Пристрій для дегазації техногенного масиву

Пристрій для дегазації техногенного масиву, який містить газохід з вікнами, у середині якого розміщені диск з отвором та трубний відхильник, що жорстко прикріплений кінцями до отвору диска та до газоходу навпроти одного з його вікон, пружний перфорований зонд з можливістю переміщення за межі газоходу і встановлений в порожнину відхильника та в отвір, а також трубу з поршнем і штангою для його переміщення, що розташовані вище від диска, який відрізняється тим, що відхильник розміщено вище від диска, а до поршня в нижній його частині прикріплена труба з вікном, в яке встановлено зонд, жорстко з'єднаний в нижній частині з трубою, причому довжина вікна виконана по висоті труби, а ширина вікна є більшою за діаметр зонда Винахід стосується пристроїв, які використовують при дегазації ПОЛІГОНІВ твердих побутових ВІДХОДІВ при вилученні енергетичного звалищного газу та масивів, в тому числі при дегазації вугільних териконів, торф'яних покладів, здатних до самозапалювання Відомим Є пристрій [1] для дегазації відвального масиву, в якому при спуску у свердловину газоходу з вікнами гнучкий перфорований робочий орган - зонд розміщено з можливістю переміщення в масив через трубний відхилювач при допомозі ударного приводу Недоліком пристрою є мала ефективність введення зонду в пружний відвальний масив ударновібраційним способом, що викликано конструкцією Найближчим за технічною суттю до пристрою, що заявляється, є відомий пристрій для обробки масиву сміттєзвалища, який обрано за прототип [2], та має наступні ознаки, СПІЛЬНІ З ознаками пропонованого технічного рішення, а саме - наявність газоходу з вікнами, у середині якого розміщені диск з отвором та трубний відхилювач, - жорстке прикріплення трубного відхилювача своїми кінцями до отвору диску та до газоходу навпроти одного з його вікон, - наявність пружного (гнучкого) перфорованого зонду з можливістю його переміщення за межі газоходу, - розміщення зонду в порожнині відхилювача та в отворі диску, - розміщенні вище диску труби з поршнем і штангою для його переміщення До недоліків даного пристрою, відноситься його низька ефективність введення зонду в масив гідравлічним способом, при якому під тиском води поршень рухається вниз та переміщує зонд в масив сміттєзвалища При цьому в масив полігону твердих побутових ВІДХОДІВ вводять значну КІЛЬ КІСТЬ рідини, масив обводнюється, що негативно впливає на вилучення енергетичного звалищного газу зменшується дебіт та підвищується вологість газу Останнє призводить до додаткових енергетичних витрат при сушінні газу для підвищення його теплоти згорання При дегазації, наприклад, вугільного терикону та самозапаленого торфяного покладу введення води в високотемпературну зону терикону або торфяного покладу призводить до додаткового утворення горючого "водяного газу" за реакцією С + Н2О = СО + Н2, тобто задача дегазації ускладнюється В основу винаходу було поставлено задачу підвищити ефективність дегазації техногенного масиву Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для обробки масиву сміттєзвалища, який містить газохід з вікнами, у середині якого розміщені диск з отвором та трубний відхилювач, що жорстко прикріплений кінцями до отвору диску та со Ю 57322 до газоходу навпроти одного з його вікон, пружний перфорований зонд з можливістю переміщення за межі газоходу і встановлений в порожнину відхилювача та в отвір, а також трубу з поршнем і штангою для його переміщення, що розташовані вище від диску, в новому технічному рішенні, відхилювач розміщено вище від диску, а до поршня в нижній його частині прикріплена труба з вікном, в яке встановлено зонд, жорстко з'єднаний в нижній частині з трубою, причому довжина вікна виконана по висоті труби, а ширина вікна є більшою за діаметр зонду, причому введення зонду в масив відбувається при підніманні труби В джерелах патентної та технічної інформації не виявлено нових ознак, що заявляються, у пристроїв для обробки відвальних масивів Отже, можна стверджувати, що пристрій для обробки техногенного масиву відповідає критерію "новизна" Причинно-наслідковий зв'язок між відрізняючими ознаками винаходу і технічним результатом, який буде досягнуто, полягає втому, що - прикріплення до поршня в нижній його частині труби з вікном, в яке встановлено перфорований зонд, дозволяє проводити його введення в масив механічним способом при підніманні труби за допомогою механізмів на поверхні, - жорстке з'єднання робочого органу - зонду в нижній частині з трубою сприяє надійності роботи пристрою завдяки утворенню єдиного рухомого дегазаційного вузла у пристрої, - розміщення відхилювача заданої кривизни вище від диску задає перфорованому зонду відповідну траєкторію введення останнього в масив для дегазації, - виконання пропонованих розмірів вікна (прорізі) у трубі, що переміщується, необхідне як для встановлення в неї зонду (вимога до ширини вікна), так і для здійснення переміщення нижньої пружньої частини зонду при його ПІДНЯТТІ, КОЛИ ТОЙ вводять в масив (вимога до довжини вікна) При цьому виконання вікна по довжині всієї труби, що розміщена нижче від поршня, сприяє збільшенню максимальному підняттю труби, а значить і більшому проникненню робочого органу-зонду в масив Крім того, відрізняючі ознаки нового пристрою та характерне їх розміщення надають йому нових властивостей, а саме підвищують ефективність процесу дегазації масиву, отже, відповідають критерію "суттєві ознаки" Техніко-економічні переваги технічного рішення полягають в тому, що при використанні пристрою для дегазації техногенного масиву зникають додаткові витрати на введення зонду в масив та зменшуються витрати на обробку цільового енергетичного звалищного газу На фіг 1 зображено пристрій для обробки масиву полігону твердих побутових ВІДХОДІВ (перед введенням пристрою в масив), на фіг 2 - пристрій у робочому положенні, при якому зонд введено в масив для дегазації Пристрій включає газохід 1 з перфорованими вікнами 2, всередині якого розміщений диск 3 з отворами 4 В газоході 1 вище від диска 3 встановлена труба-центратор 5 Труба 5 прикріплена в центрі до диска 3 До диска 3 поза його централь ної частини та зверху жорстко прикріплено трубний відхилювач 6, інший кінець якого з'єднано навпроти одного з вікон 2 газохода 1 В трубному центраторі 5 розташовано поршень 7, який переміщають вздовж центратора 5 за допомогою штанги 8, що виходить через кришку (на фіг не показано) на гирлі пристрою До нижньої частини поршня 7 прикріплено трубу 9 з вікном - прорізом 10 У вікно 10, в отвір 4 і в порожнину відхилювача 6 встановлено перфораційний пружний робочий орган-зонд 11 з соплом на КІНЦІ, ЯКИЙ жорстко з'єднаний в нижній частині з трубою 9 Довжина вікна 10 виконана по висоті труби 9, а його ширина є більшою за діаметр зонду 11 Виконання пропонованих розмірів вікна (прорізі) 10 у трубі 9, що рухається разом з поршнем 7, необхідні як для встановлення в неї зонду 11, так і для здійснення переміщення нижньої пружньої частини зонду 11 при його ПІДНЯТТІ, КОЛИ ТОЙ ВВОДЯТЬ в масив (фіг 2) Пристрій збирають на поверхні землі таким чином, щоб труба 9 була в найнижчому положенні, а кінець зонду 11 з соплом не виходив поза межі газоходу 1 Полегшує процес збирання пристрою виконання газоходу 1 з двох труб, що сполучені між собою муфтою, в якій встановлено диск 3 з отвором 4 та з прикріпленим до його верхньої частини трубним відхилювачем 6 До гирла пристрою підключені трубопроводи (на фіг не показано), по яких звалищний газ відводять на утилізацію Працює пристрій наступним чином При експлуатації полігону твердих побутових ВІДХОДІВ в масиві бурять свердловину, в яку спускають пристрій (фиг 1) для проведення дегазації масиву, в якому внаслідок анаеробного бродіння органічних ВІДХОДІВ утворився звалищний газ Газохід 1 обсаджують крупно-кусковим матеріалом, наприклад, гравієм, а гирло свердловини цементують або утрамбовують глиною Верхній кінець штанги 8 під'єднують до піднімального механізму та починають рух штанг та поршня 7 вгору Разом із штангами вгору піднімають трубу 9, прикріплену внизу до поршня, а також зонд 11, який жорстко закріплений в нижній частині труби 9 Пружний перфорований зонд 11 просувають через отвір 4 в диску 3 та через трубний відхилювач 6 вводять в масив полігону твердих побутових ВІДХОДІВ (фіг 2) За ступенем проникнення зонду 7 через відхилювач 6 в масив полігону слідкують по руху штанги 8 вгору Після введення зонду 11 в масив полігону гирло свердловини підключають до магістрального трубопроводу та вакуум-насоса (на фіг не показано), створюють в масиві депресію, внаслідок чого звалищний газ через перфораційні отвори зонду 11 поступає в порожнини труб 9 та 5, а далі газ подають через трубопроводи споживачеві або спалюють на факелі В КІНЦІ процесу дегазації полігону поршень 7 просовують вниз по центратору 5, опускаючи трубу 9 з зондом 11, виводять останній з ділянки масиву, що підлягав дегазації Виймають газохід 1 з зондом 11 із свердловини та використовують пристрій на ІНШІЙ ДІЛЯНЦІ полігону твердих побутових ВІДХОДІВ Таким же чином проводять дегазацію вугільних відвалів та інших пористих масивів, на 5 приклад торф'яних покладів, здатних до самозапалювання Отже, техніко-економічні переваги технічного рішення полягають в тому, що при використанні пристрою для дегазації техногенного масиву зникають додаткові витрати на введення зонду в масив та зменшуються витрати на обробку цільового енергетичного звалищного газу Фіг. 1. 57322 Джерела інформації 1 Авт свид СССР № 1652618, МКл 4 Е 21F 7/00 Устройство для дегазации отвального массива — Опубл 30 05 91, Бюл №20 2 Рішення про видачу деклараційного патенту України на винахід по заявці № 2001096255, МПК 7 Е21 F7/00 Пристрій для обробки масиву сміттєзвалища — ПРОТОТИП Фіг. 2. 57322 Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписано до друку 05 07 2003 Тираж 39 при м Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна