УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ЗАВИСАНИЙ В УГЛЕСПУСКНЫХ ПЕЧАХ И РУДОСПУСКАХ Российский патент 1999 года по МПК E21F13/04 E21C37/00 

Изобретение относится к технике отработки крутопадающих угольных пластов и более конкретно - к средствам разбучивания углеспускных печей.

Известно устройство для ликвидации зависаний с помощью накладных зарядов, согласно которому заряд подвязывается к первому звену деревянной штанги и путем наращивания последней поднимается по скважине до упора в зависший свод, где и подрывается.

Анализ всех зарегистрированных случаев применения данного устройства показал (1), что на ликвидацию зависаний отдельных пробок затрачивается до 4-5 часов. Кроме того, испытания в опытном штреке ВостНИИ показали, что это устройство является взрывоопасным в пылегазовой среде и может привести к несчастным случаям. Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство, предложенное в 60-х годах в Кузбасском Политехническом институте А. А. Важениным (2), действие которого заключается в ударном воздействии на зависший свод инертными металлическими ударниками, выстреливаемыми из метательной установки, расположенной в нижней части углеспускной печи. Испытания предложенного А.А.Важениным устройства показали, что на ликвидацию зависания сухой угольной массы затрачивается 30-35 минут при среднем расходе 6-7 ударников на одну печь. В то же время зависшие пробки, состоящие из мокрого штыба или леса, практически не поддаются "разбучиванию" при использовании этого устройства. Кроме того, при обрушении метательная установка засыпается обрушившимся слоем и в ряде случаев оказывается непригодной для дальнейшего использования. Кроме того, для обеспечения безопасности стрельбы в качестве метательного заряда вместо порохового использовался заряд от патронов "Гидрокс", что существенно уменьшало метательную способность установки и приводило к увеличению потребного количества выстрелов, а следовательно, и к увеличению времени разбучивания углеспускной печи.

Целью настоящего изобретения является повышение безопасности проведения работ, сокращение времени на разбучивание печи и обеспечение сохранности метательной установки после обрушения зависшего свода.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для ликвидации зависаний в углеспускных печах и рудоспусках, содержащем ударник, направляющую трубу, метательный заряд и механизм крепления трубы к углеспускной печи и рудоспуске, направляющая труба снабжена двумя соединенными между собой разрушаемой жесткой связью поршнями и двумя расположенными на концах трубы упорами с разрывными мембранами, метательный заряд расположен между поршнями, метаемый элемент выполнен с плоской головной частью и размещен в верхней части трубы, упираясь своим дном в разрывную мембрану, а в объеме между мембранами и поршнями размещена жидкость, например, вода. Кроме того, поставленная задача достигается тем, что механизм крепления трубы выполнен в виде кронштейна, один конец которого шарнирно связан с направляющей трубой, а другой - шарнирно закреплен на тележке, кинематически связанной с балкой, жестко закрепленной в углеспускной печи или рудоспуске.

Предложенное устройство для ликвидации зависаний показано на чертеже.

Устройство содержит ударник 1, направляющую трубу 2, метательный заряд 5 с электрокапсюлем-воспламенителем, два соединенных между собой разрушаемой жесткой связью 6 поршня 4, два расположенных на концах трубы упора с сужающимися каналами 7 и разрывными мембранами 8, механизм 9 крепления трубы, механизм стопорения установки 12 с системой 11 и рычагом 10. Ударник 1 выполнен с плоской головной частью и профилированным дном и размещен в верхней части трубы 2, упираясь в разрывную мембрану 8, а в двух объемах между мембраной 8 и поршнем 4 размещена жидкость 3, например вода. Механизм 9 крепления трубы выполнен в виде кронштейна, один конец которого жестко связан с направляющей трубой 2, а другой - шарнирно закреплен на тележке 13, кинематически связанной с балкой 14, закрепленной в углеспускной печи или рудоспуске.

Устройство работает следующим образом. На электрокапсюль-воспламенитель подается сигнал подрыва и происходит воспламенение метательного заряда. Последний горит при постоянном объеме до достижения давления форсирования. При превышении давления формирования происходит разрыв жесткой связи 6, соединяющей оба поршня 4 и поршни приходят в движение. От движущихся поршней 4 в водяных областях 3 возникают волны сжатия, которые проходят по всей среде и, подойдя к торцам, разрывают вскрывные мембраны 8. После вскрытия мембран жидкость, продавливаясь через сужающиеся участки 7, формируется в струи, одна из которых разгоняет ударник 1, а другая, двигаясь в противоположную сторону, уравновешивает направляющую трубу 2. Жидкость и поршни надежно предохраняют рудничную атмосферу от контакта с продуктами сгорания метательного заряда. После выстрела продукты сгорания остаются в трубе запертыми с торцов поршнями, где охлаждаются до температуры окружающей среды, чем обеспечивается безопасное применение устройства во взрывоопасной рудничной атмосфере.

Ударник, покидая направляющую трубу, отклоняет рычаг 10, который через систему тяг 11 освобождает механизм стопорения 12 и устройство под действием момента силы тяжести начинает разворачиваться в вертикальной плоскости, уходя за прикрытие. При повороте устройства на 90 градусов механизм стопорения 12 фиксирует его новое положение и действие силы инерции приводит устройство в движение в горизонтальной плоскости, откатывая ее дальше от опасной зоны. Время увода устройства из опасной зоны составляет не более 0,4-0,6 секунды, что достаточно для ухода из-под обвала зависания, находящегося на высоте не менее 2,5 м.

Устройство перемещается по балкам, закрепленным на потолке углеотводящей штольни, причем для нормальной работы устройства необходимо, чтобы высота штольни была не менее 1,5 м.

Эскизная проработка и создание в рамках данной онструктивной схемы 73-мм метательной установки показали ее работоспособность и реальную возможность обеспечения скорости метания на уровне 100-150 м/с при массе ударника в 2-3 кг. При этом масса установки в рабочем положении не более 30 кг. Кроме того, она легко расчленяется на две части массами 20 и 10 кг.

Одним из основных факторов, являющихся достоинством этой схемы, является возможность создания на ее основе качественно новой технологии автоматизированного дистанционного разбучивания углеспускных печей, исключающей присутствие человека в такой исключительно опасной операции, как доставка разрушающего средства к очагу зависаний.

Список литературы
1. Инструкция по безопасному ведению взрывных работ с применением взрывных приборов при проходке вертикальных стволов шахт, опасных по пыли и газу - Харьков, изд. ВНИИОМШС, 1980.

2. Важенин А.А. Исследование и создание средств разбучивания углеспускных печей при отработке крутопадающих пластов. Дисс. к.т.н. - Кемерово, 1969.

Изобретение относится к технике отработки крутопадающих угольных пластов, в частности к устройствам для ликвидации зависаний в углеспускных печах и рудоспусках, и содержит направляющую трубу, метательный заряд и механизм крепления трубы, в которой на ее концах установлены две разрывные мембраны и установлены связанные между собой разрушаемой жесткой связью два поршня, между которыми расположен метательный заряд, при этом метаемый элемент выполнен с плоской головной частью и профилированным дном и размещен в верхней части трубы, упираясь своим дном в разрывную мембрану, а в объеме между мембранами и поршнями размещена жидкость, например вода. Изобретение обеспечит повышение безопасности работ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для ликвидации зависаний в углеспускных печах и рудоспусках, содержащее ударник, направляющую трубу, метательный заряд и механизм крепления трубы в углеспускной печи и рудоспуске, отличающееся тем, что направляющая труба снабжена двумя соединенными между собой разрушаемой жесткой связью поршнями и двумя расположенными на концах трубы упорами с разрывными мембранами, метательный заряд расположен между поршнями, метаемый элемент выполнен с плоской головной частью и профилированным дном и размещен в верхней части трубы, упираясь своим дном в разрывную мембрану, а в объеме между мембранами и поршнями размещена жидкость, например вода. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм крепления трубы выполнен в виде кронштейна, один конец которого жестко связан с направляющей трубой, а другой шарнирно закреплен на тележке, кинематически связанной с балкой, жестко закрепленной в углеспускной печи или рудоспуске.