ШАХТНОЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ Российский патент 2010 года по МПК E21F15/08 

Изобретение относится к горному делу и, в частности, к устройствам, используемым в качестве предохранительного перекрытия восстающих горных выработок при обустройстве их после проходки и ремонте в процессе эксплуатации.

Известно надувное предохранительное перекрытие «Зонт-2», состоящее их двух пневмобаллонов, узла подвеса, защитного чехла, манометрического и воздухоподающего шлангов, контрольного манометра [1].

Недостатком данной конструкции является ненадежность защитного чехла, что, как следствие, приводит к повреждению пневмобаллона и понижению избыточного давления воздуха в нем, слабый узел подвеса, а также полное перекрытие восстающей выработки, что превращает ее в тупиковую.

Наиболее близкой по технической сущности и достигнутому результату является конструкция надувного предохранительного перекрытия «Зонт-3», дополнительно содержащего полиэтиленовую трубу, установленную по оси пневмобаллона, ткань которого скреплена с ним фланцами, узел подвеса, стабилизатор избыточного давления воздуха [2].

Недостатком данного устройства является то, что на сопряжении верхнего торца конструкции с цилиндрической частью на защитном чехле появляются многочисленные повреждения от обрушенных кусков горной массы, а из-за недостаточной жесткости конструкции имеет место упругая неустойчивость и проседание ее в восстающем, проскакивание кусков горной массы в рабочую зону, а также высокая концентрация натяжений в материале пневмооболочки во фланцевых соединениях ее с вентиляционной трубой.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности шахтного пневматического перекрытия.

Указанная цель достигается тем, что:

- конструкция представляет собой осессиметричную торовую оболочку прямоугольного сечения, внутри которой вшит рукав для размещения в нем трубы меньшего диаметра;

- оболочка разделена на две равные части перфорированным полотнищем;

- сетчатое полотно свободно облегает верхний торец оболочки и ее боковые поверхности, имеет напуск в рабочую зону рудоспуска и совместно с защитным чехлом оболочки выполняет функции протектора и дополнительной защиты рабочей зоны рудоспуска;

- верхний торец оболочки выполнен из синтетического высокомодульного волокна очень высокой прочности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструкция шахтного пневматического перекрытия, а на фиг.2 - схема работы элементов конструкции в условиях динамического нагружения.

Шахтное пневматическое перекрытие состоит из торовой оболочки (1), внутри которой размещен рукав (2). Место фиксации рукава на оболочке - (3) (показано жирной линией).

В серединную часть оболочки вмонтирована перфорированная перегородка (4) с отверстиями (5).

В рукав вставлена полиэтиленовая труба (6), диаметр трубы и полости оболочки выбирают в соответствии с техническими требованиями эксплуатации.

Верхние и нижние концы рукава заведены в полиэтиленовую трубу и наглухо зафиксированы болтовыми соединениями (7) и хомутом (8).

В болты вмонтированы серьги (9), верхняя - для подсоединения к тросу подъемной лебедки, а нижняя - для подсоединения к мягкому канату для извлечения шахтного пневматического перекрытия из рудоспуска после завершения работ.

В верхнем торце трубы размещены четыре отверстия для стока подземных вод (10).

Оболочка покрыта защитным чехлом (11), который крепится к трубе с помощью хомута (8). Сетчатое полотно (12) крепится к верхнему торцу трубы хомутом (8).

Нижний торец оболочки оснащен двумя штуцерами (13). Один подсоединяется с помощью шланга к контрольному манометру для замера избыточного давления в оболочке. Второй - к системе для наполнения оболочки воздухом от рудничной пневмосети и регулирования в ней избыточного давления в процессе работы.

Верхний торец трубы оснащен защитным колпаком (14). Оболочка соединена с защитным чехлом петлями (15).

Работы с шахтным пневматическим перекрытием ведутся следующим образом:

- устройство доставляется к нижней или верхней части восстающего и с помощью подъемной лебедки поднимается или опускается к месту установки;

- шланги подключаются по назначению, и конструкция заполняется сжатым воздухом до достижения рабочего избыточного давления в ней;

- проверяется полнота перекрытия восстающего, после чего приступают к выполнению запланированных работ.

При этом совокупность отличительных признаков шахтного пневматического перекрытия обеспечивает достаточную жесткость его и упругую устойчивость при динамических нагрузках, вызванных обрушенными кусками горной массы.

Динамика взаимодействия конструкции с обрушенными кусками горной массы представлена на фиг.2б.

При столкновении кусков горной массы с оболочкой кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию деформации. При этом устойчивость пневмооболочки в вертикальной плоскости (фиг.2а, б) обеспечивают реакции связи P₄ и Р₃ и перфорированное полотнище - регулятор избыточного давления воздуха в оболочке.

В горизонтальной плоскости пневмооболочки ее устойчивость обеспечивают реакции связей P₁ и Р₂ (фиг.2а, б).

По мере завершения упругих колебаний пневмооболочка переходит в состояние покоя (фиг.2в).

Сетчатое полотно (12) и защитный чехол (11) обеспечивают устойчивость оболочки как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях, за счет увеличения коэффициента трения на контакте с бортами выработки.

Источники информации

1. Журнал «Безопасность труда в промышленности» - М., 1983 - №12 - С.31.

2. Там же, с.32-33 (прототип).

Изобретение относится к горному делу и, в частности, к устройствам, используемым в качестве предохранительного перекрытия восстающих горных выработок при обустройстве их после проходки и ремонте в процессе эксплуатации. Техническим результатом является повышение эксплуатационной надежности шахтного пневматического перекрытия. Шахтное пневматическое перекрытие содержит пневмооболочку, узел подвеса, защитный чехол, манометрический и воздухоподающий шланги, устройство для наполнения, регулирования избыточного давления воздуха и его эжекции, установочный трос. При этом пневмооболочка выполнена в виде мягкой осесимметричной торовой оболочки прямоугольного сечения, внутри которой размещен рукав, а по его оси вмонтирована труба меньшего, по сравнению с рукавом, диаметра. Причем пневмооболочка разделена на две равные части перфорированным полотнищем, верхний торец ее и боковые поверхности покрыты свободно облегающим сетчатым полотном с напуском в рабочую зону восстающей выработки, верхний торец выполнен из синтетического высокомодульного волокна высокой прочности. 2 ил.

Шахтное пневматическое перекрытие, содержащее пневмооболочку, узел подвеса, защитный чехол, манометрический и воздухоподающий шланги, устройство для наполнения, регулирования избыточного давления воздуха и его эжекции, полиэтиленовую трубу и подъемно-установочный трос, отличающееся тем, что пневмооболочка выполнена в виде осесимметричной торовой оболочки прямоугольного сечения, внутри которой размещен рукав, в которой вмонтирована труба меньшего, по сравнению с рукавом, диаметра, при этом пневмооболочка разделена на две равные части перфорированным полотнищем, верхний торец пневмооболочки и ее боковая поверхность покрыты свободно облегающим сетчатым полотном с напуском в рабочую зону восстающей выработки, а верхний торец пневмооболочки выполнен из синтетического высокомодульного волокна высокой прочности.