Устройство для подавления пожаров в горных выработках шахт

 

Использование: в горном деле для подавления взрывов метана и угольной пыли с одновременной изоляцией аварийного участка. Цель: повышение безопасности труда и расширение оперативных возможностей воздействия на развивающиеся очаги горения на начальной стадии. Сущность изобретения: устройство устанавливается в нише горной выработки. При возникновении взрыва метана срабатывает детонатор, подрывающий заряд взрывчатого вещества. Образующие газы смещают перегородки, и порошок ингибитора вдувается в воздухопылепроницаемую оболочку, которая выдавливает перегородку и расплавляется. Через 1-2 с после детонации срабатывает средство временной задержки и сжатые газы устремляются через обратный клапан и трубчатый канал в стакан. При этом воздухонепроницаемая оболочка выталкивается и быстро расширяется внутри оболочки. Взвешенные частицы ингибитора через поры ткани выталкиваются ею в горную выработку. Происходит ингибирование распространяющегося пламени взрывной волны с одновременным ее гашением образующейся надувной перемычкой. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для подавления взрывов метана и угольной пыли с одновременной изоляцией аварийного участка.

Известно устройство подавления пожаров, реализованное в способе изоляции аварийного участка при подземной разработке, включающее устанавливаемую в нише замкнутую складную опалубку, состоящую из металлических решеток и воздухопроницаемой ткани и заполняемую твердым наполнителем [1] Недостаток известного устройства в том, что оно не оказывает ингибирующего воздействия на стадии возникновения и развития взрывов метана и угольной пыли, т.е. активно не способствует подавлению возгораний на начальном этапе образования очага пожара.

Известно также устройство для локализации взрывов газов в шахтах, включающее цилиндрический корпус, заполненный порошковым ингибитором, и заряд взрывчатого вещества, отделенный от ингибитора поролоновыми перегородками [2] Недостаток устройства заключается в том, что, оказывая ингибирующее воздействие, оно, тем не менее, не препятствует прохождению ударных волн и ядовитых продуктов горения и взрывов в действующие горные выработки, что снижает безопасность труда.

Целью изобретения является повышение безопасности труда и расширение оперативных возможностей воздействия на развивающиеся очаги горения на начальной стадии.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для подавления пожаров в горных выработках шахт, включающее заполненный порошковым ингибитором цилиндрический корпус и камеру с зарядом взрывчатого вещества с детонатором, отделенную от ингибитора защитной смещаемой перегородкой, дополнительно содержит по крайней мере два коаксиально расположенных стакана, в каждом из которых размещена замкнутая эластичная оболочка, прикрепленная устьем к боковым кромкам стакана. При этом днище внешнего стакана выполнено в виде легко сдвигаемой перегородки, отделяющей его полость от порошкового ингибитора, а внутренний стакан сообщен посредством трубчатого канала с камерой заряда взрывчатого вещества. Причем в трубчатом канале размещены обратный клапан и средство временной задержки, выполненное, например, в виде пробки порохового замедлителя или разрывной мембраны, а замкнутые эластичные оболочки выполнены с возможностью размещения их при срабатывании одна в другой. При этом внутренняя оболочка выполнена из воздухонепроницаемого материала, а внешняя из воздухопылепроницаемой ткани. Кроме того, устройство содержит средство крепления его анкером в нише горной выработки, преимущественно в ее верхней части.

Предложенная совокупность отличительных признаков позволяет обеспечить необходимое ингибирование процессов горения и взрыва на начальной стадии из развития с одновременной защитой действующих горных выработок от воздействия взрывной волны и пламенных возгораний метана и проникновения в них продуктов горения за счет образования надувной быстро возводимой перемычки, перекрывающей в сечении горную выработку.

На фиг. 1 показан продольный разрез устройства для подавления пожаров в горных выработках шахт в снаряженном состоянии; на фиг.2 то же устройство, закрепленное в нише горной выработки, в состоянии после срабатывания; на фиг.3 возможное размещение устройства в горных выработках шахты.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, заполненный тонкодисперсным порошком ингибитора 2, который ограничен защитными, легко смещаемыми перегородками 3 и 4, выполненными, например, из картона. В верхней части корпуса 1 имеется камера 5 с зарядом взрывчатого вещества 6, для подрыва которого используется детонатор 7 (вместо ВВ могут быть использованы также быстросгораемые газогенерирующие пиропатроны ГГУ). К корпусу 1 прикреплен контейнер В, выполненный в виде двух коаксиально расположенных стаканов. Днищем внешнего стакана 9 служит перегородка 4, а внутренний стакан 10 сообщен посредством трубчатого канала 11 с камерой 5. При этом в трубчатом канале 11 закреплены обратный клапан 12 и средство временной задержки 13, выполненное, например, в виде пробки из порохового замедлителя или разрушаемой мембраны, калиброванной на заданное давление разрушения. В полости внешнего стакана 9 размещена оболочка 14, прикрепленная к нему своим устьем посредством кольца 15 и выполненная из воздухопылепроницаемой ткани. Во внутренний стакан 10 уложена плотная воздухонепроницаемая оболочка 16, изготовленная, например, из резинокапроновой ткани и также прикрепленная устьем к его кромке посредством кольца 17. Легкосмещаемая перегородка 18 предназначена для предохранения оболочек от попадания на них влаги, пыли и грязи. Она может быть выполнена из прессованного фольгированного картона с парафиновой заливкой. С внешней стороны корпус 1 содержит кольцо 19, являющееся средством крепления устройства посредством анкера 20 в нише 21, устроенной в горной выработке 22. Это может быть разрезная печь, скат или бремсберг. Устройство может быть закреплено также в нишах 23 и 24 на конвейерном штреке.

Устройство для подавления пожаров в горных выработках шахт работает следующим образом.

При возникновении взрыва метана или угольной пыли от импульса датчика пламени (не показан) сработает детонатор 7, который подрывает заряд взрывчатого вещества 6 или поджигает газогенерирующие пиропатроны. Под действием избыточного давления образующихся газов перегородки 3 и 4 смещаются в сторону контейнера 8 и порошковый ингибитор 2 вместе с газообразными продуктами взрыва заряда 6 вдувается в оболочку 14, которая выдавливает перегородку 18 и расправляется в горной выработке 22. Через 1-2 с после детонации заряда 6 срабатывает средство временной задержки 13. В результате этого открывается проход для сжатых газов через трубчатый канал 11 в полость внутреннего стакана 10. Сжатые газы выталкивают воздухонепроницаемую оболочку 16 внутрь оболочки 14 и расправляют ее в ней. В процессе быстрого расширения оболочки 16 тонкодисперсные частицы ингибитора 2, взвешенные в полости внешней оболочки 14, резко смещаются к ее стенкам и проникают через поры ткани в горную выработку 22. Интенсивно распыляясь в окружающем пространстве, ингибитор тормозит и обрывает цепи химических реакций горения в распространяющемся пламени пожара. При этом внутренняя оболочка 16 через внешнюю оболочку 14 прижимается по периметру к вмещающим породам выработки 22 и образует перемычку, препятствующую прохождению ударной волны и ядовитых продуктов горения в действующее выработанное пространство. Обратный клапан 12 запирает трубчатый канал 11 и таким образом не позволяет сжатым газам выйти из оболочки 16. В случае необходимости, когда надо создать долговременную перемычку, оболочка 16 может быть заполнена каким-либо твердеющим наполнителем, например гипсовым раствором.

Предложенное устройство дает возможность оперативно воздействовать на пламя распространяющейся взрывной волны ингибирующими средствами с одновременной надежной изоляцией аварийного участка быстровозводимой перемычкой. Это позволяет подавлять очаги возгораний уже на их начальной стадии развития и тем самым своевременно подавить возникновение пожара, что обеспечивает повышение безопасности труда в шахте.

Формула изобретения

1. Устройство для подавления пожаров в горных выработках шахт, включающее цилиндрический корпус, заполненный порошковым ингибитором, и камеру с зарядом взрывчатого вещества с детонатором, отделенную от ингибитора защитной легкосмещаемой перегородкой, отличающееся тем, что к цилиндрическому корпусу прикреплен контейнер, содержащий по крайней мере два коаксиально расположенных стакана, в каждом из которых размещена замкнутая эластичная оболочка, прикрепленная устьем к боковым кромкам стакана, при этом днище внешнего стакана выполнено в виде легкосдвигаемой перегородки, отделяющей его полость от порошкового ингибитора, а внутренний стакан сообщен посредством трубчатого канала с камерой заряда взрывчатого вещества, причем в трубчатом канале размещены обратный клапан и средство временной задержки, выполненное в виде пробки порохового замедлителя или разрушаемой мембраны.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что замкнутые эластичные оболочки выполнены с возможностью размещения их при срабатывании одна в другой, при этом внутренняя оболочка выполнена из воздухонепроницаемого материала, а внешняя из воздухопылепроницаемой ткани.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит средство крепления его анкером в нише горной выработки, преимущественно в ее верхней части.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2