Шахтная взрывоустойчивая перемычка

 

Изобретение относится к горной пром-ти и м.б. использовано для гашения взрывов метана и локализации пожаров .в выработках. Цель изобретения - повышение устойчивости перемычки воздействию ударных воздушных волн,- Она содержит уложенные в штабель эластичные емкости 1, заполненные сьшучим материалом, образующие тело перемычки. Каждая емкость 1 имеет вакуумный клапан 3, установленный со стороны, противоположной воздействию ударной воздушной волны . Тело перемычки в поперечном сечении имеет форму двояковогнутой линзы с разной кривизной 11 и 12.. . Поверхность с меньшей кривизной 11 обращена в сторону воздействия ударной воздушной волны. Выполнение перемычки в виде двояковогнутой линзы обусловлено тем, что сьшучий материал , находящийся -в свободном состоянии , после сжатия образует несущее жесткое ядро в виде двояковогнутой линзы. В процессе эксплуатации на перемычку действуют силы горного давления, которые деформируют ее, В результате в перемычке возникают линии скольжения, по которым перемещаются отдельные участки и частицы сыпучего материала относительно друг друга. За счет этого обеспечивается податливость перемычки при сохранении несущей способности. 3 ил. (Л 12 , fV . а О- .: ; , .- о А ... -44 L4-ijj4 IJ:) I //Л Нес/по 8зры1а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (S1) 4 Е 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г сто йрыЮа, (()це. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4026777/22-03 (22) 21.02. 86 (46) 30. 11. 87. Бюл. 1(44 (7 1) Донецкий поли техниче ский ин с титут (72) М. П, Зборщик, Е. И. Назимко, Н. И. Лобков и В. В. Наэимко (53) 622.817(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 968460, кл. Е 21 F 5/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

)) 994769, кл. Е 21 F 5/00, 1982. (54) ШАХТНАЯ ВЗРВ!ВОУСТОИЧИВАЯ ПЕРЕМЫЧКА (57) Изобретение относится к горной пром-ти и м.б. использовано для гашения взрывов метана и локализации пожаров .в выработках. Цель изобретения " повышение устойчивости перемычки воздействию ударных воздушных волн.- Она содержит уложенные в штабель эластичные емкости 1, заполненные сыпучим материалом, образующие тело перемычки. Каждая емкость

1 имеет вакуумный клапан 3, установленный со стороны, противоположной воздействию ударной воздушной волны. Тело перемычки в поперечном сечении имеет форму двояковогнутой линзы с разной кривизной 11 и 12..

: Поверхность с меньшей кривизной ll обращена в сторону воздействия ударной воздушной волны. Выполнение перемычки в виде двояковогнутой линзы обусловлено тем, что сыпучий материал, находящийся в свободном состоянии, после сжатия образует несущее жесткое ядро в виде двояковогнутой линзы. В процессе эксплуатации на перемычку действуют силы горного давления, которые деформируют ее. В результате в перемычке возникают линии скольжения, по которым перемещаются отдельные участки и частицы сыпучего материала относительно друг друга. 3а счет этого обеспечивается податливость перемычки при сохранении несущей способности. 3 ил.

13557

Изобретение относится к горной промьппленности и может быть использовано для гашения взрывов метана и локализации пожаров в выработках, 5 испытывающих интенсивное горное давление.

Цель изобретения — повышение устойчивости шахтной взрывоустойччвой перемычки воздействию ударных воздуш- 10 ных волн, На фиг. 1 изображена шахтная взрывоустойчивая перемычка, установленная в горной выработке, общий вид; на фиг. 2 - график действия сил на перемычку в момент локализации взрыва; на фиг. 3 — вакуумный клапан, общий вид.

Шахтная вэрывоустойчивая перемычка состоит иэ эластичных емкостей 1, образуемых путем набрызга поролона и заполненных сыпучим материалом 2, в качестве которого могут быть использованы отбитая горная масса или песок..Каждая эластичная емкость

25 снабжена вакуумным клапаном 3, который состоит из корпуса 4 с перфорированными отверстиями 5 ° В корпусе 4 установлен ниппель 6, состоящий из гнезда 7, которые закрывает подпружиненный клапан 8, Корпус 4 снабжен фланцем 9 и патрубком 10 для подсоединения к вакуум-насосу, Шахтную взрывоустойчивую перемычку сооружают с помощью опалубки (не показана) снизу вверх, Для поддержания заданной формы сыпучего материала 2 при возведении подмешивают 3-4% связующего (глины, цемента, доменного шлака), После схватывания сыпучего материала 2 опалубку снимают и наносят на вогнутые поверхности 11 и

12 гибкий воздухонепроницаемый мате50

Шахтная вэрывоустойчивая перемычка в поперечном сечении выполнена в З5 форме двояковогнутой линзы, вогнутые поверхности 11 и 12 которой имеют форму гиперболоидов, с фокусным расстоянием а и Ь. Кривизна линз выполнена различной. Со стороны ожнда- 40 емого взрыва кривизна меньше, чем с противоположной стороны, Для этого минимальную толщину перемычки принимают р авной (О, 4-0, 6) R, где R — р адиус выработки, Фокусное полурас- 45 стояние со стороны ожидаемого взрыва а =(0,566-0,85)R, с обратной стороны — Ь = (0,9-1,2)R.

27

2 риал, например поролон. Одновременно устанавливают вакуумные клапаны 3

Для снижения вероятности разрушения перемычки образуют промежуточные поролонные мембраны 13. После возведения перемычки внутри гибкой оболочки создают вакуум, например, с помощью вакуум-насосов шахтной дегазационной сети (не показаны), В результате форма перемычки фиксируется благодаря действию извне атмосферного давления воздуха, Шахтная взрывоустойчивая перемычка работает следующим образом, При возникновении взрыва газы действуют на вогнутую поверхность 11.

За счет сил Т трения (фиг. 2) перемычка остается на месте, Одновременно возникают силы P дополнительного подпора (благодаря распорному действию дополнительного обьема 14 перемычки, прилегающего к поверхности

12). Эти силы направлены к центру О, симметрии перемычки и содействуют сохранению ее жесткости, За счет этого перемычка оказывает сопротивление действию взрыва и локализирует еl о

В процессе эксплуатации на перемычку действуют интенсивные силы горного давления и деформируют ее. В результате в теле перемычки возникают линии скольжения, по которым отдельные участки и частицы насыпного материала 2 перемещаются друг относительно друга ° 3a счет этого обеспечивается любая податливость перемычки (практически ее можно сжать на 30-50Х и более) при сохранении исходной несущей способности, Несущую способность она сохраняет благодаря тому, что основным источником сопротивления являются силы внутреннего трения в сыпучем материале 2, которые псстоянно поддерживаются внешним атмс сферным давлением при любой степени деформации перемычки °

Выполнение перемычки в виде двояковогнутой линзы обусловлено тем, что сыпучий материал 2, находящийся в свободном состоянии, после сжатия между двумя плитами образует несущее жесткое ядро в виде двояковогнутой линзы, Остальная часть сыпучего материала не играет никакой роли в сопротивлении сжатию и может быть удалена. Эта особенность строения перемычки обоснована на закономер3 1 ностях запредельного доформирования твердых тел и, в частности, горных пород в одноосном напряженном состоянии. При этом установлено, что при сжатии изотропный образец разрушается по линиям скольжения, ориентироо ванным под углом 45 к главному нормальному напряжению. Под этим углом и расположена асимптотическая поверхность 15 гиперболлической поверхности 11 (фиг. 2). Такая форма перемычки оптимально сопротивляется действию горного давления. Для дополнительного сопротивления действию взрыва поверхность 12 перемычки имеет асимптотический конус 16 с болью шим углом, равным около 52 . Диапазон толщины перемычки и фокусных полурасстояний образующих ее поверхностей выбран из условия 10-20% запаса устойчивости.

355727

4 формулаизобретения

Шахтная взрывоустойчивая перемычка, включающая уложенные в штабель

5 эластичные емкости, заполненные сыпучим материалом, образующие тело перемычки, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости перемычки воздействию ударных воздушных волн, каядая эластич° ная емкость снабжена вакуумным клапаном, установленным со стороны противоположной воздействию ударйой воздушной волны, при этом тело перемычки в поперечном сечении имеет форму двояковогнутой линзы с разной кривизной, причем поверхность с меньшей кривизной обращена В сторону воздействия ударной воздушной волны.

1355727

I 4

Ф г г р г

У е

I Ф ю

Ф!

Составитель В. Баранов

Техред Л.Олейник Корректо М Na р . к симишин ец

Редактор А. Ревин

Заказ 5758/30 Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие У е, г, жгород, ул. Проектная, 4