PL180978B1 - Tama przeciwwybuchowa - Google Patents

Abstract

1. Tama przeciwwybuchowa zbudowana w wyrobisku górniczym, zawierająca dwie deskowe przegrody, pomiędzy którymi umieszczone jest spoiwo wypełniające przestrzeń wyrobiska poszerzonego o wrąb wykonany na jego obwodzie, znamienna tym, że zbrojenie tamy wykonane w jej wnętrzu zawiera odrzwia (4) wolno stojącej obudowy łukowej do której na całym obwodzie łuku przymocowanyjest od strony ewentualnego wybuchu pierścień zbrojeniowy (5) usytuowany prostopadle względem osi obudowy, ponadto pierścień (5) i odrzwia (4) obudowyłukowej związane sątrwale z szybko tężejącym spoiwem mineralnym (6), stanowiącym korzystnie mieszaninę cementu wysokoglinowego, siarczanu wapna i cementu portlandzkiego z wodą, przy czym przegrody (1, 2) pomiędzy którymi umieszczone jest spoiwo (6) oddalone są od siebie na odległość od 1 do 3 metrów.

Description

Przedmiotem wynalazku jest tama przeciwwybuchowa przeznaczona do szybkiego i skutecznego izolowania wyrobisk górniczych w czasie pożarów podziemnych przy zagrożeniu wybuchem gazów pożarowych.

Dotychczas znane są górnicze tamy przeciwwybuchowe, których właściwości skutecznej ochrony w sytuacji wybuchu gazów lub pyłu węglowego uzyskuje się dzięki dużej masie bezwładnościowej konstrukcji w postaci korków podsadzkowych lub poprzez odpowiednio mocne, ale równie pracochłonne konstrukcje w postaci tamy z zaporami wahadłowymi oraz tamy o konstrukcji organowej. Tamy w postaci korków podsadzkowych wykonuje się poprzez zabudowę dwóch przegród tamowych o konstrukcji drewnianej, usztywnionych na zewnątrz ryglami i rozporami z okrąglaków'. Przestrzeń pomiędzy przegrodami wypełnia się, na przykład takimi materiałami, jak: piasek, gips, anhydryt, popioły dymnicowe. Głównym materiałem budowlanym, stanowiącym jednocześnie zasadniczą przeszkodę dla przemieszczającej się fali uderzeniowej wybuchu jest materiał wypełniający wygrodzoną przestrzeń tamy. Masa tego materiału, na ogół luźno związana lub o zbyt słabych wiązaniach mechanicznych, jest odpowiednio duża, gdyż zwykle tego typu tamy budowane są na długości 15 i więcej metrów. Budowa tak dużych obiektów nie tylko jest materiałochłonna, ale wiąże się ze zwiększonym ryzykiem pracujących górników z uwagi na wydłużony czas jej budowy

180 978 w obszarze zagrożonym wybuchem. W celu zwiększenia wytrzymałości tam i zmniejszenia pracochłonności stosowane są różnorodne wzmocnienia. Z polskiego opisu patentowego nr 146 768 znana jest przeciwwybuchowa górnicza tama izolacyjna, zawierająca dodatkowe wzmocnienia wewnętrzne pomiędzy przegrodami, wykonane w postaci rygli i zastrzałów z drewna, usytuowanych od strony spodziewanego wybuchu. Rozpory wewnętrzne usytuowane są pod kątem 45° lub mniejszym względem przegrody i są zalane mieszaniną wiążąco-uszczelniającą. Jednakże wadą znanych mieszanin zawierających gips jest ich naturalne zmniejszanie objętości w czasie twardnienia przez skurcz wywołany hyd^^t;a<^^j^ą gipsu, co w znacznej mierze ogranicza możliwość ich stosowania, zwłaszcza przy budowie obiektów podporowych z powodu malejącego współczynnika rozparcia po stwardnieniu spoiwa.

Tama przeciwwybuchowa według wynalazku zabudowana w wyrobisku korytarzowym i zawierająca dwie deskowe przegrody, pomiędzy którymi umieszczone jest spoiwo wypełniające przestrzeń wyrobiska poszerzonego o wrąb wykonany na jego obwodzie, charakteryzuje się tym, że zbrojenie tamy wykonane w jej wnętrzu zawiera odrzwia wolno stojącej obudowy łukowej, do której, na całym obwodzie łuku, przymocowany jest od strony ewentualnego wybuchu pierścień zbrojeniowy, usytuowany prostopadle względem osi obudowy. Pierścień zbrojeniowy wykonany jest korzystnie z elementów siatki stalowej, wystającej poza obrys łuku obudowy, przy czym zewnętrzną częścią, pierścień wprowadzony jest w przestrzeń wrębu wykonanego na głębokość co najmniej 30 cm. Pierścień i odrzwia obudowy łukowej związane są trwale z szybko tężejącym spoiwem mineralnym, stanowiącym korzystnie mieszaninę cementu wysokoglinowego, siarczanu wapna i cementu portlandzkiego z wodą, przy czym przegrody pomiędzy którymi umieszczone jest spoiwo oddalone są od siebie na odległość od 1 do 3 metrów

Odmiana tamy przeciwwybuchowej zamiast pierścienia zbrojeniowego posiada we wrębie, wykonanym również i w spągu, zamocowane promieniście kotwy. Ilość kotew rozmieszczonych równomiernie po obwodzie poprzecznego przekroju tamy zależy od pola przekroju tamy, gdzie 1 kotew przypada na od 0,5 do 1,5 m² powierzchni przekroju. Wrąb wykonany jest na głębokość co najmniej 30 cm. Wolne końce kotew związane są trwale z szybko tężejącym spoiwem mineralnym, stanowiącym korzystnie mieszaninę cementu wysokoglinowego, siarczanu wapna i cementu portlandzkiego z wodą, przy czym przegrody, pomiędzy którymi umieszczone jest spoiwo, oddalone są od siebie na odległość od 1 do 3 metrów.

Dzięki zbrojeniu w postaci pierścienia mocowanego do odrzwi wolno stojącej obudowy łukowej łub promieniście zamocowanym kotwom umieszczanym wewnątrz tamy wypełnionej szybko tężejącym spoiwem, uzyskano bardzo dużą i szybko osiągalną wytrzymałość na ewentualne wybuchy przy równoczesnym obniżeniu grubości tamy i czasu jej wykonania. Spoiwo mineralne oparte na materiałach cementowych charakteryzuje się szybkim czasem wiązania i szybkim narastaniem wytrzymałości. Cechą charakterystyczną spoiwa tego typu jest wysoki stosunek wody do suchej masy, który określa wysoką wydajność tego typu spoiw. Określa to tym samym niskie koszty transportu i ostatecznie niskie koszty spoiwa i pozostałych materiałów zastosowanych do budowy tamy. W przypadku spoiwa możliwe jest to dzięki temu, że woda użyta do jego wytworzenia zostaje trwale w nim związana, a spoiwo już po kilku godzinach uzyskuje wysoką wytrzymałość. Spoiwa tego typu można pompować na znaczne odległości pomimo szybkiego ich tężenia. Konstrukcja tamy i zastosowane do jej budowy materiały znacznie zmniejszają pracochłonność, powodując zmniejszenie zagrożenia górników pracujących w strefie wybuchowej.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok tamy w przekroju osiowym z pierścieniem zbrojeniowym złożonym z elementów siatki stalowej, fig. 2 - widok w przekroju poprzecznym, fig. 3 przedstawia widok tamy z promieniście rozmieszczonymi kotwami w przekroju poprzecznym, natomiast fig. 4 ukazuje widok tamy w przekroju poprzecznym, w której zastosowano zarówno pierścień zbrojeniowy jak i kotwy.

180 978

Tama składa się z dwóch przegród 1, 2 zabudowanych w wyrobisku korytarzowym w odległości od 1 do 3 metrów od siebie. Odległość ta zależy od przekroju poprzecznego wyrobiska, im szersze wyrobisko tym bardziej oddalone powinny być między sobą przegrody. Pomiędzy przegrodami wykonany jest na całym obwodzie wyrobiska wrąb 3 na głębokość od 30 do 40 cm, z pozostawieniem co najmniej 1 kompletu odrzwi obudowy łukowej 4 wyrobiska, dodatkowo powiązanych z zewnętrznymi łukami poza konstrukcją tamy. Do obudowy łukowej 4 przymocowane są na całym jej obwodzie podwójnie złożone egzemplarze siatki stalowej 5 stosowanej do opinki obudowy, tworzącej pierścień zbrojeniowy w szybko wiążącym spoiwie cementowym 6, wypełniającym szczelnie przestrzeń pomiędzy przegrodami 12. Spoiwo mineralne 6 zawiera w swym składzie cement wysokoglinowy, siarczan wapnia, cement portlandzki i/lub wapno, korzystnie wapno hydratyzowane lub tlenek wapna oraz dodatki akcesoryczne przyspieszające tężenie i katalizator hydratacji. Spoiwo ponadto zawiera bentonit i materiały odpadowe w postaci pyłów lub żużli z procesów elektrownianych lub ciepłowniczych. Woda, która określa czas wiązania i wytrzymałość spoiwa, w stosunku do suchej masy pozostałych składników stanowi wagowo od 0,75 do 5. Na przykład do zalecanego stosunku woda/proszek 2:1 z 1 tony suchej masy uzyskuje się 2 m³ lub więcej spoiwa. W przypadku, gdy zachodzi konieczność przewietrzania tamowanego pola pożarowego lub wchodzenia do tego pola w tamie zabudowuje się przepust tamowy w obudowie przeciwwybuchowej.

W drugim przykładzie wykonania tama posiada zamiast pierścienia zbrojeniowego, utworzonego z elementów siatki 5, równomiernie rozmieszczone na całym obwodzie wyrobiska kotwy 7. Kotwy te zamocowane są w zrobach przy odrzwiach wolno stojącej obudowy łukowej od strony ewentualnego wybuchu oraz w spągu. Ilość kotwi zależy od pola powierzchni przekroju wyrobiska, przy czym na 0,5 do 1,5 m² powierzchni przypada jedna kotew.

W trzecim przykładzie wykonania tama zawiera mieszane wzmocnienie, będące kompilacją powyższych przykładów. Rozwiązanie to zawiera zarówno przymocowane do odrzwi 4 obudowy łukowej elementy siatki stalowej 5, tworzącej pierścień zbrojeniowy jak i kotwy 7, równomiernie rozmieszczone na całym obwodzie wyrobiska. Elementy konstrukcyjne tamy zalane są również szybko wiążącym spoiwem mieszanek cementowych 6, wypełniającym szczelnie przestrzeń pomiędzy przegrodami 1, 2. Tama tego typu charakteryzuje się najwyższą wytrzymałością i przeznaczona jest do zabudowy w wyrobiskach o najtrudniejszych warunkach geologicznych, zwłaszcza w takich, w których istnieją określone trudności w wykonaniu prawidłowego wrębu 3.

Tamę według wynalazku wykonuje się w następujący sposób. We wrębie wykonanym na obwodzie wyrobiska buduje się przegrody 1 i 2 w odległości od 1 do 3 metrów w zależności od przekroju wyrobiska korytarzowego. W przestrzeni pomiędzy przegrodami 1, 2 montuje się poprzecznie do osi podłużnej wyrobiska na elementach łukowych odrzwi 4 podwójnie złożone siatki stalowe 5 tworzące pierścień zbrojeniowy w spoiwie tamy, tak aby pokrywały częściowo pierwotny przekrój wyrobiska i wrębu 3. Po wykonaniu tych prac przestrzeń pomiędzy przegrodami 1 i 2 wypełnia się szczelnie szybko wiążącym spoiwem cementowym 6. Czas tężenia spoiw wynosi przeciętnie od 2 do 15 minut przy temperaturze 25°C. Spoiwo w postaci mieszaniny wodnej wprowadza się do miejsca lokowania za pomocą specjalnych agregatów mieszająco-pompowych, których zadaniem jest nie tylko właściwe wymieszanie składników ale i przepompowanie ich na znaczne odległości, dochodzące do kilkuset metrów. Poprzez odpowiednie dobranie składników masy wypełniającej, uzyskuje się większą lub mniejszą wytrzymałość tamy, tak by w konkretnych warunkach zapewniała skuteczną ochronę w sytuacji wybuchu gazów lub pyłu węglowego.

180 978

180 978

fig. 3

180 978

Figk

180 978

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Tama przeciwwybuchowa zbudowana w wyrobisku górniczym, zawierająca dwie deskowe przegrody, pomiędzy którymi umieszczone jest spoiwo wypełniające przestrzeń wyrobiska poszerzonego o wrąb wykonany na jego obwodzie, znamienna tym, że zbrojenie tamy wykonane w jej wnętrzu zawiera odrzwia (4) wolno stojącej obudowy łukowej do której na całym obwodzie łuku przymocowany jest od strony ewentualnego wybuchu pierścień zbrojeniowy (5) usytuowany prostopadle względem osi obudowy, ponadto pierścień (5) i odrzwia (4) obudowy łukowej związane są trwale z szybko tężejącym spoiwem mineralnym (6), stanowiącym korzystnie mieszaninę cementu wysokoglinowego, siarczanu wapna i cementu portlandzkiego z woc^^ przy czym przegrody (1, 2) pomiędzy którymi umieszczone jest spoiwo (6) oddalone są od siebie na odległość od 1 do 3 metrów.
2. 2. Tama według zastrz. 1, znamienna tym, że pierścień zbrojeniowy (5) tworzą elementy siatki stalowej wystającej poza obrys łuku odrzwi (4) obudowy, przy czym częściowo pierścień wprowadzony jest w przestrzeń wrębu (3) wykonanego na głębokość co najmniej 30 cm.
3. 3. Tama przeciwwybuchowa zbudowana w wyrobisku korytarzowym, zawierająca dwie deskowe przegrody połączone z elementami obudowy łukowej, pomiędzy którymi umieszczone jest spoiwo wypełniające przestrzeń wyrobiska poszerzonego o wrąb wykonany na jego obwodzie, znamienna tym, że promieniście na całym obwodzie wyrobiska poszerzonego o wrąb ma równomiernie rozmieszczone i zamocowane kotwy (7), których ilość zależy od pola przekroju poprzecznego tamy, przy czym korzystnie 1 kotew przypada na 0,5 do 1,5 m² pola przekroju poprzecznego, ponadto kotwy (7) i odrzwia (4) wolno stojącej obudowy łukowej związane są trwale z szybko tężejącym spoiwem mineralnym (6), stanowiącym korzystnie mieszaninę cementu wysokoglinowego, siarczanu wapna i cementu portlandzkiego z wodą, a przegrody (1, 2) pomiędzy którymi umieszczone jest spoiwo oddalone są od siebie na odległość od 1 do 3 metrów.
4. 4. Tama według zastrz. 1, znamienna tym, że wrąb wykonany jest na głębokość co najmniej 30 cm.