Устройство для гашения энергии ударной волны в горной выработке

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 748014 (22) Заявлено 120?81 (21) 3278303/22-03

Союз Советских

Социалистических

Республик (iij968463 (51) М.Кп з

Е 21 F 5/00 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК 622.822 (088. 8) Опубликовано 231082. бюллетень ¹ 39

Дата опубликования .описания 231082

/ (72) Авторы изобретения

В.М. Плотников и A Ã. Абинов (71) заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ЭНЕРГИИ УДАРНОЙ

ВОЛНЫ В ГОРНОЙ ВЫРАБОТКЕ (Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для защиты от разрушающего действия взрывной ударной волны.

По основному авт.св. Р 748014 известно устройство для гашения энергии ударной волны, используемое преимущественно при ведении аварийно-спасательных работ в горных выработках, которое выполнено в виде эластичного купола с полюсньм от.верстием, наружная поверхность которого снабжена кольцевыми и Гадиальными лентами жесткости, элементы крепления устройства выполнены в виде крепежных строп и резиновых растяжек, одни концы которых закреплены по периметру купола, вторые концы строп присоединены посредством коушной шайбы и к одному из элементов оснащения горной выработки а свободные концы резиновых растяжек прикреплены к элементам оснащения горной выработки рассредоточенно по периметру поперечного сечения последней. Для повышения надежности устройство. выполнено в виде .ряда последовательно устанавливаемых в горной выработке куполов (1).

Ослабление энергии взрывной удар. ной волны осуществляется за счет наполнения купола воздухом, движущимся за ударной волной, раскрытия его по площади поперечного сечения горной выработки и последующего торможения потока воздуха. Для обеспечения работы перемычки и передачи нагруЪки к элементам оснащения горной выработки, например к рельсам, обычно увеличивают запас прочности материала купола и элементов креп-» ления (строп, резиновых растяжек), что вызывает лишний расход материала на изготовление купола и строп, увеличивает вес устройства и не всегда обеспечивает достаточную взрывоустойчивость перемычки. Наличие в куполе перемычки полюсного отверстия способствует устойчивости работы купола, но не обеспечивает в достаточной мере эффективности торможения потока воздуха, движущегося за ударной волной.

25 Цель изобретения — повышение эффективности гашения ударной волны путем создания противодавления на устройство и сопротивления ударной волне и взрывоустойчивости устрой30 .ства.

968463

Эта цель достигается тем, что известное устройство снабжено симметрично расположенными разгрузочными каналами, отстоящими от полюсного отверстия на расстоянии 0,4О,б радиуса купола, ориентированными в куполе под углом к кровле, почве и стенкам горной выработки и жестко прикрепленными к наружной поверхности купола, при этом полюсное отверстие купола перекрыто равнопроч- 10 ным куполу материалом, газопроницаемость которого на 30-50% больше газопроницаемости материала купола.

Кроме этого, для сохранения работоспособности купола устройства входные отверстия разгрузочных каналов выполнены равновеликими и име. ют суммарную площадь с внутренней поверхности, равную площади полюсного отверстия, при этом каждый ка- 2О нал выполнен в виде усеченного полого корпуса с двойными стенками,рас" положенного меньшим основанием навстречу движущемуся потоку газов, при этом диаметр выходного отверстия конуса составляет 1,5-2,0 диаметра входного отверстия.

На фиг.l изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 разрез A-A на фиг.l; на фиг.3 — узел на фиг.I. 30

Устройство состоит из эластичного купола 1 с полюсньм отверстием 2, перекрытьм материалом, например полотном капроновым, прочность которого не менее прочности материала 35 купола, а воздухопроницаемость на, 30-50% более воздухопроницаемости материала купола, наружная поверхность эластичного купола снабжена кольцевыми 3 и радиальными 4 лентами 40 жесткости, а по периметру купола закреплены -крепежные стропы 5 и резиновые растяжки 6, при этом свободные концы крепежных строп присоединены посредством коушной шайбы 7 45 к одному из элементов оснащения горной выработки, например к рельсовым путям 8, а свободные концы резиновых растяжек прикреплены к элементам оснащения горной выработки рассредо" точенно по периметру поперечного сечения последней, например, к элементам крепи 9 и рельсовым путям 8.

Кроме того, купол 1 снабжен разгрузочными каналами 10, симметрично размещенными и жестко прикрепленными к наружной поверхности купола при помощи, например, трех косынок из капронового полотна. Входные отверстия разгрузочных каналов 10 со стороны внутренней поверхности ку- 60

Пола 1 выполнены равновеликими с суммарной площадью, равной площади полюсного отверстия 2, и отстоят от полюсного отверстия 2 на расстоянии

0,4-0,6 радиуса купола 1. Каждый разгрузочный канал 10 (фиг.3) выполнен в виде сквозного усеченного конуса, меньшее основание которого является входньм отверстием, причем диаметр большего основания усеченного конуса составляет 1,5-2,0 диаметра входного отверстия,. а образующая — 1-3 диаметра полюсного отверстия 2 купола 1 перемычки. Стенки разгрузочного канала 1 в виде усеченного конуса выполнены двойными из прочного материала, например полотна капронового, и полыми внутри, расстояние между стенками составляет 1-2 см. При этом разгрузочные каналы 10 закреплены, например пришиты по нормали к наружной поверхности купола 1 на расстоянии

0,4-0,6 его радиуса от полюсного отверстия 2, обеспечивая . тем самым при полном раскрытии купола 1 потоком воздуха пневможесткость стенкам разгрузочных каналов 10 за счет проникновения потока воздуха в полости между стенками и ориентацию разгрузочных каналов 10 соответственно к кровле, подошве и боковым стенкам горной выработки. Устройство работает следующим образом.

Перед взрывными работами или в процессе ведения аварийно-спасатель" ных работ при потенциальной угрозе взрыва устройство устанавливается в горной выработке. Для этого стропы 5 устройства посредством шайбы

7 крепят к одному из элементов оснащения горной выработки, например к рельсовым путям 8, купол .расплав-, ляют и при помощи резиновых растяжек закрепляют рассредоточенно по периметру поперечного сечения горной выработки.

При взрыве ударная волна взаимодействует с куполом 1, полностью наполняет его и раскрывает по площади поперечного сечения горной выработки. Одновременно с этим симметрично рассредоточенные по куполу 1 и ориентированные соответственно к кровле, подошве и боковым стенкам горной выработки разгрузочные каналы

10 в виде усеченного конуса с жесткими пневмостенками и полюсное отверстие 2, перекрытое прочным материалом с воздухопроницаемостью, большей по сравнению с материалом купола

1, выполненного, например из полотна капронового, обеспечивают проникновение потока воздуха, движущегося за ударной волной, в рабочее пространство горной выработки. Такое проникновение потока воздуха s пространство за перемычкой проводит к отражению ударной волны от кровли, подошвы и стенок выработки, в результате которого происходит возникновение дополнительного подпора воз-, 968463

20 духа на наружную поверхность купола

1 и турбулизация среды в рабочем пространстве горной выработки. Возникновение подпора воздуха на наружную поверхность купола обеспечивает частичное разгружение купола перемычки, а увеличение турбулизации среды вследствие отклонения потока воздуха от оси.канала обеспечивает повышение эффективности гашения ударной волны взрыва. В свою очередь это приводит к повышению взрывоустойчивости устройства, а также к повышению эффективности гашения им ударной волны. Закрепленные по периметру стропы 5 передают нагрузку рельсам 8 через коушную шайбу 7 под углом, не более 30, а резиновые растяжки 6 растягиваются, создавая амортизацию. После действия нагрузки эластичный купол занимает исходное положение .

С целью повышения надежности устройства в горной выработке последовательно устанавливают несколько куполов, при этом, чтобы стропы одного купола не мешали раскрытию следующего купола, расстояние между куполами принимают не менее длины строп.

Применение в предлагаемом устройстве разгрузочных каналов и перекрытия полюсного отверстия из высокопрочного материала, воздухопроницаемость которого менее воздухопрони-. цаемости материала купола, позволяет повысить взрывоустойчнвость устройства и эффективность ослабления энергии ударной волны взрыва.

Формула изобретения

1. Устройство для гашения энергии ударной волны в горной выработке по авт.св. Р 748014, о т л и- ч ающе е с я тем, что, с целью повыиения эффективности гашения ударной волны путем создания проти-. водавления на устройство и сопротивления ударной волне и взрывоустойчивости устройства, оно снабжено симметрично расположенными разгрузочными каналами, отстоящими от полюсного отверстия на расстоянии

0,4-0,6 радиуса купола, ориентированными в куполе под углом к кровле, почве и стенкам горной выработки и жестко прикрепленными к наружной поверхности купола, при этом полюс15 ное отверстие купола перекрыто равнопрочным куполу материалом, газопроницаемость которого на 30-50% больше газопроницаемости материала купола.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью сохранения работоспособности купола устройства, входные отверстия раз25 грузочных каналов выполнены равновеликими и имеют суммарную площадь с внутренней поверхности, равную площади полюсного отверстия, при этом каждый канал выполнен в виде усеченного полого конуса с двойными стенками, расположенного меньшим основанием навстречу движущемуся потоку газов, при этом диаметр выходного отверстия конуса составляет

1,5-2,0 диаметра входного отверстия.

Источни ки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

40 Р 748014, кл. Е 21 F 5/00, 1980.

968463

Составитель Г. Васючкова

Редактор В. Лазаренко Техред M.Tenep Корректор А. Гриценко

Заказ 8086/59 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4