Способ локализации высокотоксичных и экологически опасных веществ в горной выработке при взрывных работах

Изобретение относится к технике защиты окружающей среды от опасного и вредного воздействия высокотоксичных и экологически опасных веществ и может быть использовано для предотвращения последствий аварийных ситуаций при проведении в горной выработке взрывных работ с зарядами или взрывными устройствами. Способ локализации высокотоксичных и экологически опасных веществ в горной выработке при взрывных работах включает возведение заслонов с образованием герметичных рабочего объема и по крайней мере одного буферного объема. В заслонах размещают системы откачки для создания пониженного давления по отношению к атмосферному давлению. Величина откачки из рабочего объема больше возможного объема газовых продуктов, образующихся при подрыве взрывного устройства. Величина откачки из буферного объема в несколько раз больше возможного объема содержащей газообразные продукты взрыва среды, натекающей через заслон из рабочего объема. Технический результат: повышение защиты окружающей среды от высокотоксичных или экологически опасных продуктов взрыва. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике защиты окружающей среды от опасного и вредного воздействия высокотоксичных и экологически опасных веществ и может быть использовано для предотвращения последствий аварийных ситуаций при проведении в горной выработке взрывных работ с зарядами или взрывными устройствами, содержащими высокотоксичные и экологически опасные вещества.

Известен «Способ локализации энергии взрывной волны и устройство для его осуществления» (см. патент RU №2174602, E21F 5/02, опубл. 10.10.2001), используемый для подавления энергии ударной волны при взрыве газа и пыли в шахтах. Способ локализации энергии взрывной волны включает возведение в сечении горной выработки заслонов для энергии взрывной волны, в месте установки заслона в основной горной выработке устраивание расширения путем проходки по боковым породам обводной выработки. В обводной выработке размещают дополнительные средства локализации энергии взрывной волны и активного гашения фронта пламени.

В вариантах исполнения:

- на входе в расширяющуюся часть горной выработки устанавливают отбойник фронта энергии взрывной волны;

- в качестве дополнительного средства локализации энергии взрывной волны применяют пенную завесу, а в качестве экрана для ее формирования используют самораскрывающуюся парашютную перемычку;

- встречно фронту пламени взрывной волны по обводной выработке размещают по крайней мере один бункер с огнетушащим составом;

- бункер с огнетушащим составом размещают в специальной нише или скважине;

- бункер с огнетушащим составом снабжают выталкивателем с приводным механизмом, имеющим связь с дистанционно установленным аварийным датчиком;

- в качестве бункера с огнетушащим составом используют легко разрушаемую емкость с жидким азотом;

- расширение устраивают в месте проходки кроссинга путем его соединения через шлюзовое устройство в кровле основной горной выработки с выходом на кроссинг;

- в крыльях кроссинга устанавливают ловушки, локализующие энергию взрывной волны;

- обводную выработку и входную и выходную ветви кроссинга проходят с формированием лабиринта, выполненного перегородками, установленными в выработке на противоположных бортах и смещенных относительно друг друга по продольной оси выработки;

- заслоны в основной выработке устанавливают до выхода с обводной выработки на основную;

- отбойник фронта взрывной волны на кроссинговую выработку выполняют откидным на сечение основной горной выработки и снабжают связью с дистанционно установленным аварийным датчиком;

- в качестве дополнительного средства локализации энергии взрывной волны и гашения фронта пламени устраивают тупиковые ниши-ловушки, выполненные в виде участковых водосборников.

Устройство для локализации энергии взрывной волны включает подвижные переднюю и заднюю каретки, соединенные гибкой связью, побудитель схода, щитки, жестко закрепленные на цепях, направляющие схода с ограничителем, встроенные в щитки кассеты с газогенерирующими приспособлениями, выходные сопла которых ориентированы встречно направлению ударной волны, а на задней каретке устанавливают самораскрывающееся заграждение, выполненное в виде парашютной перемычки.

Недостатком этого способа и устройства локализации энергии взрывной волны является возможность проникновения высокотоксичных или экологически опасных продуктов взрыва через заслоны, которые не являются герметичными, в зону основной горной выработки и далее в окружающую среду.

Известен "Комплекс технических средств защиты" (см. патент RU №2354927, F42D 5/04, опубл. 10.05.2009, Бюл. №13), используемый при производстве взрывных работ с зарядами или взрывными устройствами большой разрушительной силы, содержащими помимо обычного взрывчатого вещества высокотоксичные и экологически опасные продукты. Комплекс технических средств защиты состоит, по крайней мере, из трех каскадов защиты. Первый - взрывозащитная камера, в которой размещается заряд или взрывное устройство. Второй - возведенное вокруг взрывозащитной камеры локализующее продукты взрыва устройство, позволяющее удерживать высокотоксичные и экологически опасные продукты взрыва и произвести удаление взрывозащитной камеры, несанкционированно потерявшей герметичность, в отстойник. Третий - концевой бокс в горной выработке, запираемый каскадом из, по крайней мере, трех коробов: бронекороба с бронедверью и, по крайней мере, двух гермокоробов с гермодверью каждый.

Недостатком известного комплекса технических средств защиты является возможность проникновения продуктов взрыва через третий каскад защиты при аварийной ситуации, когда при разрушении первого и второго каскада защиты горячие продукты взрыва попадают в рабочий объем горной выработки и повышают в ней давление. При воздействии повышенного давления среды, содержащей высокотоксичные и экологически опасные вещества, на термоэлементы, имеющие конструктивные и технологические протечки, возможно попадание этих веществ в окружающую среду.

Данный патент выбран в качестве прототипа.

Задача заключается в том, чтобы при возникновении аварийной ситуации при проведении в горной выработке взрывных работ с зарядами или взрывными устройствами, содержащими высокотоксичные или экологически опасные продукты, обеспечить полную локализацию опасных веществ в заданном объеме горной выработки.

Технический результат заключается в повышении защиты окружающей среды от высокотоксичных или экологически опасных продуктов взрыва.

Технический результат достигается тем, что предлагается способ локализации высокотоксичных и экологически опасных веществ в горной выработке при взрывных работах, включающий возведение в сечении горной выработки заслонов с образованием герметичных рабочего объема и, по крайней мере, одного буферного объема, в герметичном рабочем объеме и в каждом буферном объеме размещают системы откачки для создания пониженного давления по отношению к атмосферному давлению, при этом величина откачки из рабочего объема больше расчетного объема газовых продуктов, образующихся при подрыве взрывного устройства, величина откачки из каждого буферного объема в несколько раз больше расчетного объема содержащей газообразные продукты взрыва среды, натекающей через заслон из предыдущего объема.

Создание с помощью заслонов, разделяющих основной объем горной выработки на герметичный рабочий объем и буферный объем, и установление системы откачки для создания пониженного давления по отношению к атмосферному давлению позволяет:

- создать в рабочем объеме пониженное давление по отношению к атмосферному давлению, при котором величина откачки больше возможного объема газовых продуктов, образующихся при подрыве взрывного устройства и выходящих из взрывозащитного устройства в случае его разрушения, т.е. аварии;

- создать в буферном объеме пониженное давление по отношению к атмосферному давлению, при котором величина откачки в несколько раз больше возможного объема утечки среды, содержащей газообразные продукты взрыва, из рабочего объема.

Давление газовой среды в буферном объеме всегда будет ниже давления в рабочем объеме, содержащем газообразные продукты взрыва, при этом газовые потоки окружающей среды будут направлены внутрь буферного объема. Это обеспечивает полную локализацию высокотоксичных и экологически опасных веществ, попавших в рабочий объем при аварии, в заданном объеме горной выработки.

В варианте исполнения возможно создание нескольких буферных объемов за счет увеличения заслонов и устройств откачки, при этом повышается надежность локализации высокотоксичных и экологически опасных веществ в заданном объеме горной выработки

На фиг. 1 показана схема способа локализации высокотоксичных и экологически опасных веществ в горной выработке, где:

1 - горная выработка;

2 - заслон;

3 - рабочий объем;

4 - буферный объем;

5 - устройства системы откачки;

6 - заряд с защитным устройством (взрывное устройство).

Использование способа локализации высокотоксичных и экологически опасных веществ в горной выработке производится следующим образом:

- выполняют горную выработку 1, например, штольню, в которой устанавливают не менее двух заслонов 2, разделяя основной объем штольни на герметичные рабочий объем 3 и буферный объем 4;

- из рабочего объема 3 и буферного объема 4 через забивку заслонов 2 выводят устройства системы откачки 5;

- через дверные проемы заслонов 2 доставляют с устья горной выработки в заданную зону рабочего объема 3 взрывное устройство 6;

- проводят подготовку взрывного устройства 6 к подрыву;

- закрывают двери заслонов 2;

- в заданное до подрыва заряда время производят откачку рабочего объема 3 и буферного объема 4, обеспечивая при этом:

а) величину откачки из рабочего объема 3 больше возможного объема газовых продуктов, образующихся при подрыве взрывного устройства 6;

б) величину откачки из буферного объема 4 в несколько раз больше возможного объема содержащей газообразные продукты взрыва среды, натекающей через герметичный заслон 2 из рабочего объема 3.

При подрыве взрывного устройства 6 в штатной ситуации продукты взрыва локализуются внутри защитного устройства, например во взрывозащитной камере. В случае возникновения аварии, когда происходит разрушение защитного устройства и продукты взрыва попадают в рабочий объем 3, давление внутри рабочего объема 3 повышается, но не превышает атмосферного, так как величина откачки из рабочего объема 3 больше возможного объема образующихся при подрыве взрывного устройства 6 газообразных продуктов. Ввиду повышения давления в рабочем объеме 3, которое превышает давление в буферном объеме 4, возможно попадание газовых продуктов взрыва в буферный объем 4, но при этом давление внутри буферного объема 4 остается ниже атмосферного давления, так как величина откачки из буферного объема 4 значительно больше возможного объема поступающих газообразных продуктов из рабочего объема 3.

Способ локализации высокотоксичных и экологически опасных веществ в горной выработке был опробирован во взрывном эксперименте и показал высокую эффективность локализации в горной выработке продуктов взрыва.

Способ локализации высокотоксичных и экологически опасных веществ в горной выработке при взрывных работах, включающий возведение в сечении горной выработки заслонов с образованием герметичных рабочего объема и по крайней мере одного буферного объема, отличающийся тем, что в герметичном рабочем объеме и в каждом буферном объеме размещают системы откачки для создания пониженного давления по отношению к атмосферному давлению, при этом величина откачки из рабочего объема больше расчетного объема газовых продуктов, образующихся при подрыве взрывного устройства, величина откачки из каждого буферного объема в несколько раз больше расчетного объема содержащей газообразные продукты взрыва среды, натекающей через заслон из предыдущего объема.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования. Систему мониторинга с обработкой полученной информации об опасной зоне используют в испытательном боксе.

Изобретение относится к защитным устройствам, а именно к защитным устройствам для взрывоопасных объектов. Включает металлический бронированной каркас с бронированной металлической обшивкой и наполнителем.

Изобретение относится к способам защиты объекта от взрывного воздействия, может использоваться в защитных системах от подводного или воздушного взрывов и решает задачу повышения стойкости безнаборной защитной преграды, закрепленной на опорном контуре, к фугасному воздействию взрыва.

Изобретение относится к технике защиты объектов от взрывных ударных волн в воздушной среде и может быть использовано для отведения и частичного гашения взрывной волны, образованной при возможных аварийных ситуациях на потенциально опасных производственных объектах, например в нефтепереработке для защиты наиболее дорогостоящего технологического блока или здания операторной с постоянным пребыванием людей.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования. В испытательном боксе устанавливают макет взрывного осколочного элемента с инициатором взрыва, по его внутреннему и внешнему периметрам устанавливают видеокамеры наблюдения за процессом развития чрезвычайной ситуации при аварии.

Изобретение относится к ударопрочным композиционным материалам. Композиционный материал включает неорганическую керамическую матрицу, в которой имеется первая наружная поверхность и вторая наружная поверхность, в целом параллельная первой наружной поверхности.

Изобретение относится к устройствам для локализации продуктов взрыва. Взрывозащитная камера содержит цилиндрический корпус с плоскими днищами, амортизаторы днищ, внутреннюю цилиндрическую оболочку, установленную коаксиально с зазором относительно корпуса и усиленную в центральной части, и загрузочную горловину с внутренней и герметичной наружной крышками.

Изобретение относится к области техники взрывных работ. Взрывозащитная камера содержит наружный и съемный внутренний контуры, каждый из которых выполнен разъемным и образован цилиндрической частью и плоскими днищами.

Изобретение относится к противовзрывным заграждениям для подземных горных работ. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования. .

Изобретение относится к возведению перемычек в горнорудной промышленности, а более конкретно к устройству перемычек в подводящих выработках отработанных очистных лав и в выработках у запожаренных участков в газовых шахтах.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при подземной разработке месторождений калийных солей для изоляции выработок от воды и рассола, а также для удержания закладочных пульп.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при подземной разработке месторождений калийных солей для гидроизоляции затопленных участков и обводненных горных выработок.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат направлен на повышение устойчивости закладочной перемычки, сокращение времени, затрачиваемого на возведение закладочной перемычки.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение надежности возведения перемычки в штольне, пройденной в склоне горы.

Изобретение относится к горному делу и подземному строительству и может быть применено в качестве вентиляционного клапана подземных выработок. .

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

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

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

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

Изобретение относится к области хранения и транспортировки взрывчатых веществ (ВВ) и взрывоопасных, легковоспламеняющихся жидких грузов. Транспортно-технологический взрывобезопасный контейнер включает емкость в виде металлического сосуда с узлами заполнения и опорожнения. Сосуд выполнен в виде вертикального цилиндрического корпуса с эллиптической крышкой и коническим днищем, защитной корзиной из труб, при этом емкость выполнена из алюминия с пределом текучести не более 155 МПа. Соотношение толщины стенок емкости к внутреннему диаметру цилиндрической части составляет 0,003…0,004, а угол конуса днища составляет около 90°. Места крепления защитной корзины расположены на цилиндрическом корпусе. Предусмотрено взрывозащитное устройство с индикатором безопасности на разрывном элементе, монтируемое в люке эллиптической крышки контейнера и содержащее корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта. В верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана. Разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана. Концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них. Зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: с=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; Н - высота клапана в сборе. На проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен с входом устройства оповещения об аварийной ситуации. Проволока разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, выполнена упругой и имеет несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности. Изобретение позволяет повысить взрывобезопасность контейнера. 3 ил.
Наверх