СПОСОБ ИНЕРТИЗАЦИИ ПРИЗАБОЙНОГО ПРОСТРАНСТВА Российский патент 2007 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к области ведения буровзрывных работ в шахтах, опасных по взрыву метановоздушных смесей (МВС) и угольной пыли (УП).

Известны устройства и способы инертизации призабойного пространства при ведении буровзрывных работ в шахтах, опасных по взрыву метановоздушных смесей и угольной пыли. Например, устройство и способ, реализуемый этим устройством по патенту Германии №3821679 "Противовзрывное и герметизационно-изолирующее устройство" /1/, содержащее контейнер с инертизирующим средством и распылительным зарядом.

Распылительный заряд этого устройства должен быть взорван одновременно с взрыванием технологических шпуровых зарядов, в результате чего в призабойном пространстве создается инертная среда. В качестве инертизирующих составов могут быть использованы порошки или баллоны со сжатым инертным газом.

Наиболее близким по техническим приемам к предлагаемому является способ инертизации, описанный в патенте РФ №2231648 "Устройство инертизации призабойного пространства" /2/.

Устройство включает контейнер с инертизирующем веществом (например, огнегасящий порошок) и распылительным зарядом взрывчатого вещества (ВВ) в виде витков детонирующего шнура, расположенных вокруг центральной трубки. В центральную трубку введен пучок ударно-волновых трубок (УВТ) системы неэлектрического инициирования, предназначенных для инициирования шпуровых зарядов.

Согласно описанию взрывание шпуровых зарядов посредством УВТ производится с временной задержкой относительно взрывания распылительного заряда, т.е. после создания зоны инертизации.

По результатам использования данного устройства способ инертизации призабойного пространства требует соблюдения определенных условий, которые могут быть общими и для других устройств того же назначения.

Задача изобретения - создание способа инертизации призабойного пространства, учитывающего все условия, обеспечивающие высокую надежность инертизации.

Так масса распыляемого инертизирующего вещества зависит от нескольких факторов: удельной огнегасящей способности инертизирующего вещества (g, г/м³), сечения забоя, количества шпуров в забое (N_Ш), глубины зоны инертизации призабойного пространства (L), обеспечивающей (при условии необходимой концентрации инертизирующего вещества) на этом расстоянии от забоя невозможность воспламенения МВС. По результатам исследований (Безопасность взрывных работ в угольных шахтах. - М.: Недра, 1986, стр. 150) глубина зоны инертизации (L) должна быть не менее L≥1,5 м /3/.

На обеспечение необходимой глубины зоны инертизации призабойного пространства требуется время, которое зависит от нормируемой глубины зоны и от скорости движения фронта распыляемого инертизирующего вещества.

Как показали испытания одной из конструкций устройства, облако огнетушащего порошка, надежно инертизирующее призабойное пространство, формируется только при временной задержке срабатывания системы взрывания шпуровых зарядов в 40 мс.

Для систем неэлектрического взрывания с использованием для подрыва шпуровых зарядов ударно-волновых трубок (УВТ) обязательным условием также является соответствие количества ударно-волновых трубок N_В в устройстве инертизации призабойного пространства количеству шпуров в забое N_Ш. Данное требование необходимо для целей обеспечения безопасности взрывных работ.

Поставленная задача решена за счет того, что в известном способе инертизации призабойного пространства, включающем подрыв инертизирующей системы с временной задержкой относительно подрыва системы шпуровых зарядов, масса инертизирующего вещества G_У в системе инертизации G_У=N_Ш[(R/2)²×L]g, г, где: N_Ш - количество шпуровых зарядов в забое, R - расстояние между шпуровыми зарядами, L - глубина зоны инертизации, g - удельная огнегасящая способность инертизирующего вещества, временная задержка (Т_MIN) между моментом срабатыванием устройства и моментом инициирования шпуровых зарядов должна быть не менее Т_MIN=L/V, с, где V - скорость распространения фронта облака распыляемого инертизирующего вещества.

Как показали испытания, систему инертизации в шахте рационально (по удобству монтажа взрывной сети и с учетом глубины зоны инертизации) размещать на расстоянии 0,1-1,00 м от поверхности забоя.

Шпуровые заряды расположены в забое выработки равномерно на расстоянии R друг от друга, таким образом объем горной выработки, приходящийся на один шпуровой заряд и который необходимо инертизировать, будет равен Q_Ш=(R/2)²×L, м³, а масса инертизирующего вещества G_У должна быть выбрана таким образом, чтобы выдерживалось соотношение

G_У=N_Ш[(R/2)²×L]g, г.

Момент инициирования шпуровых зарядов определяется паспортом буровзрывных работ. Временная задержка (Т_MIN) между моментом срабатывания системы инертизации и моментом инициирования шпуровых зарядов для создания надежной инертизиртизацирующей среды должна быть не менее Т_MIN=L/V, с, где V - скорость распространения фронта облака распыляемого инертизирующего вещества, которое зависит от конструкции устройства, в том числе от массы ВВ распыляющего заряда.

Предлагаемый способ был опробован путем взрывания системы устройств инертизации. в которых метательный заряд выполнен из нескольких витков детонирующего шнура, охватывающих картонную трубку, внутри которой размещается пучок ударноволновых трубок системы неэлектрического взрывания шпуровых зарядов, поверх детонирующего шнура в полиэтиленовом контейнере размещено инертизующее вещество, составляя внешнюю цилиндрическую поверхность устройства.

Система инертизации располагалась на расстоянии 60 см от поверхности забоя.

Вес распыляемого инертизирующего порошка составлял 1 кг, время задержки составляло 40 мс. Суммарное количество волновых трубок (N_B) в системе инертизации было равно количеству шпуров в забое (N_Ш) и составляло 40, т.е. N_В=N_Ш=40.

Способ осуществляется следующим образом: предохранительным электродетонатором ПКМ инициируется детонирующий шнур, инициирующий пучок волноводов, расположенных в полости картонной трубки, и одновременно распыляющий инертизующее вещество. Взрывание шпуровых зарядов, инициируемых волноводами, происходит через 40 мкс. За этот промежуток времени создается необходимая инертизирующая среда.

Источники информации

1. DE №3821679 A (SCHBERT WERNER) 11.01.1990.

2. RU №2231648 (ФГУП "ИСКРА") 2004.

3. Безопасность взрывных работ в угольных шахтах. - М.: Недра, 1986. - стр. 150.

Изобретение относится к области ведения буровзрывных работ в шахтах опасных по взрыву метановоздушных смесей (МВС) и угольной пыли (УП). Техническим результатом изобретения является повышение надежности инертизации призабойного пространства от взрыва метано-воздушных смесей при проведении буровзрывных работ. Для этого массу инертизирующего вещества G_У выбирают из расчета G_У=N_Ш[(R/2)²×L]g, г, где N_Ш - количество шпуровых зарядов в забое, R - расстояние между шпуровыми зарядами, L - глубина зоны инертизации, g - удельная огнегасящая способность инертизирующего вещества. Временная задержка (Т_MIN) между моментом срабатывания инертизирующего устройства и моментом инициирования шпуровых зарядов, должна быть не менее Т_MIN=L/V, с, где V - скорость распространения фронта облака распыляемого инертизирующего вещества. 1 з. п. ф-лы.

1. Способ инертизации призабойного пространства, включающий подрыв инертизирующей системы с временной задержкой относительно подрыва системы шпуровых зарядов, отличающийся тем, что массу инертизирующего вещества (G_У) в подрываемой инертизирующей системе определяют из соотношения

G_У=N_Ш[(R/2)²×L]g, г,

где N_Ш - количество шпуровых зарядов в забое;

R - расстояние между шпуровыми зарядами;

L - глубина зоны инертизации;

g - удельная огнегасящая способность инертизирующего вещества,

при этом временная задержка (Т_MIN) между моментом срабатывания системы инертизации и моментом инициирования шпуровых зарядов должна быть не менее

Т_MIN=L/V, с,

где V - скорость распространения фронта облака распыляемого инертизирующего вещества.