МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ВЗРЫВА Российский патент 2004 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 не мобильность и значительный пылегазовый выброс от взрыва в окружающую среду.

Наиболее близким по существу решаемой задачи устройством является 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, горизонтальную решетчатую раму с ограждающими элементами, выполненную секционно, связанную с балкой опорной платформы тросами и снабженную эластичным кожухом с герметизирующим фартуком по контуру, образующим замкнутое пространство над ней, в которой окна решетки горизонтальной рамы перекрыты свободно подвешенными в них цепными матами [2]. Установка позволяет предотвратить разлет кусков горной массы, уловить пылегазовый выброс взрыва и очистить воздух от пыли и ядовитых газов.

Недостатком этого устройства, принятого за прототип заявляемому изобретению, является мощная ударная волна газов взрыва, прорывающаяся через газопроницаемые цепные маты и существенно снижающая срок службы эластичного кожуха для пылеулавливания.

Цель изобретения - повышение долговечности и надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в мобильной установке для локализации взрыва, включающей транспортное средство в виде массивной ходовой тележки с опорной платформой, на которой размещены вихревой пылеуловитель и адсорбер, вертикальную решетчатую раму, окна решеток которой перекрыты гибкими емкостями с сыпучим материалом, связанную с опорной платформой гидроцилиндрами, противооткатным механизмом и опорным элементом с катками с возможностью перемещения и наклона, горизонтальную решетчатую раму, выполненную из секций, со свободно подвешенными в окнах решетки газопроницаемыми цепными матами, связанную с балкой опорной платформы тросами, снабженную по контуру фартуком и эластичным кожухом, образующим над ней замкнутое пространство, согласно изобретению, на газопроницаемые цепные маты дополнительно уложены полые мягкие емкости с отверстиями, расположенные друг над другом и последовательно соединенные между собой, при этом нижняя полая мягкая емкость открыта в сторону цепных матов и соединена с ними по краям.

Сопоставительным анализом с прототипом установлено отличие заявляемого устройства, заключающееся в дополнительном размещении над газопроницаемыми цепными матами демпфирующих элементов в виде полых мягких емкостей с отверстиями, расположенных друг над другом и последовательно соединенных между собой. Таким образом, заявляемая мобильная 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; на фиг.3 и 4 - сечение Б - Б на фиг.1.

Мобильная установка для локализации взрыва (фиг.1) включает транспортное средство, в виде массивной ходовой тележки 1 с опорной платформой 2, на которой размещены вихревой пылеуловитель 3 и адсорбер 4; вертикальную решетчатую раму 5, окна решеток которой перекрыты гибкими емкостями 6, изготовленными, например, из резинокордовой ткани, с сыпучим материалом, например, песком (см. фиг.2), связанную с опорной платформой 2 гидроцилиндрами 7, 8, противооткатным механизмом 9 и опорным элементом 10 с катками 11 с возможностью перемещения и наклона; горизонтальную решетчатую раму 12, выполненную из секций 13 со свободно подвешенными в окнах решетки газопроницаемыми цепными матами 14, связанными, например, из якорных цепей (см. фиг.3). Горизонтальная решетчатая рама 12 связана с балкой 15 тросами 16, снабжена по контуру фартуком 17, выполненным, например, из резинотросовой ленты, эластичным кожухом 18, выполненным, например, из эластика и образующим над ней замкнутое пространство 19. Горизонтальная решетчатая рама 12 через упор 20 гидроцилиндром 21 может поворачиваться вокруг шарнира 22 для складывания в транспортное положение. Газопроницаемые цепные маты 14 свободно подвешены к балкам 23 плиты 24 с отверстиями 25 для пропуска газов от взрыва, на них уложены полые мягкие емкости 26, расположенные друг над другом и последовательно соединенные между собой, при этом нижняя полая мягкая емкость открыта в сторону цепных матов и соединена с ними по краям. Каждая полая мягкая емкость 26 выполнена, например, из резины или синтетической ткани и снабжена отверстиями 27, суммарное сечение которых последовательно уменьшается от нижней емкости к верхней (см. фиг.4). На вертикальной решетчатой раме 5 установлена жесткая плита 28 позади гибких емкостей 6. Замкнутое пространство 19 над горизонтальной решетчатой рамой 12 соединено гибким пылепроводом 29 с пылеуловителем 3 вихревого типа, из которого очищенный от пыли воздух поступает в адсорбер 4.

Горизонтальная решетчатая рама 12 выполняется такой ширины, чтобы накрыть ею всю горизонтальную поверхность уступа, взрываемого зарядами ВВ в скважинах 30, отделенного от основного массива контурной щелью, образованной зарядами в скважинах 31, с запасом, обусловленным требованиями Правил безопасности. На балке 15 установлены направляющие 32 для фиксации горизонтальной решетчатой рамы 6 в транспортном положении.

Мобильная установка для укрытия мест взрыва работает следующим образом.

С помощью транспортного средства в виде массивной ходовой тележки 1 ее подгоняют к подготовленному для взрыва участку уступа, предварительно подняв гидроцилиндром 21 через упор 20 вокруг шарнира 22 горизонтальную решетчатую раму 12 выше поверхности уступа. Гидроцилиндрами 7, 8 и противооткатным механизмом 9 по каткам 11 опорного элемента 10 смещают вертикальную решетчатую раму 5 до прижатия гибких емкостей 6 жесткой плитой 28 к поверхности откоса уступа. Затем опускают балку 15 в горизонтальное положение и тросами 16 опускают горизонтальную решетчатую раму 12 на поверхность уступа. Свободно висящие на балках 23 плиты 24 газопроницаемые цепные маты 14 с уложенными на них полыми мягкими емкостями 26 ложатся на поверхность уступа, укрывая его, а фартук 17 герметизирует замкнутое пространство 19 над горизонтальной решетчатой рамой 12. Устройство готово к работе. Непосредственно перед взрывом запускают вихревой пылеуловитель 3 для улавливания пыли из горячих газов.

Вначале взрывают заряды в контурных скважинах 31, 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 30 верхнего слоя начинается подвижка отбиваемого каждой скважиной объема горных пород вверх и частично в сторону откоса уступа и происходит залповый прорыв пылегазового потока взрыва через газопроницаемые цепные маты 14 в полые мягкие емкости 26, которые вздуваются, прижимаются верхней частью к плите 24 (см. фиг.4) и через отверстия 27 начинают демпфирующий выпуск газов, которые через отверстия 25 выходят в замкнутое пространство 19 под эластичный кожух 18, под ним возрастает давление и по гибкому пылепроводу 29 пылегазовый поток поступает в вихревой пылеуловитель 3, где происходит его очистка. Фартук 17 по контуру горизонтальной решетчатой рамы 12 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 4, улавливающий эти газы.

Основная доля энергии взрыва расходуется на дробление горных пород и подброс укрытия. Эластичность цепных матов при вспучивании породы от взрыва не позволяет отрываться отдельным кускам от общей массы, разрыхленная горная масса плотно обхватывается матом и удерживается им в компактном состоянии, разделяя таким образом взорванную горную массу и пылегазовый поток. Это позволяет исключить поражение полых мягких емкостей 26 кусками горной массы. Инерционное сопротивление компактной массы породы, усиленное массой укрытия из цепных матов, уравновешивает силу взрывного удара. Высота подбрасывания породы с укрытием из цепных матов зависит только от толщины взрываемого слоя и коэффициента разрыхления породы, поскольку от последнего зависит величина вспучивания породы после ее разрыхления.

Если массы газопроницаемых цепных матов окажется недостаточно для удержания взрываемого объема пород, вспученная горная масса натягивает до предела газопроницаемые цепные маты 14 и начинается сплющивание мягких емкостей 26, прижатых к плите 24 секции 13, которые за счет сопротивления воздуха, выходящего через отверстия 27, смягчают воздействие взрыва на секцию 13 в целом, а главное - защищают эластичный кожух 18 от прямого “кинжального” действия ударной воздушной волны взрыва. При этом нижняя полая мягкая емкость 26 имеет наибольшую суммарную площадь отверстий 27 и быстро сплющивается, смягчая действие первой, самой сильной ударной нагрузки породы. Последующие мягкие емкости 26 за счет меньшей суммарной площади отверстий оказывают более длительное сопротивление смещению породы вверх, поглощая все большую часть энергии взрыва. Затем в действие вступает общая масса секции 13 горизонтальной решетчатой рамы 12 над этой скважиной и движение гасится уже существенно большей массой.

Если же этого окажется недостаточно, усилие от взрыва передается на соседние секции 13, инерционная масса многократно возрастает и останавливает перемещение горной породы вверх окончательно. Существенно (в 3-4 раз) меньшие усилия от взрываемого массива на вертикальную решетчатую раму 5 частично поглощаются при деформации гибких емкостей 6, остальные через противооткатный механизм 9 передается на опорную платформу 2 и эта энергия взрыва гасится массой всего устройства.

Взрыв скважин 30 следующего горизонтального слоя пород происходит в качественной новой ситуации. Уже имеется масса ранее взорванного слоя, многократно превышающая массу горизонтальной решетчатой рамы 12, и суммированная с последней. Эта суммарная масса столь велика, что полностью поглощает энергию взрыва зарядов ВВ нижележащего разрыхляемого слоя пород. Таким образом, укрытие обеспечивает удержание разлета породы только от верхнего разрыхляемого слоя, далее укрытием служит уже взорванная горная масса.

После взрыва тросами 16 горизонтальную решетчатую раму 12 приподнимают над взорванной горной массой. Гидроцилиндрами 7 и 8 отводят вертикальную решетчатую раму 5 от взорванного уступа. Устройство перемещают к подготовленному для взрыва участку уступа и цикл повторяют. При перегоне на большие расстояния горизонтальную решетчатую раму 12 тросами 16 поднимают вплотную к балке 15 и фиксируют направляющими 32. Затем поворотом вокруг шарнира 22 через упор 20 гидроцилиндром 21 балку 15 с горизонтальной решетчатой рамой 12 складывают в транспортное положение.

Подвеска горизонтальной решетчатой рамы 12 на тросах существенно расширяет диапазон применения установки, позволяя укрывать уступы различной высоты, вплоть до проходки разрезных траншей.

Таким образом, использование газопроницаемых цепных матов и мягких емкостей в заявляемой мобильной установке для локализации взрыва позволяет разделить горную массу и газопылевой поток, снизить динамическое воздействие взрыва на горизонтальную раму, повысить износостойкость эластичного кожуха и тем самым достичь поставленной цели.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки.

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

2. Самоходная установка для локализации взрыва: Патент Российской Федерации №2163347 МКИ⁷ F 42 D 5/045, (прототип).

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. Мобильная установка для локализации взрыва включает транспортное средство в виде массивной ходовой тележки с опорной платформой, на которой размещены вихревой пылеуловитель и адсорбер, вертикальную решетчатую раму, окна решеток которой перекрыты гибкими емкостями с сыпучим материалом, связанную с опорной платформой гидроцилиндрами, противооткатным механизмом и опорным элементом с катками с возможностью перемещения и наклона, горизонтальную решетчатую раму, выполненную из секций, со свободно подвешенными в окнах решетки газопроницаемыми цепными матами, связанную с балкой опорной платформы тросами, снабженную по контуру фартуком и эластичным кожухом, образующим над ней замкнутое пространство. Новым в установке является размещение над цепными матами полых мягких емкостей с отверстиями, расположенных друг над другом и последовательно соединенных между собой и с цепными матами. Изобретение позволяет повысить долговечность и надежность работы устройства. 4 ил.

Мобильная установка для локализации взрыва, включающая транспортное средство в виде массивной ходовой тележки с опорной платформой, на которой размещены вихревой пылеуловитель и адсорбер, вертикальную решетчатую раму, окна решеток которой перекрыты гибкими емкостями с сыпучим материалом, связанную с опорной платформой гидроцилиндрами, противооткатным механизмом и опорным элементом с катками с возможностью перемещения и наклона, горизонтальную решетчатую раму, выполненную из секций, со свободно подвешенными в окнах решетки газопроницаемыми цепными матами, связанную с балкой опорной платформы тросами, снабженную по контуру фартуком и эластичным кожухом, образующим над ней замкнутое пространство, отличающаяся тем, что на газопроницаемые цепные маты дополнительно уложены полые мягкие емкости с отверстиями, расположенные друг над другом и последовательно соединенные между собой, при этом нижняя полая мягкая емкость открыта в сторону цепных матов и соединена с ними по краям.