Способ гашения воздушных ударных волн при ведении взрывных работ в горных выработках

19) КЮ (11) 2004851) Г 42 Р 56 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ ствия ВУВ. Сущность объем горной вырабо криогенной жидкости воздуха из вихревой тр лучаемым при охлажде в снежном массиве ра дого материала (напри эффективность прегра/ОЗБюп, йв 45-46оргий АнатопьевичБ ГАШЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ УДАПРИ ВЕДЕНИИ ВЗРЫВНЫХ РЫХ ВЫРАБОТКАХзование: дпя защиты крепя и людей от разрушитеп и, шахтного ьного дей(21) 4948792 (22) 25.06,91 (46) 15.12.93 (76) Басс Ге (54) СПОСО НЫХ ВОЛН БОТ В ГОРН (57) Исполь оборудовани изобретения: изолированныи тки охпаждают испарением или потоком охпажденного убы и запопняют снегом, понии диспергированной водь змещают пластины из твермер, фанеры), повышающие ды из рыхлого материала. 42004824 50 55 щенных по периметру передвижной требуется соотношение твердой и жидкой фаэ 1/8: 1/10, Это для суспензий в воде, Жидкий азот по сравнению с водой обладает меньшей плотностью и низкой вязкостью. и это соотношение будет более 1/12, Но даже и при соотношении 1/10 при массЬ перемычки 5 т твердого вещества только для 5 10 15 20 30 35 40 45 подачи насосов этого материала потребуется 50 т жидкого азота, а значительный дополнительный расход жидкого азота. связан с предварительных охлаждением ггинопорошка до криогенных температур, После разрушения ВУВ куски перемычки, разбросанные по выработке, требуют уборки. Для перекачивания суспензий с жидким азотом требуются специальные массонасосы. эксплуатация которых усложнена быстрым обмерзанием внешней поверхности.Целью изобретения является снижение трудозатрат, ускорение создания среды для гашения ВУВ и повышение ее эффективности,Для достижения поставленной цели в выработке устанавливают гаэонепроницаемую перемычку, подкатывают платформу с передвижной перемычкой и оборудованием для образования преграды для распространения ВУВ, рудничную атмосферу в изолированном объеме и поверхность горной выработки охлаждают испарением криогенной жидкости или охлажденным воздухом из вихревой трубы, после чего охлажденную часть выработки заполняют снегом, йолучаемым замораживанием диспергированной воды. а при формировании снежного массива периодически устанавливают пластины иэ твердого материала, располагаемые перпендикулярно Продольной оси горной выработки.В процессе патентного поиска выявленные отличительные признаки в известных технических решениях не обнаружены, следовательно, предлагаемое изобретение отвечает критерию "существенные отличия".Способ поясняется фиг,1-4.На фиг.1 и 2 представлены схемы устройств для выполнения способа, скомпонованные на подвижных платформах, где 1 - газонепроницаемая перемычка, выполненная из фанеры с герметизирующими прокладками по ее периметру из пенопласта; фанера может быть заменена газонепроницаемой бумагой на каркасе иэ деревянных брусьев (также с герметизирующими прокладками по краям из пористого эластичного материала; 2 - подвижная платформа; 3 в . передвижная гаэонепроницаемая перемычка из жестких пластин 4 в центре и гибких выдвижных пластин иэ пенопласта или пенорезины 5 и выдвижных щеток 6, состоящих из упругоэластичных стержней, раэмеперемычки 3. 7 - смотровое окно иэ полистирола или плексигласа: 8 - криостат с криогенной жидкостью (например, жидким азотом) в корзине 9 на шарнире 10 для поворота корзины с целью выпивания крио генной жидкости на почву выработки; на торце платформы, обращенной к неподвижной перемычке 1; закреплена вертикальная пластина 11 для подгребания нижней части формируемого снежного массива и его уп лотнения; 12 - вагонетка с водой; 13 - насос;14 - электродвигатель; 15 - форсунка для дисперги 1 ования воды;, 16 - формируемый снежный массив; 17 -трубопроводдля подачи воды в форсунку; 18 - компрессор; 19 - 10 вихревая труба; 20 - поток охлажденного воздуха; 21 - поток нагретого воздуха.На фиг,З и 4 показана часть горной выработки, заполненная снегом; 22 - пластины из твердого материала (например, листы 15 фанеры), размещаемые перпендикулярно продольной оси выработки,Способ осуществляют следующим образом.В забое устанавливают газонепроница емую перемычку 1 и подкатывают платформу 2 с передвижной гаэонепроницаемой перемь,чкой 3, устанавливая ее в 1,5 - 2 м от неподвижной перемычки 1.Пучки гибких пластин 5 и щетки 6 выдви. 25 гают до упора в стенки и подошву выработки, а у свода выработки пластины 5 и щетки 6 перед началом охлаждения заперемыченного пространства оставляют в опущенйом состоянии, оставляя у свода выработки эа зор для выхода рудничной атмосферы, вытесняемойболее плотными газами - азотом при испарении жидкого азота, или потоком охлажденного воздуха из вихревой трубы.Поворотом криостата 8 в корзине 9 на 35 шарнире 10 наклоняют емкость и выливают часть жидкого азота на почву. выработки. При использовании вихревой трубы в заперемыченную зону направляют поток охлажденного воздуха из вихревой трубы (с 40 температурой минус 70 С). Подачу охлажденного воздуха из вихревой трубы при непрерывной работе компрессора производят без перерывов до полного завершения процесса формирования снежно го массива, а жидкий азот выливают периодически в несколько приемов.Испаряющийся азот и охлажденный до . минус 70 С воздух, как более плотные, заполняют заперемыченный объем снизу 50 вверх, вытесняя рудничную атмосферу через зазор между передвижнойперемычкой 3 и сводом выработки. Выход охлажденного воздуха или испарившегося азота надежно определяется визуально по выходу тумана, 55 образующегося из сконденсировавшейся влаги рудничной атмосферы. После изложенного гибкие пластины 5и щетки 6 выдвигают до прижатия к своду выработки и подают воду, диспергируя ее форсункой 15 с образованием снега.При заполнении призабойного пространства испаряющимся азотом или охлажденным воздухом из вихревой трубы, а также при последующей генерации снега свод и стенки выработки замораживаются с поверхности, что ликвидйрует капеж воды со свода выработки и препятствует быстрому таянию снежного массива нэ его контакте с горной. породой.При достижении снежного массива 2/3 высоты выработки подвижками платформы 2 вперед-назад подпрессовывают пластиной 11 ниэ снежного массива, подвигая его к неподвижной перемычке 1 и вверх. Через 2-3 м от перемычки 1 устанавливают лист фанеры 22 перпендикулярно "родольной оси выработки (фиг.З и 4). На таком же расстоянии 2 - 3 м устанавливают в снежном массиве следующие листы фанеры.Продолжая генерирование снега при непрерывной подаче воздуха из вихревой трубы (при температуре - 70 С) или периодическими выливаниями жидкого азота иэ криостата, завершают заполнение выработки снегом, формируя снежный массив, содержащий чередующиеся листы фанеры, общей протяженностью 6 - 9 м.После завершения заполнения снегом выработки, требуемой протяженности устройство для выполнения способа, скомпонованное на передвижной платформе, вместе с вагонеткой, предназначенной для воды, удаляют иэ забоя, и производят взрыв шпуровых или сквэжинных зарядов.Основные преимущества способа: оперативность сооружения гфеграды из снега для гашения ВУВ, операция механизирована, кроме установки пластин из фанеры; улучшение условий труда благодаря охлаждению выработок (что важно для глубоких горизонтов); низкая стоимость применяемых материалов - воды и жидкого технического азота ГОСТ 9293 - 74 от 42 до 45 руб/т - соответственно сорт 11 и 1, обеспечивает экономичность способа; нет необходимости в уборке и удалении строительных материалов для сооружения перемычек, разрушаемых ударными волнами, - уборка ограничивается удалением фанерных листов 2 - 3 шт.) после самопроизвольного таяния снега; высокая надежность гашения ВУВ благодаря чередованию слоев рыхлого снега в массиве и листов фанеры. Листы фанеры препятствуют выбросу рыхлого снега в центральной .части снежного массива поддействием ВУВ - благодаря фанере действие ВУВ распространяется на площадь почти всего сечения горной выработки, и ре- ф. целью снижения трудозатрат, ускоренияСПОСОБ ГАШЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ . создания преграды и повышения ее эффек- удАРНЫХ ВОЛН ПРИ ВЕДЕНИИ ВЗРЫВ- тивности путем комбинирования преграды НЫХ РАБОТ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ,15 из материалов разной плотности и структувключающий установку перемычки, охлаж- ры, для заполнения горной выработкФисдение изолированного объема горной вы- пользуют снег, получаемый замораживаниработки и создание преграды напути ем диспергированной воды, причем при распространения воздушных ударных Йол, формировании снежного массива перпенпутем заполнения охлажденного объема 20 дикулярно продольной оси горной вырана все сечение горной выработки твердым ботки периодически устанавливают материалом, отличающийся тем, что, спластины из твердого материала. 1 б 1 пятствуя выбросу снега по осевой части рыхлого снежного массива. Кроме того, чередование слоев рыхлого снега и листов фанеры создает слоистую структуру материалов различной плотности, что способствует интен ,сивному затуханию ВУВ в соответствии с известными закономерностями прохождения волн через слоистые среды,(56) 1, Умнов А,ЕГолик А.СПалеев Д.Ю., Шевцов Н.Р. Предупреждение и локализация взрывов в подземных условиях. - М.: Недра, 1990, с.286. с. 261-277. Инженерные сооружения для гашения ударных волн в горных выработках.2. Авторское свидетельство СССР В 1163005, кл, Е 21 Р 5/00, опублик. 1985.2004824 г. 4 Составитель Г,Басс Техред М.Моргентал ОрректорОКравцова олкова едак Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035,Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 33 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101