EA025874B1

EA025874B1 - Insulating explosion-resistant portable barrier

Info

Publication number: EA025874B1
Application number: EA201400367A
Authority: EA
Inventors: Жорж Павлович Вареха; Сергей Николаевич Лис; Болат Пешатулы Хасен
Original assignee: Тоо "Институт Проблем Комплексного Освоения Недр"
Priority date: 2013-12-28
Filing date: 2013-12-28
Publication date: 2017-02-28
Also published as: EA201400367A1

Abstract

An insulating explosion-resistant portable barrier comprising a toroidal body filled with a compressed neutral gas, a safety structure in front of the barrier, a parachute device and the device for shock wave energy dissipation, characterized in that the toroidal body protected on the side of the presumed explosion by a non-combustible, elastic, shock-resistant material and encased in a flexible, pliant, heat-resistant envelope is placed inside the parachute device, and the device for shock wave energy dissipation comprises a cylinder filled with viscous material and having a form of a perforated pipe with an inside piston, the piston rod being connected by a cable (cord) with an eye ring of the parachute device.

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для гашения энергии ударной волны от взрыва метана и угольной пыли в горных выработках и может быть использовано в других отраслях промышленности, где требуется изоляция воздушного пространства.The invention relates to the mining industry, and in particular to devices for damping the energy of a shock wave from an explosion of methane and coal dust in mine workings and can be used in other industries where airspace insulation is required.

Известно устройство для гашения энергии ударной волны взрыва в горной выработке (авт. св. СССР № 976104, Е21Р 5/00, 1982, бюл. № 43), включающее парашютную перемычку, стропы которой прикреплены к коушу. Недостатком этого устройства является низкая эффективность гашения энергии ударной волны и невозможность его использования при давлении ударной волны больше 0,2-0,3 МПа, в то время как, это давление может достигает 0,8-1,0 МПа.A device for damping the energy of the shock wave of an explosion in a mine working (ed. St. USSR No. 976104, E21P 5/00, 1982, bull. No. 43), including a parachute bridge, the slings of which are attached to the thimble. The disadvantage of this device is the low efficiency of quenching the energy of the shock wave and the inability to use it when the pressure of the shock wave is more than 0.2-0.3 MPa, while this pressure can reach 0.8-1.0 MPa.

Известна также шахтная переносная перемычка (Предпатент ΚΖ № 16197, Е21Р 5/02, 2005, бюл. №9 2) (прототип), состоящая из тороидального тела, наполненного сжатым газом, предохранительной конструкции перед перемычкой и устройства для гашения энергии ударной волны в виде упругих клиновидных уплотнителей-направляющих расположенных по периметру выработки за перемычкой. Недостатком этого устройства является низкая надёжность тороидального тела при его движении по клиновидным направляющим вследствие повышения внутреннего давления в тороидальном теле и его низкой термоустойчивости, как результат, низкая надёжность работы перемычки по изоляции горной выработки и низкая эффективность гашения энергии ударной волны.A mine portable bridge is also known (Prepatent No. 16197, Е21Р 5/02, 2005, bull. No. 9 2) (prototype), consisting of a toroidal body filled with compressed gas, a safety structure in front of the bridge and a device for absorbing shock wave energy in the form elastic wedge-shaped seals-guides located along the perimeter of the working behind the jumper. The disadvantage of this device is the low reliability of the toroidal body when it moves along the wedge-shaped guides due to increased internal pressure in the toroidal body and its low thermal stability, as a result, the low reliability of the jumper to isolate the mine and the low efficiency of damping shock wave energy.

Задачами, решаемыми в изобретении, является повышение надёжности работы изолирующей взрывоустойчивой переносной перемычки по изоляции горной выработки и повышение эффективности гашения энергии ударной волны. Повышение надёжности работы перемычки по изоляции горной выработки достигается тем, что тороидальное тело заключено в гибкую податливую предохранительную оболочку из термоустойчивого материала, а со стороны предполагаемого взрыва на предохранительной оболочке прикреплён негорючий, эластичный удароустойчивый материал. Повышение эффективности гашения энергии ударной волны достигается тем, что устройство для гашения энергии ударной волны представляет собой цилиндр в форме перфорированной трубы, заполненный вязким материалом, а шток поршня, находящегося внутри цилиндра, соединён тросом (стропой) с коушем парашютного устройства, внутри которого размещено тороидальное тело.The tasks to be solved in the invention is to increase the reliability of the insulating explosion-proof portable jumper to isolate the mine and increase the efficiency of quenching the energy of the shock wave. Improving the reliability of the jumper for isolating the mine is achieved by the fact that the toroidal body is enclosed in a flexible compliant protective shell made of heat-resistant material, and from the side of the alleged explosion, a non-combustible, elastic shock-resistant material is attached to the protective shell. Improving the efficiency of shock wave energy damping is achieved by the fact that the device for damping the energy of a shock wave is a cylinder in the form of a perforated tube filled with viscous material, and the piston rod inside the cylinder is connected by a cable (sling) to the throat of the parachute device, inside of which there is a toroidal body.

Технический результат, получаемый при использовании данного изобретения, заключается в повышении надежности тороидального тела вследствие заключения его в гибкую предохранительную оболочку из термоустойчивого материала, и в повышении эффективности гашения энергии ударной волны, которая расходуется на преодоление сопротивления выдавливанию вязкого материала из перфорированного цилиндра устройства для гашения ударной волны, преодоление сил трения при перемещении тороидального тела и преодоления сопротивления податливой предохранительной оболочки тороидального тела.The technical result obtained by using the present invention is to increase the reliability of the toroidal body due to its enclosure in a flexible protective shell made of heat-resistant material, and to increase the efficiency of quenching the energy of the shock wave, which is spent on overcoming the resistance to extrusion of viscous material from the perforated cylinder of the device for shock absorption waves, overcoming frictional forces when moving a toroidal body and overcoming the resistance of a compliant fencing itelnoy toroidal shell body.

Указанный технический результат достигается тем, что тороидальное тело, защищённое со стороны предполагаемого взрыва негорючим эластичным удароустойчивым материалом (например кошмой), и заключенное в гибкую податливую термоустойчивую предохранительную оболочку, помещается внутри парашютного устройства, а штока поршня перфорированного цилиндра устройства для гашения энергии ударной волны соединяется тросом (стропой) с коушем парашютного устройства.The specified technical result is achieved in that the toroidal body, protected from the alleged explosion by a non-combustible elastic shock-resistant material (for example a nightmare), and enclosed in a flexible, ductile, heat-resistant safety shell, is placed inside the parachute device, and the piston rod of the perforated cylinder of the device for absorbing shock wave energy is connected a cable (sling) with a thimble of a parachute device.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена предложенная перемычка в исходном (сложенном) состоянии. На фиг. 2 показана перемычка в рабочем (раскрывшимся) состоянии, а на фиг. 3 разрез перемычки по сечению А-А. На фиг. 4 показана принципиальная схема устройства для гашения энергии ударной волны. Направление распространения ударной волны показано стрелкой. На этих рисунках приняты следующие обозначения: 1 - тороидальное тело; 2 - гибкая податливая предохранительная оболочка с негорючим материалом со стороны предполагаемого взрыва; 3 - парашютное устройство; 4 - стропы парашютного устройства; 5 - коуш; 6 - трос (стропа); 7 - шток; 8 -перфорированный цилиндр; 9 - вязкий материал; 10 - поршень; 11 - отверстия в цилиндре, крепление перфорированного цилиндра 12.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the proposed jumper in the initial (folded) state. In FIG. 2 shows a jumper in a working (open) state, and in FIG. 3 section of the jumper along section AA. In FIG. 4 shows a schematic diagram of a device for damping shock wave energy. The direction of propagation of the shock wave is shown by the arrow. The following notation is used in these figures: 1 - toroidal body; 2 - flexible pliable protective shell with non-combustible material from the side of the alleged explosion; 3 - parachute device; 4 - slings of the parachute device; 5 - thimble; 6 - cable (sling); 7 - stock; 8-perforated cylinder; 9 - viscous material; 10 - a piston; 11 - holes in the cylinder, mounting the perforated cylinder 12.

Работа предложенного устройства заключается в следующем. В исходном положении (фиг. 1) тороидальное тело 1, заключённое в гибкую податливую предохранительную оболочку 2 из термоустойчивого материала, находится внутри парашютного устройства 3 со стропами 4 в сложенном состоянии и подвешено к кровле выработки. Стропы парашютного устройства 4 соединены коушем 5. Перфорированный цилиндр 8 прикреплён к кровле выработки с помощью анкеров 12. Внутри тороидального тела размещён пиротехнический патрон, который срабатывает и наполняет тороидальное тело нейтральным газом при сигнале датчика регистрации ударной волны. Датчик регистрации ударной волны размещается на некотором расстоянии от места расположения перемычки в сторону предполагаемого взрыва.The operation of the proposed device is as follows. In the initial position (Fig. 1), the toroidal body 1, enclosed in a flexible compliant protective shell 2 made of heat-resistant material, is inside the parachute device 3 with slings 4 in the folded state and suspended from the roof of the mine. The slings of the parachute device 4 are connected by a thimble 5. The perforated cylinder 8 is attached to the roof of the mine with the help of anchors 12. A pyrotechnic cartridge is placed inside the toroidal body, which fires and fills the toroidal body with neutral gas at the signal of the shock wave detection sensor. The shock wave registration sensor is located at some distance from the location of the jumper in the direction of the alleged explosion.

При срабатывании пиротехнического патрона и наполнении газом тороидального тела оно раскрывается и полностью перекрывает сечение выработки (фиг. 2 и фиг. 3), тем самым изолируя выработку от места взрыва и предотвращая проникновение газов и продуктов взрыва в изолированную часть выработки. Поскольку тороидальное тело заключено в гибкую предохранительную оболочку из термоустойчивого, материала оно надёжно предохраняется от высоких температур и ударов кусков породы вызываемых ударной волной со стороны взрыва.When the pyrotechnic cartridge is triggered and the toroidal body is filled with gas, it opens and completely covers the section of the mine (Fig. 2 and Fig. 3), thereby isolating the mine from the place of the explosion and preventing the penetration of gases and explosion products into the isolated part of the mine. Since the toroidal body is enclosed in a flexible protective shell made of heat-resistant material, it is reliably protected from high temperatures and impacts of pieces of rock caused by the shock wave from the side of the explosion.

Ударная волна, достигая оболочки тороидального тела, упруго сжимает податливую оболочку и вследствие этого теряет часть своей энергии, затрачиваемую на её сжатие. Оставшаяся часть энергииThe shock wave, reaching the shell of the toroidal body, elastically compresses the compliant shell and, as a result, loses part of its energy spent on its compression. The rest of the energy

- 1 025874 ударной волны затрачивается на перемещение тороидального тела и преодоление сопротивления устройства для гашения энергии ударной волны (фиг. 4). Под действием ударной волны тороидальное тело перемещается вдоль выработки по направлению распространения ударной волны преодолевая сопротивление трения скольжения оболочки тороидального тела о стенки выработки. При этом поршень 10, соединённый через шток 7 с помощью троса (стропы) 6 с коушем 5 парашютного устройства 3, передвигается вдоль цилиндра 8, выдавливая из него вязкий материал (например, солидол) 9 через отверстия 11, тем самым преодолевая сопротивление вязкого материала. В результате происходит гашение энергии ударной волны, затраченной на преодоление сил трения при перемещении тороидального тела и преодоление сил сопротивления устройства для гашения энергии ударной волны. При снижении энергии ударной волны до уровня соответствующего силе трения движение тороидального тела прекращается.- 1 025874 shock wave is spent on moving the toroidal body and overcoming the resistance of the device for damping the energy of the shock wave (Fig. 4). Under the influence of the shock wave, the toroidal body moves along the working in the direction of propagation of the shock wave, overcoming the sliding friction resistance of the shell of the toroidal body on the working walls. In this case, the piston 10, connected through the rod 7 with a cable (sling) 6 to the thimble 5 of the parachute device 3, moves along the cylinder 8, squeezing out of it a viscous material (for example, solid oil) 9 through the holes 11, thereby overcoming the resistance of the viscous material. The result is the damping of the energy of the shock wave spent on overcoming the friction forces when moving the toroidal body and overcoming the resistance forces of the device for damping the energy of the shock wave. When the energy of the shock wave is reduced to the level corresponding to the friction force, the motion of the toroidal body ceases.

Таким образом, предложенное устройство изолирующей взрывоустойчивой переносной перемычки позволяет надёжно изолировать горную выработку от продуктов взрыва и осуществить эффективное гашение энергии ударной волны взрыва.Thus, the proposed device isolating explosion-proof portable jumper allows you to reliably isolate the mine from the products of the explosion and to effectively extinguish the energy of the shock wave of the explosion.

Claims

1. An insulating explosion-proof portable jumper, consisting of a toroidal body filled with compressed neutral gas, a safety structure in front of the jumper, a parachute device and a device for absorbing shock wave energy, characterized in that the toroidal body is enclosed in a flexible malleable protective shell made of heat-resistant material and placed inside parachute device, and the device for damping the energy of the shock wave is a cylinder filled with viscous material in the form of perforated Anna tube with an inner piston rod which is connected with a cable thimble parachute device.

2. An insulating explosion-proof portable jumper according to claim 1, characterized in that from the side of the proposed explosion, a non-combustible elastic shock-resistant material is attached to the protective shell.