ТЕПЛОВОЛНОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МНОГОКРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1998 года по МПК E21F5/00 E21F17/00 

Изобретение относится к области строительства, а именно к вопросу обеспечения защиты горных выработок при многократном действии воздушных ударных волн.

Известны конструктивные решения по защите горных выработок при действии воздушных ударных волн. Они содержат породные перемычки, траверсы, клиновидные перемычки, расширительные камеры, самозакрывающиеся устройства и другие, создаваемые совместно с контуром канала [1, 2].

Недостатками этих устройств являются: разрушение конструктивных элементов этих устройств; увеличение длины каналов; заполнение каналов блоками (таким образом ликвидируются проходы в охраняемую горную выработку); недостаточная надежность защиты горной выработки при многократном действии воздушных ударных волн.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является устройство, приведенное в [3]. Оно выполнено в канале в форме породной перемычки, созданной в разрушенной шпуровыми зарядами горной породы целика межу двумя дучками, пройденными на высоту 3 - 5 м.

Недостатками аналога являются: быстрая разрушаемость вследствие действия пульсаций давлений воздушной ударной волны на откосы перемычки из раздробленной взрывами горной породы; образование ослабленной взрывами шпуровых зарядов выработки горной породы; отсутствие надежной защиты горной выработки при действии многократных взрывов в горизонтальных (наклонных) каналах; создание препятствий на транспортных связях с охраняемой горной выработкой; увеличение капитальных и эксплуатационных затрат при многократной работе устройства.

Задачей изобретения является повышение степени защиты охраняемых выработок при многократном действии воздушных ударных волн от взрывов зарядов, снижение капитальных и эксплуатационных затрат.

Поставленная задача достигается тем, что в канале горной выработки выполнены секции скважин, при этом каждая скважина снабжена коноидальным уширением на входе в горную породу, а в конце скважин устроены камеры, удаленные друг от друга и от продольной оси канала.

В результате создания предлагаемого устройства обеспечивается защита горной выработки при многократном действии воздушной ударной волны при взрывах шпуровых зарядов и уменьшаются капитальные и эксплуатационные затраты.

На чертеже показан разрез фрагмента тепловолногасительного устройства многократного действия для защиты горных выработок. Оно состоит из расширенной части 1 транспортного канала входа 6, скважин 2, пробуренных в горном массиве защищаемой выработки и снабженных со стороны канала входа 1 коноидальными уширениями 3, а с противоположной стороны расширительными камерами 4 из разрушенных объемов горной породы.

Устройство работает следующим образом.

При распространении воздушной ударной волны по каналу происходит ее затекание в расширение 1, а затем через коноидальные уширения 3 в скважины 2. Благодаря тому что начальные участки скважин 2 выполнены в виде коноидальных уширений 3, достигается максимальный коэффициент скорости, а потери энергии потока в устье скважин 2 будут минимальными. Дале высокоскоростной поток газа затекает из скважины 2 в расширительную камеру 4 без отражения и повышения параметров. За счет смешения высокотемпературного газа с воздухом, находящимся в камере 4, и взаимодействия с элементами горной породы, находящимися в этой же камере, наблюдается снижение температуры затекающего потока газа. Учитывая, что скважины выполнены с шагом 1 - 2 м, а их диаметр составляет 0,1 - 0,3 м, то в целом на расширенном участке 1 канала может быть устроено несколько десятков скважин 2, что в целом приводит к тепловолногасительному эффекту при распространении воздушной ударной волны по каналу выработки.

Таким образом, предлагаемое устройство, выполняя тепловолногасительные функции, обеспечивает защиту горных выработок и каналов от многократного действия воздушных ударных волн.

Использование: изобретение относится к области строительства, а именно для защиты каналов горных выработок при действии воздушных ударных волн. Сущность изобретения: задачей изобретения является повышение живучести горных выработок при действии воздушных ударных волн с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами. Для этого в канале выполнены секции скважин с коноидальными уширениями на входе в горную породу и камерами разрушенной горной породы в конце скважин на таких расстояниях от оси канала, чтобы обеспечивалась защита канала горной выработки и не наблюдалось ослабления прочности приконтурного массива горной породы. В результате указанных действий достигается защита горных выработок от многократного действия воздушных ударных волн при различных их параметрах, автономность действия, надежность, технологичность и экономичность в изготовлении и эксплуатации. 1 ил.

Тепловолногасительное устройство многократного действия, состоящее из канала, отличающееся тем, что в канале горной выработки выполнены секции скважин, при этом каждая скважина секции снабжена коноидальным отверстием на входе в горную породу, а в конце скважины - камерами разрушенной горной породы, удаленными друг от друга и от продольной оси канала.