Устройство для гашения ударных воздушных волн

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ГАШЕНИЯ УДАРНЫХ ВОЗДУШНЫХ ВОЛН, включакщее опорный щит, полностью перекрывающий сечение выработки и закрепленный в ее стенках, от, личающее с я тем, что, с целью поЕьпиения эффективности гашения энергии ударных волн, оно снабжено сотовыми блоками) закрепленными по всей ho--: верхности опорного щита, и экраном, скрепленным с сотовыми блоками и расположенным со стороны движения воздушной ударной волны, при этом сотовые блоки установлены с возможностью перемещения относительно бпорного щита вдоль выработки. , (Л эо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (1% (11) М511 21 f 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3497452/22-03 (22) 04. 10. 82. (46) 07.03. 84. Бюл. Р 9 (72) В.М.Задара и Г.Н.Шаповалова (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет имени 300-летия воссоединения Украины с Россией (53) 622.807.002.-54(088 ° 8) (5б) 1. Савенко С.К. Ударные воздуш. ные волны в подземных выработках.

M. Недра, 1973, с. 108-109.

2. Там же, с. 113. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ

УДАРНЫХ ВОЗДУШНЫХ ВОЛН, включающее опорный щит, полностью перекрывающий сечение выработки и закрепленный в ее стенках, о т,л и ч а ю щ е. е с я тем, что,. c целью повышения эффективности гашения энергии ударных волн, оно снабжено сотовыми. блоками закрепленными по всей ho--. верхности опорного щита, и экраном, скрепленным с сотовыми блоками и расположенным со стороны движения воздушной ударной волны, нри этом сотовые блоки установЛены с возможностью перемещения относительно опорного щита вдоль выработки.

1078100

Изобретение относится к технике безопасности и может быть использовано для гашения ударных воздушных волн и защиты подземных сооружений и оборудования от нх воздействия, а также в других отраслях народного хозяйства с целью гашения воздушных ударных волн.

Известны устройства, предназначенные,цля гашения воздушных ударных волн, возникающих в горных выработках при взрывании взрывчатых веществ, среди которых наибольшее распространение получили сплошные, Перфорированные, разрушаемые и др.(1).

Недостатком указанных устройств 15 является большой расход материалов на их сооружение и большая их стоимость, длительность сооружения и разработки после взрыва. Кроме того, разрушаемые и перфорированные пере- - gp мычкн характеризуются нецостаточным гашением энергии ударной волны.

Наиболее близкой по механизму гашения энергии ударной волны и конструкции является сплошная пере- 25 мычка, представляющая собой бетонную стенку или опорный металлический щит, перекрывакщий все сечение выработки, и закрепленный в ее стенках (2) .

Недостатком этой перемычки является большой расход материалов (толщина бетонных перемычек достигает

5 м, металлической — до 60 мм), большая стоимость, длительность сооружения (до 1 месяца). и связанная с этим трудность эксплуатации выработок.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения энергии ударных воли. 40

Цель достигается тем, что устройство для гашения ударных воздушных волн, включающее опорный щит, полностью перекрывающий сечение горной выработки и закрепленный в. ее стен- 45 ках, снабжено сотовыми блоками, закрепленными по всей поверхности опорного щита, и экраном, скрепленным с сотовыми блоками и расположенным со стороны движения воздушной ударной волны., при этом сотовые блоки установлены с возможностью перемещения относительно опорного щита вдоль выработки.

На чертеже изображено уСтройство для гашения ударных воздушных волн.

Устройство имеет опорный щит 1, выполненный из досок или металлических листов, закрепленных в стенках выработки, например при помощи 60 анкерных болтов. На поверхности щита со стороны движения ударной воздушной волны, закреплены сотовые блоки 2. Крепление сотовых блоков к опорному щиту может производиться

4 различным образом, например приклен. ванием, или при помощи петель на сотоблоках и крючьев на опорном щите.

Соты представляют пространственную конструкцию, выполненную из тонколистового материала (бумаги, металла, полимерных материалов) .В поперечном сечении соты могут быть шестигранными (гексагональными), квадратными и т.п. (см.чертеж) .

Продольные стенки ячеек сот соединяют между собой склеиванием или сваркой.

Для удобства транспортировки и сборки соты выполнены из отдельных блоков. Соты могут изготавливаться из различных материалов, например из бумаги. Для восприятия сотообразной структурой давления ударной волны их поверхность со стороны движения воздушной ударной волны закрыта экраном 3, представляющим собой легкий Листовой материал (например, стеклопластик, фанеру или. металл). Крепление экрана на сотах может осуществляться, например при помощи склеивания. При этом экран не имеет связи со стенками выработки и может перемещаться .относительно опорного щита вдоль оси выработки как поршень. Крепление опорного щита в стенках выработки осуществляется при помощи анкерных болтов 4.

Устройство работает следующим образом.

Ударная волна, падая на экран

3, заставляет его двигаться как поршень вдоль оси выработки. Движение экрана вдоль оси выработки относительно опорного щита 1 приводит к деформации сотообразной структуры.

Деформируясь, соты 2 поглощают энергию ударной волны. Энергия, поглощаемая сотообразной структурой, определяется выражением

A =Fl, (1) где Р— сила сопротивления сот деформации;, ) - длина сот °

Сила деформации сот:

F=65 (2) где 6 — разрушающее напряжение;

5 — площадь сечения сот.

Разрушающее напряжение сотообразных конструкций определяется следующим выражением:

28,636 +1 166с в (3) где 6 — предел текучести материала сот на растяжение, бс в- предел текучести материала сот при сдвиге1 толщина стенки ячейки сот;

d — - наименьший диаметр ячейки сот.

107 8100

Составитель Л.Серова

Редактор Н.Егорова Техред Т,Маточка Корректор М.Демчик

Заказ 897/26 Тираж 4.27 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35 > РРаауушшссккаая я ннаабб., д.4/5

Филил ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, эффект гашения энергии ударной волны определяется выбором материала сот (6,6q q ) их геометрическими параметрами (4>Д ) и длиной сотовых блоков.

При выборе указанных параметров сот необходимо следить за тем, чтобы напряжение разрушения сот было меньше напряжения разрушения щита 1 и экрана 3.

Достоинством предлагаемой конструкции является высокая энергоемкость, простота сооружения и разборки ее после взрыва. По сравнена с известными перемычками иэ бетона, кирпича или металла предлагаемая перемычка возводится в несколько раз быстрее (в течение одной рабочей смены вместо нескольКИй дней).