hazardous coal seams, which has an axis fixed on a support, according to a useful model, the axis is made in the form of a truncated pyramid with protrusions between the side faces, on the pyramidal surface of the axis, picks in the form of collet plates are installed , on the outer cylindrical surface of which there are teeth, the inner surface of the plates is made in the form of an inclined plane, and on the side surfaces of the plates, two grooves are made on each side surface of the plate, in the protrusions of the axis there are holes where there are rollers that protrude from the holes and the protruding part are in the grooves of the cleavers.

Наявність колунів у вигляді цангових пластин, на зовнішній циліндричній поверхні яких розташовані зубці, а внутрішня поверхня пластин колунів виконана у вигляді похилої площини, які розташовані на осі, виконаній у вигляді зрізаної піраміди, дозволяє шляхом осьового переміщення осі заглибити зубці колунів у вугільний пласт, що призводить до розколу вугілля таThe presence of pickaxes in the form of collet plates, on the outer cylindrical surface of which teeth are located, and the inner surface of the pickaxe plates is made in the form of an inclined plane, which are located on an axis made in the form of a truncated pyramid, allows by axial movement of the axis to sink the pickaxe teeth into the coal seam, which leads to coal splitting and

Зо створення розгалуженої системи глибоких тріщин, за рахунок чого збільшується витік газу та забезпечується попередня дегазація вугільного пласта.From the creation of a branched system of deep cracks, due to which gas leakage increases and preliminary degassing of the coal seam is ensured.

Наявність двох пазів на кожній боковій поверхні пластин колунів, а також виступів між боковими гранями осі, які мають циліндричну поверхню того ж радіусу, що і зовнішня поверхня колунів з отворами в ній, і ролики встановлені у отворах виступів осі та пазах колунів дозволяє зворотним рухом осі у осьовому напрямі натиснути роликами на колуни і рухати їх у радіальному напрямку, витягуючи з вугільного пласта, а в подальшому рухати в осьовому напрямку і видалити пристрій із свердловини неушкодженим.The presence of two grooves on each side surface of the clevis plates, as well as protrusions between the side faces of the axis, which have a cylindrical surface of the same radius as the outer surface of the clevis with holes in it, and rollers installed in the holes of the protrusions of the axis and the grooves of the clevis allow the axis to reverse in the axial direction, press the rollers on the picks and move them in the radial direction, pulling them out of the coal seam, and then move in the axial direction and remove the device from the well intact.

Суть корисної моделі пояснюється кресленнями на фігурах 1-3.The essence of the useful model is explained by the drawings in figures 1-3.

На фігурі 1 зображений загальний вигляд пристрою у робочому положенні з двома виривами в області роликів.Figure 1 shows a general view of the device in the working position with two openings in the area of the rollers.

На фігурі 2 зображений поперечний переріз пристрою у площині А-А.Figure 2 shows a cross-section of the device in the A-A plane.

На фігурі З зображений повздовжній переріз пристрою у площині Б-Б.Figure C shows a longitudinal section of the device in the B-B plane.

Пристрій для попередньої дегазації викидонебезпечних вугільних пластів складається з осі 1, виконаній у вигляді зрізаної піраміди з виступами між боковими гранями осі, які мають циліндричну поверхню того ж радіусу, що і зовнішня поверхня пристрою, колунів 2 у вигляді цангових пластин, на зовнішній циліндричній поверхні яких розташовані зубці, внутрішня поверхня пластин виконана у вигляді похилої площини, а на бокових поверхнях пластин виконані пази, по два на кожній боковій поверхні пластини, підпору З у вигляді циліндра, який знаходиться на циліндричній поверхні осі 1 з боку забою свердловини, роликів 4, які розташовані в отворах виступів осі, фіксуючої гайки 5 і фіксуючих гвинтів 6.The device for preliminary degassing of hazardous coal seams consists of axis 1, made in the form of a truncated pyramid with projections between the side faces of the axis, which have a cylindrical surface of the same radius as the outer surface of the device, cleavers 2 in the form of collet plates, on the outer cylindrical surface of which teeth are located, the inner surface of the plates is made in the form of an inclined plane, and on the side surfaces of the plates there are grooves, two on each side surface of the plate, support C in the form of a cylinder, which is located on the cylindrical surface of axis 1 on the side of the well face, rollers 4, which located in the holes of the axle protrusions, locking nut 5 and locking screws 6.

Пристрій збирається та працює наступним чином: на циліндричній поверхні осі 1 з боку забою свердловини встановлюють підпор З і фіксують гайкою 5, в отвори виступів осі 1 вставляють ролики 4 щоб вони стикалися в середині отвору. На поверхню осі 1, що у вигляді зрізаної піраміди встановлюють колуни 2, після чого закручують стопорні гвинти б фіг. 1-3.The device is assembled and works as follows: on the cylindrical surface of axis 1 from the side of the well face, support C is installed and fixed with a nut 5, rollers 4 are inserted into the holes of the protrusions of axis 1 so that they meet in the middle of the hole. On the surface of axis 1, which is in the form of a truncated pyramid, cleavers 2 are installed, after which the locking screws b fig. 1-3.

Пристрій жорстко з'єднують з буровою штангою і вставляють в свердловину до упору в її забій, при цьому верхівки зубців колунів 2 знаходяться на внутрішній поверхні стінок свердловини.The device is rigidly connected to the drill rod and inserted into the well until it stops in its bottom, while the tops of the teeth of the cleavers 2 are on the inner surface of the walls of the well.

Після цього на торець штанги діють ударним навантаженням (пневмоударником або іншим ударним інструментом). Під дією ударів ось 1 рухається вперед (у напрямку забою свердловини) зміщуючи цангові колуни 2, які спираючись на підпор рухаються у радіальному 60 напрямі, заглиблюючи зубці колунів у вугільний пласт. Після повного заглиблення зубців у вугільний пласт пірамідальна поверхня осі 1 ввійде в цангові колуни 2, ударне навантаження на штангу припиняють. Під час заглиблення зубців у вугільний пласт поверхня пазу колуна 2 наближається до роликів 4 і зупиняється на відстані 1-1,5 мм від них. Видалення пристрою здійснюють переміщенням штанги з пристроєм у зворотному напрямку. Рухаючись разом з віссю 1, ролики 4 котяться по поверхні пазу колунів, переміщують їх у радіальному напрямку до пірамідальної поверхні осі і витягують колуни з вугільного пласта без осьового зміщення. Коли ролики 4 дійдуть до кінця пазів в колунах 4, зубці колунів 2 повністю вийдуть із вугілля. Після цього колуни 2 і весь пристрій витягують з свердловини, спираючись на торцеву поверхню пазів в колунах 2, рухаючись разом з віссю 1 і штангою в осьовому напрямку.After that, the end of the rod is subjected to a shock load (pneumo impactor or other impact tool). Under the impact of impacts, axis 1 moves forward (in the direction of the bottom of the well) displacing collet picks 2, which, resting on the support, move in the radial direction 60, deepening the teeth of the picks into the coal seam. After the prongs are completely embedded in the coal seam, the pyramidal surface of axis 1 will enter collet jaws 2, the impact load on the rod is stopped. During the deepening of the teeth into the coal seam, the surface of the groove of the pick 2 approaches the rollers 4 and stops at a distance of 1-1.5 mm from them. Removal of the device is carried out by moving the rod with the device in the opposite direction. Moving together with axis 1, rollers 4 roll on the surface of the groove of the picks, move them in the radial direction to the pyramidal surface of the axis and pull the picks out of the coal seam without axial displacement. When the rollers 4 reach the end of the grooves in the cleavers 4, the teeth of the cleavers 2 will completely come out of the coal. After that, the picks 2 and the entire device are pulled out of the well, resting on the end surface of the grooves in the picks 2, moving together with the axis 1 and the rod in the axial direction.

Джерела інформації: 1. Патент РФ Мо 1837673 Е21Е 5/00 опубл 29.12.1990 "Устройство для пульсирующего дегазирования пласта". Потураєв В.Н., Минеев С.П., Фридман И.С., Гринько И. 2. Патент ША Мо 68355 Е21Е 5/02 "Пристрій управління гідроїмпульсною дією на вугільний пласт" / Л.М. Васильєв, О.О. Усов, О.О. Потапенко. 3. А. с. СССР Мо 1034453 Е21Е 5/02, Опубл. 1983 Бюл. Мо 29 "Устройство для импульсного нагнетания водьї в угольньй пласт" А.В. Родин, Л.М. Васильєв, В.В. Пилипенко. 4. Ас. СССР Мо 1240914 Е21Е 5/00, 7/00 Б И Мо 15 за 1990 г. Опубл. 30. 06. 86, Б И Мо 24. "Вибронаконечник дегазатора". А.Н. Зорин, С.П. Минеев, В.Г. Колесников, А.П. Клец.Sources of information: 1. Russian Patent Mo 1837673 E21E 5/00 publ 29.12.1990 "Device for pulsating reservoir degassing". Poturaev V.N., Mineev S.P., Fridman I.S., Grynko I. 2. Patent SHA Mo 68355 E21E 5/02 "Device for controlling hydropulse action on a coal seam" / L.M. Vasiliev, O.O. Usov, O.O. Potapenko 3. A. p. USSR Mo. 1034453 E21E 5/02, Publ. 1983 Bull. Mo. 29 "Device for impulse injection of lead into a coal seam" A.V. Rodin, L.M. Vasiliev, V.V. Pylypenko. 4. Ace. USSR Mo 1240914 E21E 5/00, 7/00 B I Mo 15 for 1990. Publ. 30. 06. 86, B I Mo 24. "Vibration tip of the degasser". A.N. Zorin, S.P. Mineev, V.G. Kolesnikov, A.P. Klets

Claims

USEFUL MODEL FORMULA A device for preliminary degassing of hazardous coal seams, which has an axis fixed on a support, which is distinguished by the fact that the axis is made in the form of a truncated pyramid with protrusions between the side faces, on the pyramidal surface of the axis, chisels in the form of collet plates are installed, on the outer cylindrical the surfaces of which have teeth, the inner surface of the plates is made in the form of an inclined plane, and the side surfaces of the plates have grooves, two on each side surface of the plate, there are holes in the protrusions of the axis where there are rollers that protrude from the holes and the protruding part is in the grooves cleavers Ha vk: 1 Od iK ZK A NU : ereh s ! pnia shik te p i KE Z : o V N N pove Sh i ne ki her i I i N j u yo i their nu yorennia nan kzhazhntya, schu Zhtlttilltnnia zkh il yeyuyuukya, ke ezhyuzheyeyuyuktya B zhezhkyuzhh pu B

Fig. 1