Способ защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва



Способ защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва
Способ защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва
Способ защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва

 


Владельцы патента RU 2408788:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" ФГОУ ВПО КазГАСУ (RU)
Нигматуллин Владимир Сибагатуллович (RU)

Изобретение относится к способам защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва, в частности к атомной энергетике, и может быть использовано для защиты окружающей среды от ударной воздушной волны и продуктов аварийного взрыва на подземных АЭС и заводах по производству взрывчатых веществ, боеприпасов, на складах и хранилищах взрывоопасных и радиоактивных материалов. Способ включает сооружение в выработке на пути движения ударной воздушной волны, на выходе из очаговой зоны, преграды, например перемычки. Преграду выполняют из целика естественного или искусственного, с оставлением свободного зигзагообразного прохода между контуром массива и сооружаемым целиком. Целик выполняют с возможностью его полного разрушения, при этом объем разрушенной массы целика обеспечивает полную закупорку выработки. Контур целика, граничащий с массивом, ослабляют обуренными скважинами или размещением легко разрушаемого и извлекаемого материала. Изобретение направлено на обеспечение надежной, практически мгновенной изоляции аварийного участка от окружающей среды в момент аварийного взрыва в нем, свободного доступа к перспективно опасному участку, при работе его в штатном режиме. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к способам защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва, в частности к атомной энергетике, и может быть использовано для защиты окружающей среды от ударной воздушной волны и продуктов аварийного взрыва на подземных АЭС и заводах по производству взрывчатых веществ, боеприпасов, складах и хранилищах взрывоопасных и радиоактивных материалов.

Известен способ защиты от ударной воздушной волны с помощью различных перемычек, устраиваемых на пути ее распространения (Савенко С.К., Гурин А.А., Малый П.С. Ударные воздушные волны в подземных выработках. М.: Медра, 1973. с. 109-117 [1]).

Недостаток данного способа в том, что устанавливаемые перемычки практически полностью перекрывают поперечное сечение подводящей выработки.

Известен способ гашения ударной воздушной волны с помощью насыпной перемычки, устраиваемой на входах подземных сооружений с вредными и опасными производствами, например, подземных атомных станций (Патент RU 2082887, МПК 6 E21F 17/103 от 27.06.97. Бюл. 18).

Недостатком данного способа является отсутствие свободного доступа в потенциально опасную зону при штатном режиме эксплуатации подземного объекта.

Известно также защитное устройство подземного сооружения шахтного типа (Патент RU 2098561, МПК 6 E02D 29/00 от 10.12.97. Бюл. 34).

Недостаток его тот же, что и в предыдущем устройстве.

Известен способ локализации ударной воздушной волны с помощью мощной металлической тяжелой двери, управляемой механическим приводом ([1], с.119).

Недостатком данного способа является отсутствие возможности быстро (с приходом фронта ударной воздушной волны) перекрыть подводящую выработку ввиду относительно длительной фазы ее закрывания.

Известен способ с использованием самозапирающего устройства в складе взрывчатых веществ ([1], с.118).

Недостатком подобного самозапирающего устройства является отсутствие вероятности надежного перекрытия обоих ходов в очаговую зону, так как легкие переборки обтюратора не выдержат ударной воздушной волны при взрыве взрывчатых веществ в ячейке склада или охлаждающей системы атомного реактора (как было на Чернобыльской АЭС). Увеличение прочности и массы передвижной перемычки увеличит ее инерционность, что при большей скорости (6000 м/с и более) распространения ударной воздушной волны, последняя успеет пройти по обгонной (подводящей) выработке раньше, чем сдвинется и закроет выход массивная перемычка.

Наиболее близким к предлагаемому является способ защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва, включающий сооружение в выработке, на пути движения ударной волны, на выходе из очаговой зоны преграды, например перемычки. При этом преграду выполняют из целика естественного - проведением коленчатых выработок, путем выполнения нескольких поворотов, с оставлением свободного зигзагообразного прохода между контуром массива и сооружаемым целиком (Гурин А.А. и др. «Ударные воздушные волны в подземных выработках», М.: Недра, 1983, с.149-151) [2].

Недостатком данного способа является отсутствие гарантии полного отрыва целика либо отрыв крупногабаритными элементами, не обеспечивающих плотное перекрытие выработки.

Изобретение направлено на обеспечение надежной, практически мгновенной изоляции аварийного участка от окружающей среды, при свободном доступе к перспективно опасному участку, при работе в штатном режиме.

Результат достигается тем, что в способе защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва, включающем сооружение в выработке, на пути движения ударной воздушной волны, на выходе из очаговой зоны, преграды, например перемычки, при этом преграду выполняют из целика естественного или искусственного, с оставлением свободного зигзагообразного прохода между контуром массива и сооружаемым целиком, целик выполняют с возможностью его полного разрушения, при этом объем разрушенной массы целика обеспечивает полную закупорку выработки.

Результат достигается также тем, что контур целика, естественного или искусственного, граничащий с нетронутым массивом, ослабляют, соответственно, обуренными тупиковыми скважинами или размещением легко разрушаемого и извлекаемого материала.

Результат достигается также тем, что в центральной части целика естественного или искусственного, по направлению движения ударной воздушной волны, выполняют тупиковые полости, соответственно, с помощью обуренных скважин или заложенного легко разрушаемого и извлекаемого материала.

Результат достигается также тем, что за преградой из целика, естественного или искусственного, устраивают в кровле падающие двери, поддерживаемые в штатном режиме стойками и фиксирующими стержнями.

Технический результат изобретения состоит в обеспечении практически мгновенной локализации аварийного участка, сокращении расходов на ликвидацию последствий возможных аварий, сохранении существующей экологической ситуации окружающей среды и повышении безопасности.

Сущность способа поясняется чертежами, где

на фиг.1 показан горизонтальный разрез узла выполнения преграды в виде целика;

на фиг.2 показан поперечный разрез преграды, ослабленной по периметру и в центре скважинами или легко разрушаемым и извлекаемым материалом;

на фиг.3 показана падающая металлическая дверь, временно поддерживаемая стойками с определенной парусностью и фиксирующими стержнями.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. При сооружении в массиве 1 подводящей выработки 2 на отдельном участке ее оформляют зигзагообразно с двумя изломами 3, под углом менее 90° к оси подводящей выработки 2, далее по ходу проходки в расширенной части 21 подводящей выработки 2 выполняют под углом целик 4, с оставлением свободного прохода между массивом 1 и контуром целика 4. В устойчивых породах естественный целик можно оформить с помощью буровзрывных работ (контурным, гладким взрыванием) или с помощью комбайна избирательного действия, например зарубежные "Паурат" или отечественного из серии ПК.

В недостаточно устойчивых породах естественный целик можно усилить набрызгбетоном или устроить на его месте искусственный, например, из бетона. Объем разрушенной массы целика обеспечивает полную закупорку подводящей выработки в районе излома 3.

Для облегчения и сокращения времени отрыва целика 4 от естественного массива 1 по контуру целика выбуривают тупиковые скважины 5 на глубину примерно 3/4-2/3 его толщины (мощности) или закладывают на такую же глубину (при сооружении искусственного целика) легко разрушаемый и извлекаемый материал, например пенопласт, пеноплекс и т.п. Для более эффективного разрушения и дробления целика 4 в момент взрыва, в его центральной части предварительно выбуривают аналогичные тупиковые скважины 6 или закладывают (при сооружении искусственного целика) упомянутый выше легко разрушаемый и извлекаемый материал.

Дополнительно для надежной локализации аварийного участка по ходу движения ударной воздушной волны, за целиком 4, на выходе из зигзагообразного участка 3, устраивают в кровле на шарнирах падающую дверь 7, поддерживаемую в штатном режиме стойками 8 с определенной парусностью и фиксирующими штырями 9. Для подъема и освобождения двери 7 от фиксирующих штырей 9 устанавливают ручную лебедку 10.

При штатном режиме эксплуатации аварийно-опасного участка дверь 7 находится в поднятом положении, опирается на стойки 8 с определенной парусностью и зафиксирована штырями 9. При выходе людей с перспективно опасного участка фиксаторы 9 убирают, трос лебедки снимают с двери или ослабляют. Дверь поддерживается лишь стойками 8.

В случае аварии, например взрыва на перспективно опасном участке 11, ударная воздушная волна выбивает стойки 8, дверь 9, закрепленная в кровле одной стороной на шарнирах, второй стороной падает и перекрывает доступ продуктов взрыва из аварийно опасного участка.

Скорость распространения ударной воздушной волны на порядок выше скорости распространения трещин в целике 4 и на несколько порядков выше скорости отрыва целика от массива. Поэтому отрыв целика 4 от массива 1 является вторым этапом действия ударной воздушной волны. Последняя, действуя практически одновременно на стенки полостей 5, образованных ранее по контуру целика 4, и фронтально на целик 4, разворачивает его против часовой стрелки, одновременно разрушаясь с помощью разрыва центральных полостей 6, перекрывает подводящую выработку 2 в районе излома 3. При этом выполненный наклонно в сторону потенциально взрывоопасного участка целик 4 позволяет сконцентрировать энергию ударной воздушной волны (за счет ее смещения) к месту отрыва целика 4.

Заявленное предложение практически мгновенно изолирует аварийный участок от окружающей среды, исключает негативное влияние атомных станций на население и среду обитания, сокращает или полностью исключает затраты на ликвидацию аварий, повышает безопасность эксплуатации атомных станций и других подобных взрывоопасных объектов.

1. Способ защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва, включающий сооружение в выработке, на пути движения ударной воздушной волны, на выходе из очаговой зоны преграды, например перемычки, при этом преграду выполняют из целика естественного или искусственного, с оставлением свободного зигзагообразного прохода между контуром массива и сооружаемым целиком, отличающийся тем, что целик выполняют с возможностью его полного разрушения, при этом объем разрушенной массы целика обеспечивает полную закупорку выработки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контур целика естественного или искусственного, граничащий с массивом, ослабляют соответственно обуренными скважинами или размещением легко разрушаемого и извлекаемого материала.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в центральной части целика естественного или искусственного, по направлению движения ударной воздушной волны, выполняют тупиковые полости соответственно с помощью обуренных скважин или заложением легко разрушаемого и извлекаемого материала.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что за преградой из целика естественного или искусственного устраивают в кровле, по ходу движения ударной воздушной волны, падающую дверь, временно поддерживаемую стойками и фиксируемую в кровле штырями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с эндогенными пожарами. .
Изобретение относится к горной и нефтяной промышленности, а именно к способам закрепления пылящих поверхностей стационарных источников пылевыделения. .

Изобретение относится к горному делу, а именно к выемке пластов угля подземным способом, и может быть использовано для предупреждения эндогенных пожаров в выработанном пространстве действующих очистных забоев при выемке пластов угля, опасных по самовозгоранию и проветриваемых через выработанное пространство.

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим очистку загрязненного воздушного и газового потоков и может быть использовано в энергетической, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности, где есть пыле-золо-газовые выбросы в атмосферу.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для гашения взрывной волны в горных выработках. .

Изобретение относится к устройству подвода напорной воды к системам орошения, расположенным на секциях щитовой механизированной крепи для подземных горных разработок.

Изобретение относится к техническим средствам обеспечения безопасности на угольных шахтах и может быть использовано для испытания приборов и элементов систем аэрогазового и пылевого контроля шахтной атмосферы, применяемых в угольной промышленности.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к системам взрывозащиты и противопожарной безопасности в шахтах. .

Изобретение относится к горной промышленности, а более конкретно - к производству горных работ на угольных пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, и может быть использовано для приведения угольных пластов в невыбросоопасное состояние до начала ведения горных работ.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении выработок по газоносному массиву, опасному по газодинамическим выделениям из почвы. .
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для гашения взрывной волны в горных выработках. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для локализации очага взрыва метана и/или угольной пыли и для тушения подземных пожаров в угольных шахтах, возникающих после взрыва метана и/или угольной пыли.

Изобретение относится к технической физике, к области взрывных работ, и может быть использовано при создании различного вида защитных сооружений, предназначенных для ограничения разрушительного действия взрыва, снижения взрывной нагрузки и защиты от осколков на торцевые стенки каналов, а также локализации продуктов взрыва, содержащих вредные аэрозоли.
Изобретение относится к составам для возведения изолирующих сооружений, например, шахтных перемычек в выработках в условиях повышенного горного давления и водопритоков.

Изобретение относится к способам защиты и предназначено для ослабления ударных воздушных волн (УВВ) большой и сверхрасчетной мощности в горных выработках с целью сохранения подземных сооружений и коммуникаций.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для защиты каналов горных выработок при действии воздушных ударных волн (УВВ). .

Изобретение относится к горной промышленности, в частности для быстрой изоляции аварийного участка в горных выработках шахт или метрополитене. .

Изобретение относится к способам защиты от ударной воздушной волны (УВВ) большой мощности в горных выработках для сохранения подземных сооружений и коммуникаций, предпочтительно для защиты охраняемого объема от внезапных возможных аварийных ситуаций.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к технике безопасности при подземной разработке полезных ископаемых, и может быть использовано при изоляции горных выработок и выработанных пространств путем возведения изолирующих или водоупорных перемычек, при создании изолирующих полос и т.д.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для изоляции аварийных действующих горных выработок угольных шахт при подземных пожарах
Наверх