Способ строительства шахт и рудников на космических объектах


 


Владельцы патента RU 2423610:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам строительства изолированных герметичных шахт, рудников и горно-буровых выработок, используемых для проведения спасательных операций, а также для ведения геологоразведочных работ и разработок месторождений полезных ископаемых на космических объектах. Способ включает сооружение главного и вспомогательного стволов буровым станком из здания-укрытия, установку на устьях стволов герметизирующих и теплоизоляционных полков. Один из вспомогательных стволов сооружают в виде микроствола, разбуренного из разведочной скважины путем ее расширения из внутренней горной выработки до выхода на поверхность космического объекта и используемого в качестве спасательного ствола, который на поверхности через шлюзовую камеру контактирует с посадочным комплексом космического корабля. В спасательном стволе в месте его соединения с внутренней горной выработкой устанавливают герметизирующий теплоизоляционный полок, выдачу разбуренной породы производят в кратер космического объекта. Изобретение позволяет проводить спасательные операции и обеспечить необходимую вентиляцию в шахтах и рудниках, а также устанавливать связь между стволами на поверхности космического объекта. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам строительства изолированных герметичных шахт, рудников и горнобуровых выработок, используемых для проведения спасательных операций, а также для ведения геологоразведочных работ и разработок месторождений полезных ископаемых на космических объектах.

Известен способ строительства ствола передовой выработкой (Технология строительства подземных сооружений. Строительство вертикальных выработок. - М.: Недра, 1992, стр.239-240, рис.14.4). Сущность этого способа заключается в следующем. До начала строительства ствола в центральной его части проходит передовая выработка, которая в дальнейшем используется для спуска породы из забоя ствола в расположенный ниже тоннель, в котором взорванную породу грузят в вагонетки и транспортируют в отвал.

Недостатками данного способа являются:

- большие затраты на создание передовой выработки;

- расширение ствола происходит сверху-вниз, что сужает его использование;

- высокая трудоемкость использования при строительстве рудников и шахт на космических объектах.

Известен также способ строительства рудников и шахт на космических объектах (RU №2368784, публ. 27.09.2009), включающий сооружение главного и вспомогательных стволов буровым станком из здания-укрытия, установку герметизирующих и теплоизоляционных полков.

Основными недостатками данного способа являются:

- невозможность проведения спасательных операций, что должно быть обязательным, и недостаточная вентиляция в шахтах и рудниках;

- длительные сроки сооружения вспомогательных стволов;

- отсутствие связи на поверхности космического объекта между стволами.

Задачей предлагаемого технического решения является создание способа строительства шахт и рудников на космических объектах, позволяющего проводить спасательные операции и обеспечивать необходимую вентиляцию в стволах и горных выработках, а также удешевить и уменьшить сроки строительства отдельных стволов, установить связь между стволами на поверхности космического объекта.

Задача решается за счет предложенного способа строительства шахт и рудников на космических объектах, который включает сооружение главного и вспомогательных стволов буровым станком из здания-укрытия, установку на устьях стволов герметизирующих и теплоизоляционных полков. Отличается от наиболее близкого технического решения тем, что:

- один из вспомогательных стволов сооружают в виде микроствола, разбуренного из разведочной скважины путем ее расширения из внутренней горной выработки до выхода на поверхность космического объекта и используемого в качестве спасательного ствола, который на поверхности через шлюзовую камеру контактирует с посадочным комплексом космического корабля, в спасательном стволе в месте его соединения с внутренней горной выработкой устанавливают герметизирующий теплоизоляционный полок, выдачу разбуренной породы производят в кратер космического объекта - это решение позволяет проводить спасательные операции в шахтах и рудниках, а также удешевлять и уменьшать сроки строительства;

- внутри спасательного ствола перемещают обслуживающий персонал с помощью соответствующего оборудования, установленного и опускаемого внутрь ствола, - это также позволяет ускорить процесс проведения спасательных операций в шахтах и рудниках;

- спасательный ствол используют в качестве дополнительного вентиляционного ствола, используя соответствующее оборудование, установленное в стволе или в прилегающих горных выработках, - это позволяет повысить безопасность проведения работ на космическом объекте;

- на поверхности космического объекта между устьями спасательного и главного стволов устанавливают связь в виде механизированной дороги, позволяющей перемещать груз и обслуживающий персонал между стволами.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежом, на котором изображена стадия строительства шахт и рудников на космическом объекте.

На поверхности 1 космического объекта сооружают главный 2 и вспомогательный 3 стволы с помощью буровых станков из здания укрытия 4. На устьях стволов устанавливают герметизирующие и теплоизоляционные полки 5. Главный 2 и вспомогательные 3 стволы внутри космического объекта соединяются внутренними выработками на горизонте 6. Вспомогательный ствол 3 преобразуют в спасательный ствол (на чертеже показан под той же позицией 3). Для сооружения спасательного ствола 3 с поверхности 1 космического объекта с помощью бурового станка бурят разведочную скважину 7, входящую в камеру 8 на горизонте 6. Разведочная скважина 7 может быть выполнена как вертикальной, так и наклонной (как на чертеже) это связано с последующим преобразованием ее в спасательный ствол, а в аварийном случае выход на поверхность космического объекта в наклонном стволе будет более длительный, но может быть более легким, и при этом необходимо учитывать геологическую специфику данного космического объекта, глубину залегания шахты, поперечные размеры стволов.

Спасательный ствол 3 сооружают в виде микроствола, т.е. минимально необходимого в поперечном размере (диаметре) для данной шахты или рудника. Спасательный ствол 3 сооружают путем разбуривания буровым снарядом 9 разведочной скважины 7, при этом разбуренная порода спускается по стволу 3 в вагонетку 10 и транспортируется через шлюзовые камеры в кратер космического объекта, расположенный рядом (не показано). Разбуривание скважины 7 производится до выхода ствола 3 на поверхность 1 космического объекта, где спасательный ствол 3 через шлюзовую камеру 11 контактирует с посадочным комплексом 12 космического корабля.

В спасательном стволе 3 в месте его соединения с внутренней горной выработкой 8 устанавливают герметизирующий теплоизоляционный полок 13, позволяющий в случае аварийной ситуации в шахте или руднике полностью изолировать спасательный ствол 3 от внутренних выработок. В зависимости от складывающихся горногеологических условий на том или ином космическом объекте вместо предлагаемого полка 13 возможно применение шлюзовой камеры на том же месте ствола 3.

После сооружения ствола 3 внутри его размещают оборудование для выполнения спасательных операций в шахте, руднике (в т.ч. для перемещения обслуживающего персонала или же спускают внутрь ствола подобное оборудование и др.). Для дополнительного решения вопросов вентиляции шахты, рудника в спасательном стволе 3 размещают оборудование для обеспечения необходимой вентиляции (насосы, клапаны, фильтры и т.д., но приспособленные для данного космического объекта), т.е. спасательный ствол 3 используют в качестве запасного вентиляционного ствола.

На поверхности 1 космического объекта между устьями спасательного 3 и главного 2 стволов устанавливают связь в виде механизированной дороги 14, позволяющей перемещать груз и обслуживающий персонал между стволами.

При выполнении работ по разбуриванию разведочной скважины 7 ведут наблюдение за разбуренной породой, и если попадают породы, представляющие интерес, то их отбирают и складируют для дальнейшего использования.

Предлагаемое техническое решение позволяет вести строительство шахт и рудников на космических объектах, позволяющее проводить спасательные операции и обеспечивать необходимую вентиляцию в шахтах и рудниках, а также удешевлять и уменьшать сроки строительства отдельных стволов, устанавливать связь между стволами на поверхности космического объекта.

1. Способ строительства шахт и рудников на космических объектах, включающий сооружение главного и вспомогательного стволов буровым станком из здания - укрытия, установку на устьях стволов герметизирующих и теплоизоляционных полков, отличающийся тем, что один из вспомогательных стволов сооружают в виде микроствола, разбуренного из разведочной скважины путем ее расширения из внутренней горной выработки до выхода на поверхность космического объекта и используемого в качестве спасательного ствола, который на поверхности через шлюзовую камеру контактирует с посадочным комплексом космического корабля, в спасательном стволе в месте его соединения с внутренней горной выработкой устанавливают герметизирующий теплоизоляционный полок, выдачу разбуренной породы производят в кратер космического объекта.

2. Способ по п.1, отличающий тем, что внутри спасательного ствола перемещают обслуживающий персонал с помощью соответствующего оборудования, установленного или спускаемого внутрь ствола.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что спасательный ствол используют в качестве дополнительного вентиляционного ствола, используя соответствующее оборудование, установленное в стволе или в прилегающих горных выработках.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на поверхности космического объекта между устьями спасательного и главного стволов устанавливают связь в виде механизированной дороги.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу. .
Изобретение относится к области горного дела и предназначено для превентивного противодействия проникновению вод и рассолов в пространства горных выработок, преимущественно калийный рудников.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу крепления подготовительных горных выработок. .

Изобретение относится к горному делу, а именно к стволовым погрузочным машинам. .

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть применено при подземной отработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями с использованием технологии заполнения пустот, вывалов, куполов, пространства между перемычками за счет применения гибкой опалубки.

Изобретение относится к горной промышленности и подземному строительству, в частности к ликвидации водопритоков, проявляющихся при строительстве и ремонте коллекторных тоннелей с обделкой из высокоточных блоков.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к креплению горных выработок рамными арочными крепями в сложных горно-геологических условиях большого горного давления и значительных смещений породного массива.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к зажимным устройствам для скользящих соединений арочных элементов податливых металлических рамных крепей, выполненных из шахтных спецпрофилей.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу охраны подготовительных горных выработок. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к конструкции бункера для цемента для горной машины, предназначенной для возведения анкерной крепи. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам строительства изолированных герметичных шахт, рудников и горнобуровых выработок, используемых для укрытия людей, а также для ведения геологоразведочных работ и разработки месторождений полезных ископаемых в горных породах космических объектов.

Изобретение относится к области переработки лунного грунта и получения гелия-3 (Не3) на Луне, включая ее обратную сторону. .

Изобретение относится к области разработки грунтов с помощью землеройных машин преимущественно на Луне. .
Изобретение относится к космической энергетике, а также к способам и средствам защиты Земли от опасных космических объектов: астероидов, комет, космического мусора.

Изобретение относится к разработке грунтов с помощью землеройной машины на Луне. .

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам для забора проб грунта, например замерзших кусков льда и т.п., и может быть использовано при изучении планет, комет и других небесных тел. Грунтозаборное устройство содержит буровую установку с системой управления и пенетратором, закрепленную на космическом посадочном модуле. На пенетраторе закреплены термоизолированные контейнеры для забора образцов грунта. Буровая установка оснащена датчиком температуры наконечника пенетратора, соединенным с системой управления буровой установкой. Изобретение позволяет повысить качество полученных образцов грунта. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам для забора проб грунта, например замерзших кусков льда и т.п., и может быть использовано при изучении планет, комет и других небесных тел. Ультразвуковое грунтозаборное устройство предназначено для сверления грунта на глубины до 2-х метров со скоростью до 20 мм/мин с целью забора образцов без изменения состава за один проход. Грунтозаборное устройство состоит из ультразвуковой колебательной системы с рабочим инструментом, ультразвукового генератора и системы управления. Ультразвуковой генератор и система управления закреплены на космическом посадочном модуле. На волноводе ультразвуковой колебательной системы установлен каркас, на котором закреплены термоизолированные контейнеры для забора образцов грунта с поворотным механизмом открытия/закрытия, термоаккумуляторы и пассивная система термостабилизации. Ультразвуковая колебательная система оснащена датчиком температуры грунтозаборных контейнеров, соединенным с системой управления грунтозаборного устройства. Выбор размеров каждого последующего элемента ультразвуковой колебательной системы осуществляется из условия обеспечения соответствия с резонансной частотой пьезоэлектрического преобразователя. Изобретение способно обеспечить забор образцов грунта без термического разрушения и испарения летучих компонентов. 6 ил.
Изобретение относится к сфере освоения космической среды и может быть использовано для жизнеобеспечения обитаемых марсианских станций, снабженных растениями. Избыток кислорода, производимого растениями, в составе части газовой смеси марсианской станции выбрасывают в атмосферу Марса. Подвергаясь характерному для Марса жесткому ультрафиолетовому излучению Солнца, кислород полностью или частично превращается в озон. Накопление озона в атмосфере Марса является полезным, т.к. может сформировать ощутимый защитный озоновый слой. Техническим результатом изобретения является полезная для освоения Марса утилизация избытка кислорода, удаляемого с марсианской станции.

Группа изобретений относится к разработке ресурсов космической среды с помощью соответственно оснащённых космических аппаратов (КА). КА причаливает к астероиду (1), охватывая его с двух сторон манипуляторами (2). Блок (4) сбора материала перемещают и устанавливают особым манипулятором (5). Антенну (6) развёртывают с помощью манипулятора (7). Энергией от сферической солнечной батареи (3) питают установленный в блоке (4) многоламповый прожектор с концентрирующей свет оптической системой. Плавят им поверхностный слой астероида с образованием лунок. Забирают из лунок расплавленный материал, охлаждают, помещают отливки в хранилище, откуда их периодически забирают отдельным КА, курсирующим между Землей и астероидом. Техническим результатом группы изобретений является добыча ограниченной массы полезных ископаемых на астероиде с использованием энергии Солнца. 4 н.п. ф-лы, 35 ил.
Наверх