Шахтная взрывоустойчивая перемычка

(511 4 Е 2 1 Р 5 ВСЕЮ 113 АНИЕ И ЕТЕН ТЕЛЬСТ 21) 4026777/22-022) 21.02. 8646) 30.11.87, Бюл71) Донецкий пол ский инстиехнич та йрыФа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИ тут(56) Авторское свидетельство СССР Ф 968460, кл. Е 21 Р 5/00, 1981,Авторское свидетельство СССР У 994769, кл. Е 21 Р 5/00, 1982. (54) ШАХТНАЯ ВЗРЫВОУСТОИЧИВАЯ ПЕРЕМЫЧКА(57) Изобретение относится к горной пром-ти и м.б. использовано для гашения взрывов метана и локализации пожаров,в выработках, Цель изобретения " повышение устойчивости пере мычки воздействию ударных воздушных волн Она содержит уложенные в штабель эластичные емкости 1, заполсненные сыпучим материалом, образующие тело перемычки. Каждая емкость 1 имеет вакуумныи клапан 3, установленный со стороны, противоположной воздействию ударной воздушной волны. Тело перемычки в поперечном сечении имеет форму двояковогнутой линзы с разной кривизной 11 и 12 : Поверхность с меньшей кривизной 11 обращена в сторону воздействия ударной воздушной волны. Выполнение пере мычки в виде двояковогнутой линзы обусловлено тем, что сыпучий материал, находящийся в свободном состоянии, после сжатия образует несущее жесткое ядро в виде двояковогнутой линзы. В процессе эксплуатации на перемычку действуют силы горного давления, которые деформируют ее. В результате в перемычке возникают линии скольжения, по которым перемещаются отдельные участки и частицы сыпучего материала относительно друг друга. За счет этого обеспечивается податливость перемычки при сохранении несущей способности. 3 ил.13557 50 Изобретение относится к горнойпромьппленности и может быть использовано для гашения взрывов метана илокализации пожаров в выработках,5испытывающих интенсивное горное давление.Цель изобретения - повышение устойчивости шахтной взрывоустойччвойперемычки воздействию ударных воздушных волн,На фиг, 1 изображена шахтнаявзрывоустойчивая перемычка, установленная в горной выработке, общий вид;на фиг. 2 - график действия сил наперемычку в момент локализации взрыва; на фиг. 3 - вакуумный клапан,общий вид.Шахтная вэрывоустойчивая перемычка состоит иэ эластичных емкостей 1,образуемых путем набрызга поролонаи заполненных сыпучим материалом 2,в качестве которого могут быть использованы отбитая горная масса илипесок, .Каждая эластичная емкость25снабжена вакуумным клапаном 3, который состоит из корпуса 4 с перфорированными отверстиями 5В корпусе 4 установлен ниппель 6, состоящийиз гнезда 7, которые закрывает подпружиненный клапан 8, Корпус 4 снабжен фланцем 9 и патрубком 10 дляподсоединения к вакуум-насосу,Шахтная вэрывоустойчивая перемычка в поперечном сечении выполнена в З 5 форме двояковогнутой линзы, вогнутые поверхности 11 и 12 которой имеют форму гиперболоидов, с фокусным расстоянием а и Ь. Кривизна линз выполнена различной. Со стороны ожйда емого взрыва кривизна меньше, чем с противоположной стороны, Для этого минимальную толщину перемычки принимают равной (0,4-0,6)К, где К - радиус выработки, Фокусное полурас стояние со стороны ожидаемого взрыва ч =(0,566-0,85)К, с обратной стороны - Ь = (0,9-1,2)К. Шахтную взрывоустойчивую перемычку сооружают с помощью опалубки (не показана) снизу вверх, Для поддержания заданной формы сыпучего материала 2 при возведении подмешивают 3-47 связующего (глины, цемента, доменного шлака), После схватывания сыпучего материала 2 опалубку снимают и наносят на вогнутые поверхности 11 и 12 гибкий воздухонепроницаемый мате 272риал, например поролон. Одновременноустанавливают вакуумные клапаны 3,Для снижения вероятности разрушенияперемычки образуют промежуточныепоролонные мембраны 13. После возведения перемычки внутри гибкой оболочки создают вакуум, например, с помощью вакуум-насосов шахтной дегазационной сети (не показаны), В результате форма перемычки фиксируетсяблагодаря действию извне атмосферного давления воздуха,Шахтная взрывоустойчивая перемычка работает следующим образом,При возникновении взрыва газыдействуют на вогнутую поверхность 11.За счет сил Т трения (фиг. 2) перемычка остается на месте, Одновременно возникают силы Р дополнительногоподпора (благодаря распорному действию дополнительного обьема 14 перемь 1 чки, прилегающего к поверхности12), Эти силы направлены к центру О,симметрии перемычки и содействуютсохранению ее жесткости. За счет этого перемычка оказывает сопротивлениедействию взрыва и локализирует его.В процессе эксплуатации на перемычку действуют интенсивные силы горного давления и деформируют ее, Врезультате в теле перемычки возникают линии скольжения, по которымотдельные участки и частицы насыпного материала 2 перемещаются друготносительно друга, За счет этогообеспечивается любая податливостьперемычки (практически ее можносжать на 30-507 и более) при сохранении исходной несущей способности,Несущую способность она сохраняетблагодаря тому, что основным источником сопротивления являются силывнутреннего трения в сыпучем материале 2, которые псстоянно поддерживаются внешним атмс сферным давлениемпри любой степени деформации перемычки,Выполнение перемычки в виде двояковогнутой линзы обусловлено тем,что сыпучий материал 2, находящийсяв свободном состоянии, после сжатиямежду двумя плитами образует несущее жесткое ядро в виде двояковогнутой линзы, Остальная часть сыпучегоматериала не играет никакой роли всопротивлении сжатию и может бытьудалена, Эта особенность строенияперемычки обоснована на закономер 3 1 ностях запредельного доформирования твердых тел и, в частности, горных пород в одноосном напряженном состоянии. При этом установлено, что при сжатии изотропный образец разрушается по линиям скольжения, ориентироованным под углом 45 к главному нормальному напряжению. Под этим углом и расположена асимптотическая поверхность 15 гиперболлической поверхности 11 (фиг. 2). Такая форма перемычки оптимально сопротивляется действию горного давления. Для дополнительного сопротивления действию взрыва поверхность 12 перемычки имеет асимптотический конус 16 с больюшим углом, равным около 52 . Диапазон толщины перемычки и фокусных полурасстояний образующих ее поверхностей выбран из условия 10-20% запаса устойчивости. 355727 4 Формула изобретенияШахтная взрывоустойчивая перемычка, включающая уложенные в штабель 5эластичные емкости, заполненные сыпучим материалом, образующие телоперемычки, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения устойчивости перемычки воздействию ударных воздушных волн, каядая эластич ная емкость снабжена вакуумным клапаном, установленным со стороны противоположной воздействию ударйой воздушной волны, при этом тело перемыч"ки в поперечном сечении имеетформу двояковогнутой линзы сразной кривизной, причем поверхность с меньшей кривизной 20 браща в сторону воздействия ударной воздушной волны.1355 П 7 Составитель В. Барановедактор А. Ревин Техред Л.Олейни к К орректор М мишинец Зака одписнСР Производственно-полиграфическое предприя г, Ужгород, ул. Проектная, 4 758/30 Ти ВНИИПИ Госу по делам 13035, Москв