Шахтная перемычка для гашения энергии воздушной ударной волны в горной выработке Советский патент 1980 года по МПК E21F5/10 

1

изобретение относится к горно-добывающей промышленности, а более конкретно - к горноспасательному делу, и может быть использовано для rauseния воздушной ударной волны(ВУВ),воз- 5 никающей при взрывах, обрушенных в горных выработках и т.п.

Известна шахтная перемычка, включающая парашютообразный купол из воздухонепроницаемого материала,уплот- 10 нитель, размещенный у основания купола на наружной поверхности его и образующий с наружной поверхностью купола кольцевую камеру; основание купола по периметру кольцевой камеры S выполнено с отверстиями, при этом уплотнитель выполнен из более тонкого и эластичного материала, чем купол, и элементы крепления, выполненные в виде строп, разделенных на два 20 пучка для закрепления их к средней части стенок горной выработки р. .

Недостатком перемички является то, что ойа обладает малыми надежностью и эффективностьюгашения воздуганой 25 ударной волны куполом парашюта, вследствие возникновения несимметричных нагрузок при взаимодействии перемычки с воздушной ударной волной. Известно, что полусферические эластич- ЗО

ные оболочки рационально работают при действии на них симметричных нагрузок. Отсутствие специальных элементов усиления купола приводит к возникновению несимметричных нагруг зок на перемычку, взаимоде йствующую с ударной волной.

Известна шахтная взрывоустойчивая перемычка для гашения энергии .воздушной ударной волны в горной выработке, включающая парашотообразный купол из воздухонепроницаемого материала с полюсным отверстием, перекрывающий поперечное сечение горной выработки, стропы, длину которых принимают не менее двух диаметров купола, и резиновые растяжки, одни концы которых закреплены по периметну купола, вторые концы строп собраны в пучок и соединены посредством коушной шайбы для закрепления ее к одному из элемен.тов оснавдения горной выработки, а вторые концы резиновых растяжек служат для закрепления купола к элементам осна..тёния горной выработки рассредоченно по периметру поперечного сечения последней, резиновую растяжку, закрепленную одним концом к центру купола, а вторым - прикрепляемую к элементам, оснапения горной выработки

кольцевые и радиальные ленты жестости, размещенные на наружной поверности купола, при этом шахтная переычка выполнена в виде ряда последоательно установленных в горной выаботке куполов, расстояния между оторыми принимают не менее длины троп ,} .. .

г Недостатком перемычки является то/ что она также обладает недостаточной надежностью и малой эффективностью гашения воздушной ударной волны куполом парашюта вследствие возникновения несимметричных нагрузок при взаимодействии перемычки с воздушной ударной волной, так как полусферические эластичные оболочки рационально работают при действии на них симметричных нагрузок. Известное крепление перемьлчки и выполнение элементов жесткости не позволяет исключить указанный недостаток. Возникновение несимметричных нагрузок, действующих на купол- . перемычки , приводит к свертыванию и вытягиванию купола, к ненадежности работы перемычки и малой эффективности гашения ею воздушной ударной волны.

Цель изобр етения - повышение надежности работы перемы гки и эффективности гаиленкя воздушной ударной волны за счет исключения возникновения, несимметричных динамических нагрузок на перемычку и создание дополнительного аэродинамического сопротивления купола,

Цель достигается тем, что перегФ1чка снабжена центральной стропой, оДним концом закрепленная к вершине купола с внутренней сторбны его, а вторым присоединенным к общему пучку строп, закрепляемых посредством коушной шайбы к одному из элементов оснащения горной выработки. Элементы жесткости, размещенные на наружной поверхности купола, выполнены в виде объемного пневмокаркаса из воздухонепроницаемого материала, а пере№тчка снабхсена клапанами, установленнь ми с в:нутренней стороны купола и сообщенными с внутренней полостью объёмного пневмокаркаса. При этом длину центральной стропы принимают равной не менее диаметров купола, а прочность ее принимают равной не менее половины суммарной прочности основных строп.

На фиг. 1 изображена взрывогасящая парашютная перемычка, вид сбоку на фиг. 2 - то же, со стороны действия воздушной ударной волны; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2 на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3. ,.

Взрывогасящая шахтная парашютная перемычка(фиг. 1 и 2) имеет парашютообразный купол 1 из воздухонепроницаемого материала, перекрывающий поперечное сечение горной выработки, стропы 2, длину которых принимают не менее двух диаметров купола, и резиновые растяжки 3, одни концы которых закреплены по периметру купола, а вторые концы резиновых растяжек служат для закрепления купола к элементам оснащения горной выработки расf средоточенно по периметру поперечного сечения последней, резиновую растяжку 5, закрепленную одним концом к центру купола а вторым - к элементам оснащения горной выработки,цент- ральную стропу б, один конец которой

закреплен к веряпине купола с внутренней стороны его, а второй - присоединен к общему пучку строп 2 и крепится посредством коушной шайбы .4 к одному из элементов оснащения горной

5 выработки, элемент жесткости, выполненный в виде объемного пневмокаркаса 7, образованного несколькими кольцевыми и радиальными емкостями, сообвшющимися между собой и расположенными на наружной поверхности купола 1. Объемный пневмокаркас 7 выполнен из прочного воздухонепроницаемого материала (например из воздухонепроницаемой ткани), и имеет клапаны 8, расe положенные с внутренней стгороны купола 1 по направлению движения воздушной ударной волны и сообщенные с внутренней полостью объемного пневмокаркаса. Клапаны 8, устройство которых показано на фиг. 3, служат для наполнения объемного пневмокаркаса 7 воздухом, движущимся за фронтом воздушной ударной волны, что обеспечивает в свою очередь жесткость куполу 1 и исключает возникновение несимметричных динамических нагрузок на узлы перемычки при взаимодействии ее с воздушной ударной волной. Длину центральной стропы 6 принимают равной не менее двух диаметров купола,а

0 ее прочность равной не менее половины суммарной прочности основных строп..

Работает шахтная перемычка для гашения энергии воздушной ударной волны следующим образом.

5 Воздушная ударная волна при взаимодействии с куполом 1 образует у его поверхности слой уплотненного воздуха, который оказывает давление на купол 1 и клапаны 8. Под действием

Q избыточного давления воздуха купол 1 из-за Дополнительного закрепления его в центре крепежной стропой 6 полностью наполняется и раскрывается по всей площади поперечного сечения горной выработки. Одновременно с этим

избыточное давление воздуха приводит в действие клапаны 8, посредством которых осуществляется наполнение объемного пневмокаркаса 7 воздухом, движущимся за фронтом воздушной ударной волны, что придает в свои очередь жесткость куполу 1 и способствует более надежной работе перемычки. Кроме того, наличие центральной крепежной стропы- 6 приводит к повышению

65 аэродинами .еского сопротивления купола 1 и к снижению динамических йаг рузок на стропы 2, что также способствует повышению надежности работы перемычки в целой. Элементы крепления в виде резиновых растяжек 3 и 5 обеспечивают предварительное частичное раскрытие купола 1. Это способст - -вует лучшему наполнению воздухом купола 1 и более эффективному гашению им воздушной ударной волны. После окончания динамического взаимодействия воздушной ударной волны резиновые растяжки 3 и 5 возвращают купол 1 в исходное положение и перемычка может воспринимать очередное действи воздушной ударной волны. Эксперименты показали надежность работы шахтной парашютной перемычки и возможность эффективного гашения воздушной взрывной волны. Данная перемычка обеспечивает сни жение интенсивности волны до 25%, а удельного импульса - до 40%. Наиболее эффективна работа перемычки для гашения воздушных ударных волн, интенсивность которых менее 0,05 МПА. Формула изобретения Шахтная перемычка для гашения эне ргии воздушной ударной волны в горно выработке, включающая парашютообразный купол из воздухонепроницаемого материала, перекрывающий: поперечное сечение горной выработки, стропы,дли ну которых принимают не менее двух диаметров купола, и резиновые растяжки, одни концы которых закреплены по периметру купола, вторые концы строп собраны в пучок и соединены посредством коушной шайбы для закреп ления ее к одному из элементов оснащения горной выработки, а вторые кон цы резиновых растяжек служат для зак репления купола к элементам оснащения горной выработки рассредоточенно по периметру поперечного сечения последней, резиновую растяжку, закрепленную одним концом к центру купола, а вторым - прикрепляемую к элементам оснащения горной выработки и элементы жес±кости, размещенные на наружной поверхности купола в кольцевом и радиальном направлении, о т л. и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы перемычки и эффективности гашения воздушной ударной волны за счет исключения возникновения несимметричных динамических нагрузок на перемычку и создания дополнительного аэродинамического сопротивления купола, перемычка снабжена центральной стропой, одним концом закрепленная к вершине купола с внутренней стороны его, а вторым - присоединенным к общему пучку строп,закрепляемых посредством, коушной шайбы к одному из элементов оснащения горной выработки, элементы жесткости, размещенные на наружной поверхности купола, выполнены в виде объемного пмевмокаркаса из воздухонепроницаемого материала, а перемычка снабжен клапанами, установленньми с внутренней стороны купола и сообгаенными с внутренней полостью объемного пневмокаркаса, при этом длину центральной стропы принимают равной не менее двух диаметров купола, а прочность ее принимают равной не менее половины сугчмарной прочности основных строп. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 26б935б./22-Ьз, кл. Е 21 F 5/00. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 1993530/22-03, кл. Е 21 F 5/00(прототип).

r

;., /

фиг. 5

ФигА