Устройство для гашения ударных воздушных волн

(1% (11) М 50 21 5 Я ЗОБРЕ ЕТЕЛЬСТВУ ПИСАНИ ВТОРСНОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) В.М.Задара и Г.Н.Шаповалова (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет имени 300-летия воссоединения Украины с Россией (53) 622,807.002.54(0888)(56) 1. Савенко С.К. Ударные воздуш ные волны в подземных выработках. М., Недра, 1973, с. 108-109.2. Там же, с. 113.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯУДАРНЫХ ВОЗДУШНЫХ ВОЛН, включающееопорный щит, полностью перекрывающий сечение выработки и закрепленный в ее стенках, о т,л и ч а ю щ ее с я тем, что,.с целью повышенияэффективности гашения энергии ударных волн, оно снабжено сотовымиблоками закрепленными по всей поверхности опорного щита, и экраном,скрепленным с сотовыми блоками ирасположенным со стороны движениявоздушной ударной волны, нри этомсотовые блоки установЛены с возможностью перемещения относительно опор.ного щита вдоль выработки,Изобретение относится к техникебезопасности и может быть использовано для гашения ударных воздушныхволн и защиты подземных сооруженийи оборудования от нх воздействия, атакже в других отраслях народногохозяйства с целью гашения воздушныхударных волн.Известны устройства, предназначенные,цля гашения воздушных ударных волн, возникающих в горных выработках при взрывании взрывчатыхвеществ, среди которых наибольшеераспространение получили сплошные,Перфорированные, разрушаемые и др.1.Недостатком указанных устройств 15является большой расход материаловна их сооружение и большая их стоимость, длительность сооружения иразработки после взрыва. Кроме того,разрушаемые и перфорированные пере- . 20мычкн характеризуются нецостаточнымгашением энергии ударной волны.Наиболее близкой по механизмугашения энергии ударной волны иконструкции является сплошная перемычка, представляющая собой бетонную стенку или опорный металлический щит, перекрывакщий все сечениевыработки, и закрепленный в еестенках 2.30Недостатком этой перемычки является большой расход материалов (толщина бетонных перемычек достигает5 м, металлической - до 60 мм),большая стоимость, длительность сооружения (до 1 месяца). и связаннаяс этим трудность эксплуатации выработок.Целью изобретения является повышение эффективности гашения энергииударных волн. 40Цель достигается тем, что устройство для гашения ударных воздушныхволн, включающее опорный щит, полностью перекрывающий сечение горнойвыработки и закрепленный в. ее стенках, снабжено сотовыми блоками,закрепленными по всей поверхностиопорного щита, и экраном, скрепленным с сотовыми блоками и расположенным со стороны движения воздухной ударной волны., при этом сотовыеблоки установлены с возможностьюперемещения относительно опорногощита вдоль выработки.На чертеже изображено уСтройстводля гашения ударных воздушных волн.Устройство имеет опорный щит 1, выполненный из досок или металлических листов, закрепленных в стенках выработки, например при помощи 60 анкерных болтов. На поверхности щита со стороны движения ударной воздушной волны, закреплены сотовые блоки 2. Крепление сотовых блоков к опорному щиту может производиться различным образом, например прикленванием, или при помощи петель насотоблоках и крючьев на опорномщите.Соты представляют пространственную конструкцию, выполненную изтонколистового материала (бумаги,металла, полимерных материалов) .Впоперечном сечении соты могут бытьшестигранными (гексагональными),квадратными и т.п. (см.чертеж) .Продольные стенки ячеек сот соединяют между собой склеиванием илисваркой.Для удобства транспортировки исборки соты выполнены из отдельныхблоков. Соты могут изготавливатьсяиз различных материалов, напримериз бумаги. Для восприятия сотообразной структурой давления ударнойволны их поверхность со стороныдвижения воздушной ударной волнызакрыта экраном 3, представляющимсобой легкий Листовой материал (например, стеклопластик, фанеру или.металл). Крепление экрана на сотахможет осуществляться, например припомощи склеивания. При этом экранне имеет связи со стенками выработки и может перемещаться относительно опорного щита вдоль оси выработки как поршень. Крепление опорногощита в стенках выработки осуществляется при помощи анкерных болтов 4.Устройство работает следующимобразом.Ударная волна, падая на экран3, заставляет его двигаться как поршень вдоль оси выработки. Движениеэкрана вдоль оси выработки относительно опорного щита 1 приводит кдеформации сотообразной структуры.Деформируясь, соты 2 поглощают энергию ударной волны. Энергия, поглощаемая сотообразной структурой, определяется выражениемА=Г), (1)где Г - сила сопротивления сот деформации;,( - длина сотСила деформации сот:Р=65 (2) где- разрушающее напряжение;Ь - площадь сечения сот.Разрушающее напряжение сотообразных конструкций определяется следующим выражением:+1 (3) где б - предел текучести материаласот на растяжение,сАВ- предел текучести материаласот при сдвиге 1толщина стенки ячейки сот;3 - наименьший диаметр ячейкисот.1078100 Составитель Л.СероваРедактор Н.Егорова Техред Т,Маточка Корректор М.Демчик Заказ 897/26 Тираж 4.27 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, З, Раушская наб., д.4/5Филил ППП Патентф, гужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, эффект гашения энергии ударной волны определяется выбором материала сот (б,бсАв ) их геометрическими параметрами ( 1 Д ) и длиной сотовых блоков,При выборе указанных параметров сот необходимо следить за тем, чтобы напряжение разрушения сот было меньше напряжения разрушения щита 1 и экрана 3. Достоинством предлагаемой конструкции является высокая энергоемкость, простота сооружения й разборки ее после взрыва. По сравненюо с известными перемычками иэ бетона,кирпича или металла предлагаемая перемычка возводится в несколько раз быстрее ( в течение одной рабочей смены вместо нескольКИхдней).