Шахтна перемичка

Реферат: Шахтна перемичка включає виконавчий орган, виконаний з еластичного повітронепроникного полотнища у виді бічної поверхні циліндра, обладнаний елементами для кріплення його по периметру гірничої виробки та стропами. Кожна стропа з'єднана з вільним краєм полотнища своєю серединою, вільні кінці строп пропущені усередині полотнища на протилежну від основного краю сторону і зібрані у вузол. Стропи з'єднані із основним і реверсивним канатом і еластичними тросами. Основний канат приєднаний до кінців строп з боку основного краю полотнища, вільний кінець додаткового еластичного троса призначений для закріплення у виробці з попереднім натягом. Основний і реверсивний канати виконані з можливістю зміни і фіксації їхньої довжини і закріплення своїх вільних кінців у виробці. Забезпечується задана витрата повітря у виробці при нормальних та реверсивних вентиляційних режимах. UA 104896 C2 (12) UA 104896 C2 UA 104896 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до засобів керування вентиляційними потоками в шахтних вентиляційних мережах, може бути використаним для перекриття гірничих виробок і регулювання витрати повітря в них, як при нормальних, так і при аварійних (реверсивних) режимах провітрювання шахт. Відома конструкція шахтної перемички, що включає парашутоподібний купол з повітронепроникного матеріалу, кільцевий ущільнювач, розміщений у основі купола і виконаний як еластична герметична трубка, обладнаної запобіжним клапаном, запірним елементом і джерелом стиснутого повітря, і розміщеної на внутрішній поверхні купола, а кожна стропа прикріплена до краю основи купола посередині своєї довжини (SU 785514 А1; 07.12.1980). Недоліком описаної перемички є те, що для установки перемички потрібне джерело стиснутого повітря. Його відсутність приводить до того, що в перекритій виробці при зміні напряму руху повітря (реверсуванні) перемичка стає непрацездатною. Її купол опускається на підлогу виробки і для її відновлення необхідна присутність людей. Крім того, перемичка має тільки одне робоче положення - закрите. У зв'язку з цим, забезпечити задану витрату повітря у виробці, як при нормальному, так і при реверсивному режимі провітрювання, неможливо. Найбільш близькою по конструкції до запропонованого технічного рішення є шахтна перемичка, що містить купол з еластичного повітронепроникного матеріалу, виконаний як бічна поверхня циліндра, один край якого за допомогою елементів кріплення закріплений по периметру гірничої виробки, а вільний край оснащений кільцями, через які пропущені стягуючі стропи, кінці строп зібрані у вузол і з'єднані з вільним кінцем еластичного троса, інший кінець якого закріплений до стінки виробки з попереднім натягом (SU 1092279 A; 15.05.1984). Недоліками відомої конструкції перемички є те, що при реверсуванні повітряного струменя перемичка стає непрацездатною і зовсім не перекриває гірничу виробку. Крім того, забезпечити задану витрату повітря при реверсуванні повітряного потоку теж не представляється можливим. В основу винаходу поставлена задача удосконалення конструкції шахтної перемички, у якій шляхом іншого конструктивного виконання і можливості зміни і стабілізації розмірів її складових частин забезпечуються: робота перемички при нормальному і реверсивному режимі провітрювання; регулювання витрати повітря у виробці при будь-якому напрямку руху повітря; менш інтенсивне зношення елементів конструкції, не навантажених повітряним потоком; підвищена міцність і надійність пристрою при меншій матеріалоємності. За рахунок цього вирішується задача перекриття гірничої виробки з перемичкою як при нормальному, так і при реверсивному режимі провітрювання, забезпечуються задані витрати повітря у виробці при різних вентиляційних режимах, підвищується безпека та ефективність ведення гірничорятувальних робіт, знижується трудомісткість виконання робіт з керування повітряними потоками при нормальних і аварійних режимах провітрювання шахти, поліпшуються умови праці гірників при нормальному провітрюванні шахти. Задача вирішується тим, що у відомій конструкції шахтної перемички, що включає виконавчий орган, виконаний з еластичного повітронепроникного полотнища у виді бічної поверхні циліндра, обладнаного елементами кріплення, рівномірно розподіленими по основному краю полотнища для кріплення його по периметру гірничої виробки, до вільного краю рівномірно закріплені стропи, кінці строп зібрані у вузол і з'єднані з еластичним тросом, закріпленим у виробці з попереднім натягом, відповідно до винаходу кожна стропа з'єднана з вільним краєм полотнища своєю серединою, вільні кінці строп пропущені усередині полотнища на протилежну від основного краю сторону і зібрані у вузол, з'єднані із введеним реверсивним канатом і додатковим еластичним тросом, введений основний канат приєднаний до кінців строп з боку основного краю полотнища, вільний кінець додаткового еластичного троса призначений для закріплення у виробці з попереднім натягом, а основний і реверсивний канати виконані з можливістю зміни і фіксації їхньої довжини і закріплення своїх вільних кінців у виробці. На фіг. 1 зображена шахтна перемичка, що знаходиться в закритому положенні при нормальному режимі провітрювання; на фіг. 2 представлена перемичка в закритому положенні при реверсивному режимі провітрювання; на фіг. 3 показана перемичка в проміжному положенні при нормальному режимі провітрювання; на фіг. 4 перемичка знаходиться в проміжному положенні для реверсивного режиму. Шахтна перемичка (фіг. 1) включає еластичний гумовий трос 2, основний канат 4 із пристроєм регулювання його довжини 3, одні кінці яких закріплені в гірничій виробці 1, а інші через рознімний сполучний пристрій 6 з'єднані з кінцями основних строп 7, зібраних у вузол з боку основного повітряного потоку 5, що набігає, при нормальному режимі провітрювання. Полотнище виконавчого органу перемички 12 виготовлено з повітронепроникного еластичного матеріалу у виді бічної поверхні циліндра. На внутрішній і зовнішній поверхнях полотнища рівномірно розподілені і навпроти закріплені подовжні 10 і поперечні 11 стрічки зміцнюючого 1 UA 104896 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 каркасу. До кінців подовжніх стрічок з боку основного краю полотнища приєднано елементи кріплення, що виконані у виді карабінів 8 для приєднання його до троса 9, натягнутого по периметру гірничої виробки. Кінці реверсивних строп 14, пропущені усередині полотнища на протилежну від основного краю полотнища сторону і зібрані у вузол за допомогою іншого рознімного сполучного пристрою 15, з'єднані з додатковим еластичним гумовим тросом 16 і реверсивним канатом 17 і з пристроєм для регулювання його довжини 18, вільні кінці яких закріплені у виробці з протилежної, щодо місця кріплення полотнища, сторони. Працює перемичка так (див. фіг. 1). У місці установки перемички по периметру гірничої виробки кріпиться трос 9. Полотнище перемички 12 розгортається уздовж виробки по напрямку руху повітряного потоку 5. Основний край полотнища за допомогою карабінів 8 пристібається до троса 9, закріпленого по периметру гірничої виробки. Полотнище, підхоплене повітряним потоком 5, піджимається до стінок виробки з формуванням отвору для проходу повітря. Кінці строп 7 збираються у вузол за допомогою рознімного сполучного пристрою 6 і приєднуються до основного каната 4 з довжиною L0 і гумовому тросу 2. При натягуванні основного каната 4 назустріч повітряному потоку 5 вільний край полотнища через стропи 7 довжиною l 0, що рівномірно розосереджені по вільному краю полотнища і з'єднані з ним своєю серединою 13, завертається усередину до центра поперечного перерізу гірничої виробки. Під впливом повітряного потоку 5 полотнище 12 приймає куполоподібну форму, і за рахунок градієнта тиску, що утворився, основний край притискається до стінок і ґрунту виробки по її периметру, а вільний край стуляється в центральній її частині. Затягування строп здійснюється доти, поки вільний край, до якого кріпляться середини строп 13, не опиниться в одному перетині з основним краєм полотнища, до якого приєднані карабіни 8. При такому положенні виконавчого органа перемички вільний кінець основного каната 4 закріплюється в гірничій виробці 1, а поперечний переріз виробки буде повністю перекритий. Один кінець гумового троса 2 приєднується до рознімного пристрою 6, а інший кріпиться в гірничий виробці 1 з попереднім натягом. Вільні кінці реверсивних строп 14 довжиною lр, пропущені через отвір у центральній частині виробки, що утворився у куполоподібній поверхні, за допомогою з'єднувального пристрою 15 збираються у вузол і приєднуються до гумового троса 16 і реверсивного канату 17 довжиною L p із пристроєм 18 для регулювання його довжини. Вільні кінці гумового троса 16 і каната 17 закріплюються у виробленні аналогічно. При реверсивному режимі провітрювання (див. фіг. 2) повітряний потік змінює напрямок руху на протилежний 19. Під його впливом полотнище купола 12 перекидається на протилежну сторону щодо троса 9, закріпленого по периметру гірничої виробки. Якщо реверсивний канат 17 при нормальному режимі провітрювання знаходився в натягнутому стані, то при реверсуванні вільний край полотнища, до якого кріпляться стропи 14 своєю серединою 13, буде знаходитися в тому ж поперечному перерізі, що і при нормальному режимі провітрювання. Канат 17 стає робочим і сприймає навантаження від впливу на купол повітряного потоку 19. Градієнт тиску, що з'явився з різних сторін полотнища, притискає основний край полотнища до стінок виробки по її периметру, а вільний стуляється в центральній її частині поперечного перерізу. Виробка цілком перекрита, а рух повітря по виробці практично відсутній. При такій установці при звичайному і реверсивному режимах провітрювання, перемичка повністю перекриває поперечний переріз виробки. Для забезпечення заданої витрати повітря у виробці при нормальному режимі провітрювання довжину основного каната L0 збільшують на величину Lон (фіг. 3). При цьому сполучний пристрій 6, за допомогою якого кінці строп 7 зібрані у вузол, теж переміститься в напрямку руху повітряного потоку 5. Під впливом тиску, створюваного повітряним потоком, полотнище виконавчого органа 12 починає вивертатися, а вільний край його переміщається на Lпн і розмикається з утворенням у центральній частині отвору для проходу заданої кількості повітря (Q3). Аналогічним чином переміститися і другий вузол 15 з'єднання кінців строп 14 із протилежної сторони полотнища перемички на величину Lрн. У результаті чого відстань від перетину, у якому розташовується вільний край полотнища 13, до місця закріплення реверсивного каната 17 у гірничій виробці 21 зменшиться. Стропи 14 і реверсивний канат 17 провиснуть і почнуть безладно бовтатися під впливом повітряного потоку 20, що проходить через отвір, що утворився. У результаті чого стропи 14 і реверсивний канат 17 можуть переплутатися, а при реверсуванні повітряного потоку якісне перекриття виробки не буде досягнуто. Для виключення цього негативного явища гумовий трос 16, закріплений у виробці з попереднім натягом, почне скорочуватися, вибере слабину і забезпечить положення строп 14 у злегка натягнутому стані, провисне тільки реверсивний канат 17. При цьому відстань від вузла 2 UA 104896 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 з'єднання кінців реверсивних строп 15 до місця кріплення реверсивного каната зменшиться до Lpн. Щоб забезпечити задану витрату повітря при реверсивному режимі провітрювання (Q p3) довжину реверсивного каната 17 збільшують на Lрр (фіг. 4). У результаті чого вузол з'єднання строп 15 переміститися по напрямку руху повітряного потоку 22. Під впливом реверсивного повітряного струменя полотнище виконавчого органа перемички розвертається і його край переміщається на величину Lпр, утворюючи потрібний для проходу повітря отвір. Поперечний переріз прорізу для проходу повітря залежить від величини подовження реверсивного каната Lрр. Таким чином, фіксуючи за допомогою фіксатора 18 визначену довжину реверсивного каната 17 можна забезпечити задану витрату повітря (Q p3) у виробці при реверсивному режимі провітрювання шахти. Загальна відстань від площини розміщення краю полотнища 13 (прорізу для проходу повітря) до місця кріплення 1 основного каната 4 буде менше загальної довжини строп 7 і первісної довжини основного каната 4 на Lор. Стропи 7 і основний канат 4 провиснуть і можуть переплутатися (як і в попередньому випадку). Гумовий трос 2, з'єднаний з рознімним з'єднувальним пристроєм 6, вільний кінець якого закріплений у виробці 1 з попереднім натягом, скоротиться до довжини основного каната L op, натягне стропи 7 і буде підтримувати їх у злегка натягнутому стані. Виконання виконавчого органа перемички з повітронепроникного матеріалу у виді бічної поверхні циліндра з поперечними і подовжніми стрічками зміцнюючого каркасу, закріплених рівномірно на зовнішній і внутрішній поверхнях полотнища, забезпечить підвищену міцність і надійність конструкції при експлуатації в нормальних і реверсивних режимах провітрювання шахти, тому що тиск повітря, сприйманий полотнищем виконавчого органа, через подовжні стрічки передається на елементи кріплення краю полотнища, по периметру виробки і стропам, приєднаним до вільного краю полотнища своєю серединою. Крім того, наявність стрічкового каркаса дозволяє застосовувати для виготовлення полотнища більш тонкі матеріали, що у свою чергу приводить до зменшення матеріалоємності виробу. Кріплення основного краю полотнища виконавчого органа перемички розосереджено по периметру виробки забезпечує рівномірний розподіл навантаження й ефективне притискування полотнища до стінок як при нормальному, так і при реверсивному режимах провітрювання. При зміні напрямку руху повітряного потоку у виробці виконавчий орган перемички автоматично, не вимагаючи присутності людей і наявності зовнішніх джерел енергії, перекидається на протилежну сторону щодо місця кріплення краю полотнища по периметру гірничої виробки. Під впливом тиску повітряного потоку він розгортається, основний край полотнища прилягає до стінок, а вільний край стуляється в центральній частині поперечного перерізу виробки. Застосування роз'ємних сполучних пристроїв, на яких кінці строп збираються в два вузли і з'єднуються з основним і реверсивним канатами, дозволяє без демонтажу перемички робити ремонт (заміну) порваних строп на цілі. Наявність двох вузлів з'єднання кінців строп, рознесених у протилежні сторони, з'єднаних з основним і реверсивним канатами, виконаними з можливістю змінювати і фіксувати свою довжину з закріпленими у виробці вільними кінцями, забезпечує задану витрату повітря у виробці, як у нормальному, так і при реверсивному напрямку руху повітряного потоку. Використання гумових тросів (розтяжок), приєднаних до з'єднувальних пристроїв і закріплених вільними кінцями у виробці по різні сторони від виконавчого органа (купола) перемички з попереднім натягом забезпечує стан неробочих строп у злегка натягнутому положенні, зменшує амплітуду їх неупорядкованого радіального коливання, виключає переплутування їх між собою, і завдяки цьому підвищується надійність переходу (переключення) виконавчого органа з нормального робочого положення в реверсивне, зменшується зношування неробочих строп і канатів. Застосування шахтних перемичок у виробках шахтних вентиляційних мереж забезпечить: ефективне й економічне провітрювання шахтних споживачів розрахунковою кількістю повітря при нормальних і аварійних (реверсивних) вентиляційних режимах; створення безпечних умов праці гірників і гірничорятувальників в аварійних ситуаціях, оперативне керування вентиляційними потоками у виробках шахтних вентиляційних мереж. 55 3 UA 104896 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 Шахтна перемичка, що включає виконавчий орган, виконаний з еластичного повітронепроникного полотнища у виді бічної поверхні циліндра, обладнаний елементами кріплення, рівномірно розподіленими по основному краю полотнища для кріплення його по периметру гірничої виробки, до вільного краю рівномірно закріплені стропи, кінці строп зібрані у вузол і з'єднані з еластичним тросом для закріплення у виробці з попереднім натягом, яка відрізняється тим, що кожна стропа з'єднана з вільним краєм полотнища своєю серединою, вільні кінці строп пропущені усередині полотнища на протилежну від основного краю сторону і зібрані у вузол, з'єднані із введеним реверсивним канатом і додатковим еластичним тросом, введений основний канат приєднаний до кінців строп з боку основного краю полотнища, вільний кінець додаткового еластичного троса призначений для закріплення у виробці з попереднім натягом, а основний і реверсивний канати виконані з можливістю зміни і фіксації їхньої довжини і закріплення своїх вільних кінців у виробці. 4 UA 104896 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій 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 5