Автоматична система локалізації вибухів

Реферат: Автоматична система локалізації вибухів в газових шахтах містить посудину для вогнегасного порошку для його розпилення і формування пилової хмари-заслону проти поширення полум'я в гірничій виробці. При цьому посудина для вогнегасного порошку виконана у вигляді ємності, що герметично закривається, до якої через зворотний клапан підведено трубопровід стисненого повітря або азоту і випускний трубопровід, розміщений по контуру виробки і обладнаний кількома випускними патрубками з розпилюючими розтрубами на кінцях. На кожному випускному патрубку встановлений кульовий кран, пов'язаний штоком з жорсткою пластиною, розташованою перпендикулярно до поздовжньої осі виробки з можливістю відкриття кранів при повороті пластин під впливом ударної хвилі вибуху метано-повітряної суміші та/або вугільного пилу. UA 89840 U (12) UA 89840 U UA 89840 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої справи, зокрема до засобів, які забезпечують підвищення рівня безпеки експлуатації гірничих виробок, і може використовуватися як вибухолокалізуючий заслон в першу чергу у вугільних шахтах, небезпечних по газу і пилу. Основною задачею вибухолокалізуючих заслонів є створення умов для припинення горіння метану і/або вугільного пилу і запобігання подальшого розповсюдження фронту полум'я по гірничих виробках. Відомі діючі в даний час системи локалізації вибухів, які застосовуються для захисту підземних виробок від впливу фронту полум'я, який іде за ударною хвилею вибуху метаноповітряної суміші та/або вугільного пилу, створюють на шляху поширення фронту завісу із суспензії інертного пилу або водяних крапель [див. книгу Петрухин П.М., Нецепляев М.Н., Каган В.Н., Сергеев B.C. Предупреждение взрывов пыли в угольных и сланцевых шахтах, М.: Недра, 1974, с. 239-258 та "Правила безпеки у вугільних шахтах". - Київ, 2010. - С. 276-282]. Ці системи являють собою ряди полиць з інертним пилом (сланцевий заслін) або посудин з водою (водяний заслін), які руйнуються або перекидаються при проходженні повітряної ударної хвилі. У результаті утворюється щільна хмара пилу (або, у разі водяних заслонів, водяних крапель), під дією якої фронт полум'я загасає. Однак такі системи мають велику інерційність спрацьовування пристроїв, малий час існування хмари суспензії пилу або водяних крапель. У гірничих виробках необхідно розміщувати велику кількість інертного пилу або води, що зменшує і до того малий переріз виробки. Відома також автоматична система локалізації вибухів в газових шахтах, яка містить корпус, що складається з трьох відсіків, крайні з яких заповнені вогнегасним порошком, а середній відсік містить перегородку, що розділяє його на дві порожнини. У перегородці коаксіально корпусу закріплений газогенератор, що виділяє газ, який не підтримує горіння, через сопла в вільні об'єми обох порожнин. Генератор містить два механізми ініціації, кожен з яких містить капсуль і бойок, заблокований пружиною. Хвостовик бойка через штир пов'язаний з прийомним елементом, що сприймає вплив надлишкового тиску повітряної ударної хвилі. Для формування вільних об'ємів у порожнинах перед порошком та реалізації зосередженої схеми подачі газу між середнім і крайніми відсіками встановлені внутрішні непроникні, гнучкі, рухливі перегородки. На торцевих виходах встановлені зовнішні, непроникні, гнучкі, рухливі перегородки. Система локалізації закріплюється під покрівлею виробки за допомогою вузла підвіски (опис до патенту Російської Федерації № 2335633, МПК E21F 5/00, 2008 p., найближчий аналог). Недоліком найближчого аналога є його дорожнеча, складність конструкції, велика трудомісткість обслуговування. Для повторного використання систему необхідно демонтувати, доставити на поверхню, встановити нові дорогі деталі, потім знову доставити в гірничу виробку і встановити. Крім того відома система має низьку ефективність, оскільки спрацьовує при впливі повітряної ударної хвилі тільки з одного її боку і не забезпечує захист від повторних займань та вибухів. Задачею цієї корисної моделі є удосконалення відомої системи шляхом зміни її конструкції для підвищення ефективності її роботи при локалізації вибухів. Іншими задачами корисної моделі є спрощення конструкції системи, зниження її вартості, трудомісткості обслуговування, підвищення зручностей експлуатації. Поставлені задачі вирішуються таким чином. У відомій системі локалізації вибухів в газових шахтах, що містить посудину для вогнегасного порошку для його розпилення і формування пилової хмари-заслону проти поширення полум'я в гірничій виробці, згідно з корисною моделлю, посудина для вогнегасного порошку виконана у вигляді ємності, що герметично закривається, до якої через зворотний клапан підведено трубопровід стисненого повітря або азоту і випускний трубопровід, розміщений по контуру виробки і обладнаний кількома випускними патрубками з розпилюючими розтрубами на кінцях, при цьому на кожному випускному патрубку встановлений кульовий кран, пов'язаний штоком з жорсткою пластиною, розташованою перпендикулярно до поздовжньої осі виробки з можливістю відкриття кранів при повороті пластин під впливом ударної хвилі вибуху метано-повітряної суміші та/або вугільного пилу. В кращому варіанті виконання корисної моделі площа пластин становить приблизно 1002 500 см . Крім того, пластина має стрижень, прикріплений до штока кульового крана під прямим кутом. Крім того, ємність для вогнегасного порошку встановлена поза поперечного перерізу виробки - у спеціально виконаній ніші, що примикає до виробки. Більш докладно суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на фіг. 1 якого зображено загальний вид функціональної схеми запропонованої системи, розміщеної в гірничій виробці по її поперечному перерізу, на фіг. 2 - вид по А на фіг. 1, на фіг. 3 - вид по В на фіг. 1. 1 UA 89840 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Система містить ємність 2 для вогнегасного порошку 3. Ємність 2 герметично закривається за допомогою кришки 1. До ємності 2 через зворотний клапан 4 і засувку 5 підведено трубопровід 6 стисненого повітря або азоту і випускний трубопровід 7, розміщений по контуру виробки 8 і обладнаний кількома випускними патрубками 9 з розпилюючими розтрубами 10 на кінцях. На кожному випускному патрубку 9 встановлений кульовий кран 11, пов'язаний штоком 12 з жорсткою пластиною 13, розташованою перпендикулярно поздовжньої осі 14 виробки 8 з можливістю відкриття кранів 11 при повороті пластин 13 під впливом ударної хвилі. Площа 2 кожної пластини 13 становить приблизно 100-500 см . Кожна пластина 13 має стрижень 14, прикріплений до штоку 12 кульового крана 11 під прямим кутом α. У нижній частині ємності 2 встановлена повітропроникна мембрана 15, розташована над отвором 16 підведення стисненого повітря або азоту від трубопроводу 6. У нижній частині ємності 2 встановлено також пристрій 17 для скидання тиску. У верхній частині ємності 2 встановлений манометр 18. Ємність 2 для вогнегасного порошку 3 встановлена поза поперечного перерізу виробки 8 - у спеціально виконаній ніші 19, що примикає до виробки. Випускний трубопровід 7 може мати одну гілку 20 або декілька, наприклад три, тобто так, як це зображено на фіг. 2. На фіг. 3 показана робота запропонованої системи для локалізації вибухів з обох її сторін. Напрямок повітряної ударної хвилі позначено позицією 21. Ємність 2 розрахована на 150-200 кг вогнегасного порошку 3. Природно, що ємність 2 може бути застосована і на другу вагу - більшу чи меншу. Складання та підготовка системи. Всі вузли системи виготовляють на поверхні, доставляють до місця монтажу і збирають. Підключають ємність 2 до трубопроводу 6 стисненого повітря або азоту і випускного трубопроводу 7, який прикріплюють до аркового кріплення виробки 8. Прикріплюють пластини 13 до штоків 12 кранів 11 так, щоб останні були нормально закриті, а пластини 13 розташовують перпендикулярно до поздовжньої осі 14 виробки 8. Заповнюють ємність 2 вогнегасним порошком 3 і герметично закривають кришкою 1. Потім відкривають засувку 5, чим приводять вогнегасний порошок 3 у завислий стан. Система готова до застосування. Дія системи. При вибуху метаноповітряної суміші та/або вугільного пилу виникає повітряна ударна хвиля, яка випереджає фронт полум'я і повертає в напрямку руху ударної хвилі пластини 13 (фіг. 1, 2 і 3). В результаті відкриваються кульові крани 11. Стисле повітря або азот під тиском 6 атм., проходячи через повітропроникну мембрану 15, впливає на вогнегасний порошок 3 і викидає його з ємності 2 через випускний трубопровід 7 і випускні патрубки 9 в простір гірничої виробки 8. При цьому в об'ємі виробки 8 по всьому її перерізу на шляху поширення фронту полум'я формується вогнегасний заслін у вигляді хмари довжиною до 25 м зі зависі вогнегасного порошку 3, який викидається з декількох розтрубів 10. У разі якщо в трубопроводі 6 стисненого повітря або азоту буде відсутній тиск, система теж спрацює, тому що в ємності 2 повітря або азот знаходяться під тиском 6 атм., а вогнегасний порошок 3 знаходиться в завислому стані. Застосування стисненого азоту замість стисненого повітря збільшує ефективність приборкування полум'я на 20 %. Стиснутий азот може бути отриманий на поверхні або в шахті на підземній азотно-компресорній станції тобто так, як це описано в патенті України на винахід № 74287. Основні переваги системи в порівнянні з базовими заслонами (аналогами) і найближчим аналогом: підвищення надійності локалізації пилових і газових вибухів, зниження капітальних витрат на виготовлення системи, зниження витрат НА обслуговування, зменшення опору вентиляційним потокам з поліпшенням діючої вентиляції, забезпечення формування пилової хмари з вогнегасного порошку одним пристроєм незалежно від напрямку приходу вибухової хвилі, виключення вибухових пристроїв для приведення системи в дію, забезпечення захисту від повторних займань та вибухів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 1. Автоматична система локалізації вибухів в газових шахтах, що містить посудину для вогнегасного порошку для його розпилення і формування пилової хмари-заслону проти поширення полум'я в гірничій виробці, яка відрізняється тим, що посудина для вогнегасного порошку виконана у вигляді ємності, що герметично закривається, до якої через зворотний клапан підведено трубопровід стисненого повітря або азоту і випускний трубопровід, розміщений по контуру виробки і обладнаний кількома випускними патрубками з розпилюючими розтрубами на кінцях, при цьому на кожному випускному патрубку встановлений кульовий кран, пов'язаний штоком з жорсткою пластиною, розташованою перпендикулярно до поздовжньої осі виробки з можливістю відкриття кранів при повороті пластин під впливом ударної хвилі вибуху метано-повітряної суміші та/або вугільного пилу. 2 UA 89840 U 5 2. Автоматична система за п. 1, яка відрізняється тим, що площа пластин становить 2 приблизно 100-500 см . 3. Автоматична система за п. 1, яка відрізняється тим, що пластина має стрижень, прикріплений до штока кульового крана під прямим кутом. 4. Автоматична система за п. 1, яка відрізняється тим, що ємність для вогнегасного порошку встановлена поза поперечного перерізу виробки - у спеціально виконаній ніші, що примикає до виробки. 3 UA 89840 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4