Устройство для гашения энергии ударной волны в горной выработке Советский патент 1982 года по МПК E21F5/00 

. Изобретение относится к горной промБПйленности и может быть использовано для защиты от разрушающего действия взрывной ударной волны.

По основному аВТ.св. № 748014 известно устройство для гашения энергии ударной волны, используемое преимущественно при ведении аварийно-спасательных работ в горных выработках, которое выполнено в виде эластичного купола с полюсным отверстием, наружная поверхность которого снабжена кольцевыми и радиальными лентами жесткрсти, элементы крепления устройства выполнены в виде крепежных строп и резиновых растяжек, одни концы которых з.акреплены по периметру купола, вторые концы строп присоединены посредством коушной шайбы и к одному из элементов оснащения горной выработки, а свободные концы резиновых растяжек прикреплены к элементам оснащения горной выработки рассредоточенно по периметру поперечного сечения последней. Для повышения надежности устройство-выполнено в виде .ряда последовательно устанавливаемых в горной выработке куполов 1.

Ослабление энергии взрывной ударной волны осуществляется за счет наполнения купола воздухом, движущимся за ударной волной, раскрытия его по площади поперечного сечения горной выработки и последующего торможения потока воздуха. Для обеспе-. чения работы перемычки и передачи нагруЪки к элементам оснащения гор10ной выработки, например к рельсам, обычно увеличивают запас прочности материала купола и элементов креп-ч ления (строп, резиновых растяжек), что вызывает лишний расход материа15ла на изготовление купола и строп, увеличивает вес устройства и не всегда обеспечивает достаточную взрывоустойчивость перемычки. Наличие в куполе перемычки полюсного

20 отверстия способствует устойчивости работы купола/ но не обеспечивает в достаточной мере эффективности торможения потока воздуха, движущегося за ударной волной.

25

Цель изобретения - повышение эффективности гашения удАрной волны путем создания противодавления на устройство и сопротивления ударной волне и взрывоустойчивости устрой30ства .

Эта цель достигается тем, что известное устройство снабжено симметрично расположенными разгрузочными каналами, отстоящими от полюсного отверстия на расстоянии О,40,16 радиуса купола, ориентированными в куполе под углом к кровле, почве и стенкам горной вы|работки и жестко прикрепленными к наружной поверхности купола, при этом полюсное отверстие купола перекрыто равнопрочным куполу материалом, газопроницаемость которого на 30-50% больше газопроницаемости материала купола.

Кроме этого, для сохранения работоспособности купола устройства входные отверстия разгрузочных каналов выполнены равновеликими и имеют суммарную площадь с внутренней поверхности, равную площади полюсного отверстия, при этом каждый канал выполнен в виде усеченного прлого корпуса с двойными стенками,расположенного меньшим основанием навст речу движущемуся потоку газов, при этом диаметр выходного отверстия конуса составляет 1,5-2,0 диаметра входного отверстия.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.1. ,

Устройство состоит из эластичного купола 1 с полюсньм отверстием 2, перекрытьфл материалом, например полотном капроновым, прочность которого не менее прочности материала купола, а воздухопроницаемость на. 30-50% более воздухопроницаемости материала купола, наружная поверхность эластичного купола снабжена кольцевыми 3 и радиальными 4 лентами жесткости, а по периметру купола закреплены -крепежные стропы -5 и резиновые растяжки 6, при этом свободные концы крепежных строп присоединены посредством коушной шайбы 7 к одному из элементов оснащения горной выработки, например к рельсовым путям 8, а свободные концы резиновых растяжек прикреплены к элементам оснащения горной выработки рассредоточенно по периметру поперечного сечения последней, на;пример, к элементам крепи 9 и рельсовым путям 8, Кроме того, купол 1 снабжен разгрузочными каналами 10, симметрично размещенными и. жестко прикрепленными к наружной поверхности купола при помощи, например, трех косынок из капронового полотна. Входные отверстия разгрузочных каналов 10 со стороны внутренней поверхности купола 1 выполнены равновеликими с суммарной площадью, равной площади полюсного отверстия 2, и отстоят от полюсного отверстия 2 на расстоянии 0,4-0,6 радиуса купола 1. Каждый

разгрузочный канал 10 (фиг.З) выполнен в виде сквозного усеченного конуса, меньшее основание которого является входньм отверстием, причем диаметр большего основания усеченного конуса составляет 1,5-2,0 диаметра входного отверстия,- а образующая - 1-3 диаметра полюсного отверстия 2 купола 1 перемычки. Стенки разгрузочного канала 1 в виде

0 усеченного конуса выполнены двойными из прочного материала, например полотна капронового, и полыми внутри, расстояние между стенками составляет. 1-2 см. При этом разгрузочные каналы 10 закреплены, например пришиты по нормали к наружной поверхности купола 1 на расстоянии 0,4-0,6 его радиуса Ът полюсного отверстия 2, обеспечивая тем самым

0 при полном раскрытии купола 1 потоком воздуха пневможесткость стенкам разгрузочных каналов 10 за счет проникновения потока воздуха в полости между стенками и ориентацию

5 разгрузочных каналов 10 соответственно к кровле, подошве и боковьм стенкам горной выработки.

Устройство работает следующим образом.

Перед взрывньми работами или в процессе ведения аварийно-спасательных работ при потенциальной угрозе взрыва устройство устанавливается в горной выработке. Для этого стропы 5 устройства посредством шайбы

5 .7 крепят к одному из элементов оснащения горной выработки, например к рельсовым путям 8, купол расплавляют и при помощи резиновых растяжек закрепляют рассредоточенно по периметру поперечного сечения горной выработки.

При взрыве ударная волна взаимодействует с куполом 1, полностью наполняет его и раскрывает по площади поперечного сечения горной выработки. Одновременно с этим симметрично рассредоточенные пЬ куполу 1 и ориентированные соответственно к кровле, подошве и боковым стенкам горной выработки разгрузочные каналы ,10 в виде усеченного конуса с жесткими пнёвмостенками и пЪлюсное отверстие 2, перекрытое прочным материалом с воздухопроницаемостью, большей по сравнению с материалом купола

1, выполненного, например из полотна капронового, обеспечивают проникновение потока воздуха, движущегося за ударной волной, в рабочее пространство горной выработки. Такое проникновение потока воздуха в пространство за перемычкой проводит к отражению .ударной волны от кровли, подошвы и стенок выработки, в результате которого происходит возникновение дополнительного подпора воздуха на наружную поверхность купола 1 и турбулизация среды в рабочем пространстве горной выработки. Возникновение подпора воздуха на наружную поверхность купола обеспечивает частичное разгружение купола :перемычки, а увеличение турбулизации среды вследствие отклонения потока воздуха от оси канала обеспечивает повышение эффективности гаше.ния ударной волны взрыва, В свою очередь это приводит к повышению взрывоустойчивости устройства, а также к повышению эффективности гашения им ударной волны. Закрепленные по периметру стропы 5 передают нагрузку рельсам 8 через коушную шайбу 7 под углом, не более 30, а резиновые растяжки 6 растягиваются, создавая амортизацию. После действия нагрузки эластичный купол, занимает исходное положение.

С целью повышения надежности устройства в горной выработке последовательно устанавливают нескольк куполов, при этом, чтобы стропы одного купола не мешали раскрытию следующего купола, расстояние между куполами принимают не менее длины строп.

Применение в предлагаемом устройстве разгрузочных каналов и перекрытия полюсного отверстия из высокопрочного материала, воздухопроницаемость которого менее воздухопрони-цаемости материала купола, позволяе повысить взрывоустойчивость устройства и эффективность ослабления энегии ударной волны взрыва.

Формула изобретения

1. Устройство для гашения энергии ударной волны в горной выраЧ

.

J Фиг.1 И

ботке по авт.св. № 748014, о. т л ичающееся тем, что, с целью повышения эффективности гашения ударной волны путем создания противодавления на устройство и сопротивления ударной волне и взрывоустойчивости устройства, оно снабжено симметрично расположенными разгрузочными каналами, отстоящими от полюсного отверстия на расстоянии

0 0,4-0,6 радиуса купола, ориентированными в куполе под углом к кровле, почве и стенкам горной выработки и жестко прикрепленными к наружной поверхности купола, при этом полюс5ное отверстие купола перекрыто равнопрочньм куполу материалом, газо- проницаемость которого на 30-50% больше газопроницаемости материала купола,

0

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью сохранения работоспособности купола устройства, входные отверстия разгрузочных каналов выполнены равнове5ликими и имеют суммарную площадь с внутренней пове:рхности, равную площади полюсного отверстия, при этом каждый канал выполнен в виде усеченного полого конуса с двойными

0 стенками, расположенного меньшим основанием навстречу движущемуся потоку газов, при этом диаметр выходного отверстия конуса составляет 1,5-2,0 диаметра входного отверстия.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 40 № 748014, кл. Е 21 F 5/00, 1980.

Ю

Фиг.З