Шахтная ловушка ударной волны

 

ШАХТНАЯ ЛОВУШКА УДАРНОЙ ВОЛНЫ, содержащая перекрывающую перемычку, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности противовзрывных устройств, ловущка снабжена механизмами ускорения приведения перемычек в рабочее состояние, дополнительной перекрывающей перемычкой, блоком управления, двумя усилителями и четырьмя регистраторами ударной волны, установленными по два перед каждой из перемычек, электрически связанных с входами блока управления , выходы которого через усилители соединены с затворами, механически взаимодействующими с перемычками, при этом механизмы ускорения приведения перемычек в рабочее состояние установлены на перемычки с возможностью механического взаимодействия с затворами.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК рц4 Е21 Р 11 00 (21) 37069! 4/22-03 (22) 06.03.84 (46) 07.10.85. Бюл. № 37 (72) А. Т. Айруни, В. А. Ста в ров ски й, В. М. Зотов, А. В. Шестопалов и В. В. Лоскутников (71) Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР (53) 622.818(088.8) (56) Горное дело. Терминологический словарь. Под ред. Л. Н. Барона. М.: Недра, 1981, с. 136.

Шахтная противовзрывная парашютная перемычка. Проспект ВДНХ СССР. Донецк, 1982. (54)(57) ШАХТНАЯ ЛОВУШКА УДАРНОЙ ВОЛНЫ, содержашая перекрываю„„SU„„1183688 A щую перемычку, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности противовзрывных устройств, ловушка снабжена механизмами ускорения приведения перемычек в рабочее состояние, дополнительной перекрывающей перемычкой, блоком управления, двумя усилителями и четырьмя регистраторами ударной волны, установленными по два перед каждой из перемычек, электрически связанных с входами блока управления, выходы которого через усилители соединены с затворами, механически взаимодействующими с перемычками, при этом механизмы ускорения приведения перемычек в рабочее состояние установлены на перемычки с возможностью механического взаимодействия с затворами.

1183688

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для ослабления последствий от ударных волн, возникающих на подземных горных предприятиях при аварийных взрывах метана или угольной пыли.

Цель изобретения — повышение надежности противовзрывных устройств.

На фиг. 1 показана схема устройства шахтной ловушки ударной волны; на фиг. 2— блок-схема блока управления.

На фиг; 1 изображены подземная горная выработка 1, фронт ударной волны 2, регистраторы 3 и 4 ударной волны, линия 5 связи, блок 6 управления, усилители 7, затворы 8 и 9 перемычек, перемычки 10 и 11, механизмы 12 ускорения приведения перемычек в рабочее состояние, шарнирное соединение перемычек 13.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении ударной волны при аварийном взрыве на подземном горном предприятии она распространяется (например, справа налево, фиг. 1) по замкнутому объему горной выработки 1 со скоростью звука в воздухе или превышающей ее. Фронт ударной волны 2, дойдя до регистраторов

3 и 4 ударной волны (датчики давления, отрегулированные на критическую величину импульсного давления, например, на давление опрокидывания вентиляционной струи), воздействует на них и в линии 5 связи появляется сигнал, попадающий в блок 6 управления перемычками, выход которого через усилители ? связан затворами

8 и 9 перемычек.

Сигнал, появляющийся от регистратора 3, пройдя через блок 6 управления и усиленный усилителем 7, практически мгновенно взаимодействует с затвором 8, что приводит к его срабатыванию и установлению перемычки 10 в рабочее положение. Перемычка

11 закрывается с задержкой, а именно в момент прохождения фронта ударной волны

2 места расположения перемычки 11 при срабатывании регистратора 4. Для ускорения проведения перемычек 10 и 11 в рабочее положение они дополнительно оборудуются механизмом 12 ускорения приведения перемычек в рабочее состояние (например, пружина, пиропатрон, реактивная пневмосистема и т. д.), которые срабатывают одновременно с затворами 8 и 9.

При срабатывании затвора 8 или 9 (под срабатыванием понимается механическое передвижение стопора, фиксирующего перемычки 10 и 11 в нерабочем положении, фиг. 1) стопор (не обозначен) затворов 8 и 9, связанный жестко с предохранителями механизмов 12, нарушает целостность предохранителя (например, путем освобождения стопора пружины, замыкания контактов пиропатрона или открытия клапана реактивной пневмосистемы) и механизм 12 приходит в дей ствие. После дво и ного перекрытия сече5

Зо

55 ния выработки 1 последовательно перемычками 10 и 11 ударная волна находится в замкнутом объеме ловушки, где теряет свою энергию, многократно отражаясь от перемычек 10 и 11 и стенок выработки 1. Время полного рассеяния энергии ударной волны в ловушке зависит от амортизационных свойств перемычек 10 и 11, расстояния между перемычками 10 и 11, от шероховатости поверхности выработки 1 и оценивается в 1 — 3 с. Через 3 — 5 с после срабатывания ловушки перемычки 10 и 11 освобождают сечение выработки для прохода вентиляционной струи, для чего, например, шарнирные соединения перемычек 13 могут отстреливаться.

Расстояние между регистратором 4 и перемычкой 11 зависит от быстродействия срабатывания затворов 8 и 9, времени приведения перемычек 10 и 11 в рабочее положение (величина порядка 0,2 — 0,3 с), скорости прохождения ударной волны (величина порядка 300 — 500 м/с) и составляет

100 м. Расстояние между перемычками 10 и 11 зависит от тех же параметров и составляет 50 м. Расстояние между регистраторами 3 и 4, между регистратором 4 и перемычкой 11, между перемычками 10 и 11 могут колебаться в пределах, соответственно, 10 — 15, 100 — 200 и 30 — 60 м. Влияние конкретных расстояний конструкции ловушки учитывается при определении времени прохождения этих расстояний фронтом ударной волны 2 введением в блок 6 управления перемычками постоянного коэффициента, равного К = f> / fp = 10, где Ei расстояние между регистратором 4 и перемычкой 11, à — расстояние между регистраторами 3 и 4.

Елок 6 управления (фиг. 2) содержит ключи 14 и 15, генератор 16, узел 17 сброса, счетчики 18 и 19, делитель 20 частоты, тумблер 21 готовности, элемент 22 совмещения, элемент 23 сравнения, элемент ИНЕ 24 и инвертор 25.

Блок 6 управления работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 14 и 15, счетчики 18 и 19 и делитель 20 частоты сброшены в нуль. Тумблер 21 готовности замкнут.

При приходе сигнала. от регистратора 3 он передается практически мгновенно через усилитель 7 на затвор 8, вызывая его срабатывание. Одновременно этот сигнал поступает на вход установки ключа 15, вызывая появление на его прямом выходе напряжение логической «1». Этот сигнал запускает генератор 16. В исходном состоянии ключ

14 сброшен в нуль, поэтому на его инверсном выходе установлена логическая «1», которая разрешает прохождение импульсов генератора 16 через элемент 23 сравнения на счетный вход счетчика 18. Наличие высокого потенциала на входах счетчика 18

1 183688

3 и делителя 20 частоты разрешает им регистрацию упомянутых импульсов. По появлению сигнала от регистратора 4 срабатывает ключ 14, запрещая приход импульсов на счетный вход счетчика 18, а делитель 20 частоты продолжает свою работу.

Частота импульсов на выходе P делителя 20 частоты в 10 раз меньше исходной частоты импульсов генератора 16. Импульсы с выхода P делителя 20 частоты поступают на счетный вход «+1» счетчика

19. Выход последнего соединен с входом элемента 22 на 16-ть разрядов и при совпадении числа на выходах счетчиков 18 и 19 на выходе элемента 22 появлется уровень логической «1». После появления сигнала на ключе 14 от регистратора 4 и переключении ключа логическая «1» на его прямом выходе разрешает через элемент И-НЕ

24 прохождение сигнала от элемента 22 на инвертор 25. Уровень логической «1» с выхода последнего через замкнутый тумблер

21 готовности поступает через уилитель 7 на затвор 9, вызывая его срабатывание.

Наличие в схеме одного генератора 16 устраняет необходимость стабилизации его частоты, так как вычисление времени начала срабатывания затвора 9 зависит не от измеренного счетчиком 18 абсолютного интервала времени, а от отношения интервалов времени, зарегистрированных счетчиками 18 и 19, Наличие элемента И-НЕ 24, управляемого ключом 14, исключает возможность выдачи сигнала на срабатывание затвора 9 в исходном положении схемы блока 6 управления, так как в исходном положении счетчики 18 и 19 сброшены и напряжение логического «О» на всех их выходах вызывает наличие логической «1» на выходе элемента 22 совмещения.

Для приведения блока 6 управления в исходное состояние выполняют следующие операции: размыкают тумблер 21 готовности; включают источник питания; нажимают микропереключатель S узла 17 сброса; замыкают тумблер 21 готовности.

Устройство предназначено для однократного использования, поэтому наличие этапа включения источника питания в процессе приведения в исходное состояние представляется целесообразным. Предварительное размыкание тумблера готовности необходимо во избежание ложного срабатывания затвора 9 (фиг. 1), так как в момент включения возникают помехи и правильное функционирование устройства управления не гарантируется.

В случае подхода ударной волны с другой стороны вся система симметрично дублируется, для чего устанавливаются дополнительные регистраторы 3 и 4 ударной волны. с противоположной стороны. Параметры и работа системы в этом случае анало25 гичны.

В целях охраны предлагаемого устройства непосредственно от взаимодействия с ударной волной перемычки вне рабочего положения располагаются в нишах, сооруженных в кровле выработки так, что выступающие их части по отношению к кровле выработки отсутствуют. Кроме того, вся электрическая система защищена от ударной волны (например, заглублена в специальные ниши) и имеет автономное питание.

1 183688 о

Редактор Н. Бобкова

Заказ 6246 35

Составитель И. Назаркина

Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Тираж 445 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4