Шахтная перемычка для гашения энергии воздушной ударной волны в горной выработке

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к asr. сеид-ву (22) Заявлеио 09. 01. 79 (2)) 2710520/22-03.„(„з

E 21 F 5/00 с присоединением заявки Ио

Госуаарствеииый комитет ссср по делам изооретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2311„80. Бюллетень Йо 43 (53) УДК 622.817 (088.8) Дата опубликования описания 27 11. 80

В. М. Плотников, A. N. Чеховских, А. Г. Абинов, B. П. Митрофанов и М. Г. Рогов а»К» М»з»е, дф уа.:! Д „С Г н iиннн

Карагандинский отдел йоеооианого научио-, исследовательского института горноспасательного дела (72) Авторы изобретения (71) Заявитель. (5Й)ШАХТНАЯ ПЕРЕМЫЧКА ДЛЯ ГАШЕНИЯ ЭНЕРГИИ

ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ В ГОРНОЙ ВЫРАБОТКЕ

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности, а более конкретно — к горноспасательному делу, и может быть использовано для гашеНия воздушной ударной волны(ВУВ),воз- 5 никающей при взрывах, обрушенных в горных выработках и т.п.

Известна шахтная перемычка, включающая парашютообразный купол из воздухонепроницаемого материала,уплот- lO нитель, размещенный у основания купола на наружной поверхности его и об..разующий с наружной поверхностью купола кольцевую камеру; основание купола по периметру кольцевой камеры выполнено с отверстиями, при этом уплотнитель выполнен из более тонкого и эластичного материала, чем купол, и элементы крепления, выполненные в виде строп, разделенных на два 2() пучка для закрепления их к средней части стенок горной выработки (1) .

Недостатком перемычки является то, что она обладает малыми надежностью и эффективностью гашения воздушной 25 ударной волны куполом парашюта, вследствие возникновения несимметричных нагрузок при взаимодействии перемычки с воздушной ударной волной. Известно, что полусферические эластич- 30

2 ные оболочки рационально работают при действии не. них симметричных нагрузок. Отсутствие специальных элементов усиления купола приводит к возникновению несимметричных нагрузок на перемычку, взаимодействующую с ударной волной.

Известна шахтная взрывоустойчивая перемычка для гашения энергии .воздушной ударной волны в горной выработке, включающая парашютообразный купол из воздухонепроницаемого материала с полюсным отверстием, перекрывающий поперечное сечение горной выработки, стропы, длину которых принимают не менее двух диаметров купола, и резиновые растяжки, одни концы которых закреплены по периметну купола, вторые концы строп собраны в пучок и соединены посредством коушной шайбы для закрепления ее к одному из элементов оснащения горной выработки, а вторые концы резиновых растяжек служат для закрепления купола к элементам оснз ения горной выработки рассредоченио по периметру поперечного сечения последней, резиновую растяжку, закрепленную одним концом к центру купола, а вторым — прикрепляемую к элементам оснащения горной выработки

781370 оснащения горной выработки. Элементы жесткости, размещенные на наружной поверхности купола, выполнены в виде объемного пневмокаркаса из воздухонепроницаемого материала, а перемычка снабжена клапанами, установленными с внутренней стороны купола и сообщенными с внутренней полостью объемного пневмокаркаса. При этом длину центральной стропы принимают равной не менее двух диаметров купола, а прочность ее принимают равной не менее половины суммарной прочности основных строп.

На фиг. 1 изображена взрывогасящая парашютная перемычка„ вид сбоку; на Фиг. 2 — то же, со стороны действия воздушной ударной волны; на фиг.

3 — узел 1 на фиг. 2; на фиг. 4 разрез A-A на фиг. 3.

Вэрывогасящая шахтная парашютная перемычка(фиг. 1 и 2) имеет парашютообразный купол 1 из воздухонепроницаемого материала, перекрывающий поперечное сечение горной выработки, стропы 2, длину которых принимают не менее двух диаметров купола, и реэи50 бО и кольцевые и радиальные ленты жесткости, размещенные на наружной поверхности купола, при этом шахтная перемычка выполнена в виде ряда последовательно установленных в горной выработке куполов, расстояния между которыми принимают не менее длины строп(Я .

Недостатком перемычки является то, что она также обладает недостаточной надежностью и малой эффективностью гашения воздушной ударной волны купо- 9 лом парашюта вследствие возникновения несимметричных нагрузок при взаимодействии перемычки с воздушной ударной волной, так как полусферические эластичные оболочки рационально работают при действии на них симметричных нагрузок. Известное крепление перемычки и выполнение элементов жесткости не позволяет исключить указанный недостаток. Возникновение несимметричных нагрузок, действующих на купол перемычки, приводит к "свертыванию" и "вытягиванию" купола, к ненадежности работы перемычки и малой эффективности гашения ею воздушной ударной волны. 25

Цель изобретения — повышение надежности работы перемычки и эффективности гашения воздушной ударной волны за счет исключения возникновения. несимметричных динамических нагрузок () на перемычку и создание дополнительного аэродинамического сопротивления купола. цель достигается тем, что перемычка снабжена центральной стропой, од- З5 ним концом закрепленная к вершине купола с внутренней сторЬны его, а вторым — присоединенным к общему пучку строп, закрепляемых посредством коушной шайбы к одному из элементов

4О новые растяжки 3, одни концы которых закреплены по периметру купола, а вторые концы резиновых растяжек служат для закрепления купола к элемен- . там оснащения горной выработки рассредоточенно по периметру поперечно- го сечения последней, резиновую растяжку 5, закрепленную одним концом к центру купола а вторым — к элементам оснащения горной вйработки,центральную стропу 6, один конец которой закреплен к вершине купола с внутренней стороны его, а второй — присоединен к общему пучку строп 2 и крепится посредством коушной шайбы,4 к одному из элементов оснащения горной выработки, элемент жесткости, выполненный в виде объемного пневмокаркаса 7, образованного несколькими кольцевыми и радиальными емкостями, сообщающимися между собой и расположенными на наружной поверхности купола

1. Объемный пневмокаркас I выполнен из прочного воздухонепроницаемого материала(например из воздухонепроницаемой ткани), и имеет клапаны 8, расположенные с внутренней стороны купола 1 по направлению движения воздушной ударной волны и сообщенные с внутренней полостью объемного пневмокаркаса. Клапаны 8, устройство которых показано на Фиг. 3, служат для наполнения объемного пневмокаркаса 7 воздухом, движущимся за фронтом воздушной ударной волны, что обеспечивает в свою очередь"жесткость" куполу 1 и исключает возникновение несимметричных динамических нагрузок на узлы перемычки при взаимодействии ее с воздушной ударной волной. Длину центральной стропы 6 принимают равной не менее двух диаметров купола,а ее прочность равной не менее половины суммарной прочности основных строп.

Работает шахтная перемычка для гашения энергии воздушной ударной волны следующим образом.

Воздушная ударная волна при взаимодействии с куполом 1 образует у его поверхности слой уплотненного воздуха, который оказывает давленйе на купол 1 и клапаны 8. Под действием избыточного давления воздуха купол 1 из-за дополнительного закрепления его в центре крепежной стропой 6 полностью наполняется н раскрывается по всей площади поперечного сечения горной выработки. Одновременно с этим избыточное давление воздуха приводит в действие клапаны 8, посредством которых осуществляется наполнение . объемного пневмокаркаса 7 воздухом, движущимся за фронтом воздушной ударной волны, что придает в свою очередь

"жесткость" куполу 1 и способствует более надежной работе перемычки. Кроме того, наличие центральной крепежной стропы 6 приводит к повышению аэродинами .еского сопротивления ку78137Ñ, пола 1 и к снижению динамических нагрузок на стропы 2, что также способствует повышению надежности работы перемычки в целом. Элементы крепления в виде резиновых растяжек 3 и 5 обеспечивают предварительное частич- ное раскрытие купола 1. Это способствЂ-вует лучшему наполнению воздухом ку- пола 1 и более эффективному гашению им воздушной ударной волны. После окончания динамического взаимодействия воздушной ударной волны резино- ® вые растяжки 3 и 5 возвращают купол

1 в исходное положение и перемычка может воспринимать очередное действие воздушной ударной волны.

Эксперименты показали надежность 15 работы шахтной парашютной перемычки и возможность эффективного гашения воздушной взрывной волны.

Данная перемычка обеспечивает снижение интенсивности волны до 25%, а ро удельного импульса — до 40%. Наиболее эффективна работа перемычки для гашения воздушных ударных волн, интенсивность которых менее 0,05 МПА.

Формула изобретения

Шахтная перемычка для гашения энергии воздушной ударной волны в горной выработке, включающая парашютообразный купол иэ воздухонепроницаемого материала, перекрывающий: поперечное сечение горной выработки, стропы,длину которых принимают не менее двух диаметров купола, и резиновые рас- 35 тяжки, одни концы которых закреплены по периметру купола, вторые концы строп собраны в пучок и соединены посредством коушной шайбы для закрепления ее к одному из элементов оснащения горной выработки, а вторые концы резиновых растяжек служат для закрепления купола к элементам оснащения горной выработки рассредоточенно по периметру поперечного сечения последней, резиновую растяжку, закрепленную одним концом к центру купола, а вторым - прикрепляемую к элементам оснащения горной выработки и элементы жесткости, размещенные на наружной поверхности купола в кольцевом и радиальном направлении, о т л, и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы перемычки и эффективности гашения воздушной ударной волны за счет исключения возйикновения несимметричных динамических нагрузок на перемычку и создания дополнительного аэродинамического сопротивления купола, перемычка снабжена центральной стропой, одним концом закрепленная к вершине купола с внутренней стороны его, а вторым — присоединенным к общему пучку строп,закрепляемых посредством коушной шайбы к одному из элементов оснащения горной выработки, элементы жесткости, размещенные на наружной поверхности купола, выполнены в виде объемногс пневмокаркаса иэ воздухонепроницаемого материала, а перемычка снабжена клапанами, установленными с внутренней стороны купола и сообщенными с внутренней полостью объемного пневмокаркаса, при этом длину центральной стропы принимают равной не менее двух диаметров купола, а прочность ее принимают равной не менее половины суммарной прочности основных строп.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2669356/22-03, кл. Е 21 F 5/00.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 1993530/22-03, кл. Е 21 F 5/00(прототип). 781370

ФАЗ

Фиг. 4

Составитель Э. Руднева

Редактор Е. Лушникова Техред С.Мигунова Корректор Г. Решетник

Закаэ 8087/30 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного -комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )<-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", г..ужпорбд, уп. Прс ктная, 1