САМОХОДНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ВЗРЫВА Российский патент 2001 года по МПК F42D5/45 

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород, в том числе в стесненных условиях.

Наиболее распространенным способом защиты от разлетающихся при взрывном дроблении кусков горной породы (локализации взрыва) является установка над взрываемой поверхностью специальных укрытий различных конструкций [1].

Основными их недостатками являются немобильность и значительный пылегазовый выброс от взрыва в окружающую среду.

Наиболее близким по существу решаемой задачи устройством является самоходная установка для укрытия мест взрыва, включающая транспортное средство в виде ходовой тележки с опорной платформой, вертикальную раму с ограждающими элементами для перекрытия окон решетки в виде гибких емкостей, связанную с опорной платформой посредством гидроцилиндров, и горизонтальную раму с гибкими емкостями с жидкостью, имеющими перепускные клапаны для выпуска последней под давлением в установленную на горизонтальной раме над гибкими емкостями герметичную емкость, в которой вертикальная рама связана с опорной платформой противооткатным механизмом с возможностью перемещения и наклона ее относительно опорной платформы, на которой дополнительно размещены пылеуловитель с гибким пылепроводом и эластичным кожухом, образующим замкнутое пространство над горизонтальной рамой, по контуру которой установлен герметизирующий фартук, и адсорбер, при этом горизонтальная рама выполнена секционной и подвешена к балке опорной платформы на тросах, гибкие емкости вертикальной рамы заполнены сыпучим материалом, а гибкие емкости горизонтальной рамы выполнены с пневмокарманами /2/.

Установка позволяет за счет деформации гибких емкостей с жидкостью в горизонтальной раме погасить ударную волну взрыва, предотвратить разлет кусков горной массы, уловить пылегазовый выброс взрыва и очистить воздух от пыли и ядовитых газов.

Недостатком этого устройства, принятого за прототип заявленному изобретению, является заполнение гибких емкостей горизонтальной рамы жидкостью, что создает серьезные трудности применения его в зимних условиях, особенно в районах с длительным периодом отрицательных температур.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в самоходной установке для локализации взрыва, включающей транспортное средство в виде ходовой тележки с опорной платформой, на которой размещены пылеуловитель и адсорбер, вертикальную решетчатую раму с ограждающими элементами в виде гибких емкостей с сыпучим материалом, связанную с опорной платформой противооткатным механизмом с возможностью перемещения и наклона, выполненную секционно горизонтальную решетчатую раму с демпфирующими элементами в окнах решетки, связанную с балкой опорной платформы тросами и снабженную эластичным кожухом с герметизирующим фартуком по контуру, образующим замкнутое пространство над ней, согласно изобретению свободно подвешенные демпфирующие элементы выполнены в виде полых мягких емкостей, расположенных друг над другом и последовательно соединенных между собой, каждая мягкая емкость снабжена отверстиями.

Суммарное сечение отверстий каждой мягкой емкости последовательно уменьшается от нижней к верхней.

Сопоставительным анализом с прототипом установлено отличие заявленного устройства, заключающееся в перекрытии окон решетки горизонтальной рамы мягкими емкостями, заполненными воздухом. Таким образом, заявленная самоходная установка для локализации взрыва соответствует критерию изобретения "новизна". При изучении других решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, выявлены не были и поэтому они обеспечивают ему соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 схематично изображена установка в рабочем положении, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Самоходная установка для локализации взрыва включает вертикальную решетчатую раму 1 и горизонтальную решетчатую раму 2, состоящую из секций 3. Вертикальная решетчатая рама 1 связана с опорной платформой 4 транспортного средства, выполненного в виде массивной ходовой тележки 5, с помощью гидроцилиндров 6, 7, противооткатного механизма 8 и опорного элемента 9 с катками 10. Горизонтальная решетчатая рама 2 тросами 11 связана с балкой 12, которая через упор 13 гидроцилиндром 14 может поворачиваться вокруг шарнира 15 для складывания горизонтальной решетчатой рамы 2 в транспортное положение. Вертикальная решетчатая рама 1 и горизонтальная решетчатая рама 2 снабжены ограждающими элементами для перекрытия окон решетки, выполненными у вертикальной решетчатой рамы 1 в виде мягких емкостей 16, изготовленных, например, из резинокордовой ткани или полимерного материала и заполненных сыпучим материалом, например песком. Демпфирующие элементы 17 горизонтальной решетчатой рамы 2 свободно подвешены на плите 18 с отверстиями 19 для пропуска газов от взрыва и составлены из нескольких расположенных друг над другом и последовательно соединенных полых мягких емкостей 20, выполненных, например, из резинокордовой ткани, позволяющей им сохранять заданную форму в состоянии свободной подвески. Каждая мягкая емкость 20 снабжена отверстиями 21, суммарное сечение которых последовательно уменьшается от нижней емкости к верхней (см. фиг. 2) На вертикальной решетчатой раме 1 установлена жесткая плита 22 позади мягких емкостей 16. Над горизонтальной решетчатой рамой 2 эластичным кожухом 23, выполненным, например, из эластика, образовано замкнутое пространство 24, соединенное гибким пылепроводом 25 с вихревым пылеуловителем 26, установленным на опорной платформе 4. Из последнего очищенный от пыли воздух поступает в адсорбер 27. По контуру горизонтальной решетчатой рамы 2 закреплен герметизирующий фартук 28, выполненный, например, из резинотросовой ленты. Горизонтальная решетчатая рама 2 выполняется такой ширины, чтобы накрыть ею всю горизонтальную поверхность взрываемого зарядами BB в скважинах 29 объема уступа, отделенного от основного массива контурной щелью, образованной зарядами в скважинах 30, с запасом, обусловленным требованиями Правил безопасности. На балке 12 установлены направляющие 31 для фиксации горизонтальной решетчатой рамы 2 в транспортном положении.

Самоходная установка для локализации взрыва работает следующим образом. С помощью ходовой тележки 5 установку подгоняют к подготовленному для взрыва участку уступа, предварительно подняв гидроцилиндром 14 через упор 13 вокруг шарнира 15 горизонтальную решетчатую раму 2 выше поверхности уступа. Гидроцилиндрами 6, 7 и противооткатным механизмом 8 смещают вертикальную решетчатую раму 1 до прижатия мягких емкостей 16 к поверхности откоса уступа, перемещая ее опорным элементом 9 по каткам 10. Гидроцилиндром 14 через упор 13 вокруг шарнира 15 опускают балку 12 в горизонтальное положение и тросами 11 опускают горизонтальную решетчатую раму 2 к поверхности уступа до касания ее нижней частью демпфирующих элементов 17. Свободно подвешенные к плите 18 полые мягкие емкости 20 демпфирующего элемента 17 под действием собственного веса расправляются, принимают заданную форму (типа кузнечного меха), заполняются атмосферным воздухом через отверстия 21 и ложатся (касаются) днищем нижней мягкой емкости 20 на поверхность уступа, укрывая его, а герметизирующий фартук 28 герметизирует замкнутое пространство 24 над горизонтальной решетчатой рамой 2. Устройство готово к работе. Непосредственно перед взрывом запускают вихревой пылеуловитель 26 для улавливания пыли из горячих газов.

Вначале взрывают заряды в контурных скважинах 30, отделяя взрываемый объем от основного массива сплошной щелью, отражающей энергию взрыва и снижающей сейсмическое воздействие на массив горных пород. При поочередном взрыве зарядов рыхления в скважинах 29 верхнего слоя начинается подвижка отбиваемого каждой скважиной объема горных пород вверх и частично в сторону откоса уступа и происходит залповый прорыв пылегазового потока из массива через отверстия 19 в плите 18 и зазоры в решетке в замкнутое пространство 24 под эластичный кожух 23, под ним возрастает давление и по гибкому пылепроводу 25 пылегазовый поток поступает в вихревой пылеуловитель 26, где происходит его очистка. Фартук 28 по контуру горизонтальной решетчатой рамы 2 предотвращает прорыв пылегазового потока из-под укрытия в атмосферу. Очищенный от пыли воздушный поток с ядовитыми газами продуктов взрыва, содержащими оксиды углерода и азота, поступает в адсорбер 27, где эти газы улавливаются и очищенный воздух выбрасывается в атмосферу. Основная доля энергии взрыва расходуется на дробление горных пород и подброс укрытия. Заполненные воздухом мягкие емкости 20 под действием ударной взрывной нагрузки сплющиваются и, за счет сопротивления воздуха, выходящего через отверстия 21, смягчают воздействие взрыва на секцию 3 горизонтальной решетчатой рамы. При этом нижняя мягкая емкость 20 демпфирующего элемента 17 имеет наибольшую суммарную площадь отверстий 21 и быстро сплющивается, смягчая действие первой, самой сильной ударной волны. Последующие мягкие емкости 20 за счет меньшей суммарной площади отверстий оказывают более длительное сопротивление смещению породы и газов взрыва вверх, поглощая все большую часть энергии взрыва. После полного сплющивания демпфирующий элемент 17 прижимается к секции 3 и движение гасится существенной массой. Если же этого окажется недостаточно, усилие по связям решетки передается на соседние секции 3, инерционная масса многократно возрастает (вплоть до вовлечения в движение всей массы горизонтальной рамы 2) и останавливает перемещение горной породы вверх окончательно. Существенно (в 3-4 раза) меньшие усилия от взрываемого массива на вертикальную решетчатую раму 1 частично поглощаются при сплющивании гибких емкостей 16 с сыпучим наполнителем, прижимаемых к жесткой плите 22, а оставшиеся через противооткатный механизм 8 передаются на опорную платформу 4 и эта часть энергии взрыва окончательно гасится массой всего устройства.

Взрыв скважин 29 следующего горизонтального слоя пород происходит в качественной новой ситуации. Уже имеется масса ранее взорванного слоя, многократно превышающая массу горизонтальной решетчатой рамы 2, и суммированная с последней. Эта суммарная масса столь велика, что полностью поглощает энергию взрыва зарядов BB нижележащего разрыхляемого слоя пород. Таким образом, укрытие обеспечивает удержание разлета породы только от верхнего разрыхляемого слоя, далее укрытием служит уже взорванная горная масса. В этом и заключается преимущество предлагаемого технического решения - укрытие срабатывает при разрыхлении незначительного (менее 20%) объема взрываемого массива.

После взрыва тросами 11 горизонтальную решетчатую раму 2 приподнимают над взорванной горной массой. Гидроцилиндрами 6 и 7 отводят вертикальную решетчатую раму 1 от взорванного уступа. Устройство перемещают к подготовленному для взрыва участку уступа и цикл повторяют. При перегоне на большие расстояния горизонтальную решетчатую раму 2 тросами 11 поднимают вплотную к балке 12 и фиксируют направляющими 31. Затем поворотом вокруг шарнира 15 через упор 13 гидроцилиндром 14 балку 12 с горизонтальной решетчатой рамой 2 складывают в транспортное положение.

Подвеска горизонтальной решетчатой рамы 2 на тросах существенно расширяет диапазон применения установки, позволяя укрывать уступы различной высоты, вплоть до проходки разрезных траншей.

Таким образом, заявленная самоходная установка для локализации взрыва обеспечивает отбойку горных пород со сниженной массой укрытия, повышенной его надежностью в зимнее время за счет замены воды в емкостях на воздух, позволяя тем самым достичь поставленной цели.

Источники информации
1. Инструкция по производству взрывных работ с защитными укрытиями. М.: ЦПЭС, 1987.

2. Патент Российской Федерации N 2125233 МКИ⁶ F 42 D 3/04, 5/05 (прототип)ч

Изобретение относится к буровзрывным работам в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород, в том числе в стесненных условиях. Сущность изобретения заключается в том, что свободно подвешенные демпфирующие элементы в горизонтальной решетчатой раме установки выполнены в виде полых мягких емкостей, расположенных друг над другом и последовательно соединенных между собой, каждая емкость снабжена отверстиями и суммарное сечение отверстий каждой мягкой емкости последовательно уменьшается от нижней и верхней. Изобретение обеспечивает повышение надежности и долговечности работы устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Самоходная установка для локализации взрыва, включающая транспортное средство в виде ходовой тележки с опорной платформой, на которой размещены пылеуловитель и адсорбер, вертикальную решетчатую раму с ограждающими элементами в виде гибких емкостей с сыпучим материалом, связанную с опорной платформой противооткатным механизмом с возможностью перемещения и наклона, выполненную секционно горизонтальную решетчатую раму с демпфирующими элементами в окнах решетки, связанную с балкой опорной платформы тросами и снабженную эластичным кожухом с герметизирующим фартуком по контуру, образующим замкнутое пространство над ней, отличающаяся тем, что свободно подвешенные демпфирующие элементы выполнены в виде полых мягких емкостей, расположенных друг над другом и последовательно соединенных между собой, каждая мягкая емкость снабжена отверстиями. 2. Самоходная установка для локализации взрыва по п.1, отличающаяся тем, что суммарное сечение отверстий каждой мягкой емкости последовательно уменьшается от нижней к верхней.