Устройство для изоляции подземной горной выработки Советский патент 1992 года по МПК E21F1/14 E21F5/00 

Изобретение относится к горной про- мышле,нности и может быть использовано для временной изоляции части шахтной вентиляционной сети при подземном пожаре.

Известны различные конструкции временных парашютообразных перемычек, устанавливаемых в выработке при возникновении аварийной ситуации и уплотняющихся по периметру поперечного сечения за счет энергии движущейся вентиляционной струи. Недостатками указанных конструкций, являются недостаточная безопасность и низкая эффективность изоляции выработок, поскольку указанные технические решения предусматривают обязательное присутствие людей в аварийной зоне и необходимость затрат времени на доставку устройства в выработку и осуществление операций по его возведе- нию.

Целью изобретения является повышение эффективности изоляции горных выработок при пожарах за счет автоматического возведения парашюте- образного купола.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для изоляции подземной горной выработки, включающее парашю- тообразный купол из воздухонепроницае- мого материала, установленный с возможностью перекрытия поперечного сечения горной выработки, уплотнитель в виде герметичной эластичной трубки, закрепленной по периметру основания купо- ла и сообщенной через запорный элемент с источником газового наполнителя, два пучка строп, расположенные по обе стороны от парашютообразного купола, соединенные с его основанием и стенками горной выработки, снабжено размещенной у стенки выработки перфорированной перегородкой, а в стенке выработки за перфорированной перегородкой выполнена ниша для размещения в ней парашюте- образного купола с уплотнителем и источника газового наполнителя и пазы для смывания ниши зентиляционными-потоком и для укладки строп, при этом уплотнитель частично заполнен легкокипящей жидко- стью и установлен с возможностью разрушения перфорированной перегородки при перекрытии поперечного сечения горной выработки.

Поставленная цель достигается также тем, что температура вскипания легкокипящей жидкости равна 50-70°С.

На фиг. 1 изображено устройство для изоляции подземной горной выработки, поперечный разрез в сложенном состоянии;

на фиг. 2 - то же, вид сверху на горизонтальный разрез в рабочем состоянии.

Устройство включает парашютообраз- ный купол 1 из воздухонепроницаемого материала, закрепленный у его основания кольцевой уплотнитель 2 в виде герметичной эластичной трубки, частично заполненной жидкостью, вскипающей при 50-70°С, стропы 3, разделенные на два пучка и прикрепленные к стенкам горной выработки по обе стороны купола при помощи элементов 4 крепления. Полость уплотнителя 2 соединена с источником 5 газового наполнителя, в качестве которого может быть использован баллон со сжатым воздухом, через нормально закрытый клапан 6, механически взаимодействующий с уплотнителем 2 при помощи контактной пластины .7. В сложенном состоянии купол 1 с уплотнителем 2 размещены в образованной в стенке выработки нише 8, отделенной от горного массива слоем 9 теплоизоляции,а от выработки - перфорированной перегородкой 10. В стенке выработки выполнены пазы 11 для омы- вания уплотнителя 2 вентиляционным потоком и укладки строп 3.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной температуре вентиляционной струи устройство находится в сложенном состоянии (фиг. 1), при котором купол 1 с уплотнителем 2 размещены в нише 8 между контактной пластиной 7 и перегородкой 10. При этом давление в полости уплотнителя 2 равно давлению окружающей среды и усилия, оказываемые уплотнителем 2 на пластину 7 и перегородку 10, недостаточны как для открытия клапана 6, так и для разрушения перегородки 10. Благодаря наличию перфорации перегородки и выполненных в стенке выработки пазов 11 отделенная от горного массива слоем 9 теплоизоляции ниша 8 постоянно проветривается движущейся по выработке вентиляционной струей. При возникновении подземного пожара температура струи растет, что влечет за собой нагрев и вскипание жидкости, содержащейся в полости уплотнителя 2. Давление в ней повышается и усилие, оказываемое уплотнителем на контактную пластину 7, достигает значения, достаточного для открывания клапана 6, но недостаточного для разрушения перегородки 10. Через открытый клапан 6 сжатый газовый наполнитель из источника 5 перетекает в полость 2, резко повышая давление в последней, что приводит к дальнейшему росту усилия, оказываемого уплотнителем 2 на перегородку 10 и ее разрушению. Далее благодаря различной длине строп 3 и наличию давления порядка 0,4 МПа полости кольцевого уплотнителя 2 кроме купола 1 придается жесткость, он .подхватывается вентиляционным потоком и, плотно облегая периметр поперечного сече- ния выработки (включая нишу 8), занимает рабочее положение (фиг. 2).

Предлагаемое ограничение температуры вскипания жидкости в полости диапазоном 50-70°С обусловлено динамикой роста температуры вентиляционной струи при распространении пожарных газов для верхней границы и недопущением срабатывания устройства при случайном местном нагреве для нижней границы диапазона. ;

Описанная последовательность работы заявляемого устройства может быть обеспечена при использовании в качестве жидкости, частично заполняющей полость кольцевого уплотнителя, таких веществ, как ацетом (СзНеО), метиловый спирт () или метилциклопентан (СеН 12), вскипающих при температуре соответственно 56,1; 64,5 и 71,8°С. Упомянутые жидкости в требующихся для работы устройства количествах (порядка 0,3 кг) не могут оказать на атмосферу выработки (в случае разрыва уплотнителя) заметных вредных воздействий как при нормальных условиях, так и в случае термического разложения..

В качестве материала для разрушаемой перегородки 10 может быть использо- вана полиэтиленовая пленка необходимой, толщины.

Выбор мест расположения предлагав- мого устройства в шахтной вентиляционной сети определяется планами ликвидации аварий в зависимости от конкретной топологии, режимов отработки шахтного поля и должен в случае аварии обеспечивать воз- можность изоляции или изменения режима проветривания аварийных участков.

Использование устройства исключает необходимость присутствия людей в аварийной выработке, а также затраты времени на его доставку и ручную установку, благодаря чему существенно повышается эффективность изоляции горных выработок,

Формула изобретения

1,Устройство для изоляции подземной горной выработки, включающее парашюто- образный купол из воздухонепроницаемого материала, установленный с возможностью перекрытия поперечного сечения горной выработки, уплотнитель в виде герметичной эластичной трубки, закрепленной по периметру основания купола и сообщенной через запорный элемент с источником газового наполнителя, два пучка строп, расположенных по обе стороны от парашюто- образного купола, соединенных с его основанием и стенками горной выработки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности изоляции горных выработок при пожарах за счет автоматического возведения парашю- тообразного купола, оно снабжено размещенной у -стенки выработки перфорированной перегородкой, а в стенке выработки за перфорированной перегородкой выполнена ниша для размещения в ней парашютообразного купола с уплотнителем и источника газового наполнителя и пазы для смывания ниши вентиляционным потоком и для укладки строп, при этом уплотнитель частично заполнен легкокипящей жидкостью и установлен с возмож- ностью разрушения перфорированной перегородки при перекрытии поперечного сечения горной выработки.

2,Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что температура вскипания легкокипящей жидкости равна 50-70°С.

Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано для временной изоляции части шахтной вентиляционной сети при подземном пожаре. Цель изобретения - повышение эффективности изоляции горных выработок при пожарах за счет автоматического возведе: ния парашютообразного купола. Устройство имеет парашютообразный купол (ПК) 1 из воздухонепроницаемого материала, закрепленный по периметру его основания кольцевой уплотнитель (КУ)2 в виде герметичной эластичной трубки, которая частично заполнена легкокипящей жидкостью, температура вскипания которой равна 50-70°С. КУ 2 сообщен через запорный элемент 6 с источником газового наполнителя. При этом ПК 1 с КУ 2 в сложенном состоянии размещен в нише, выполненной в стенке выработки, за перфорированной перегородкой 10, установленной у стенки выработки. В стенке выработки также выполнены пазы для смывания ниши вентиляционным потоком и для укладки строп. Ниша отделена от горного массива слоем 9 теплоизоляции. При пожаре температура вентиляционного потока возрастает, что приводит к вскипанию жидкости в КУ 2 и повышению давления в ней, причем КУ 2 оказывает воздействие на запорный элемент 6, который открывается и сообщает источник газового наполнителя с КУ 2. Давление в нем возрастает, что приводит к разрушению перфорированной перегородки 10, а ПК 1 принимает в выработке рабочее положение. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 8 3 1 (Л С VJ 00 Ю