PL227033B1 - Tama izolacyjna przeciwwybuchowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest tama izolacyjna przeciwwybuchowa przeznaczona do szybkiego i skutecznego zabezpieczenia wyrobiska chodnikowego w przypadku zagrożenia wybuchem.

Znane są różne konstrukcje tam izolacyjnych przeciwwybuchowych opisane przykładowo w instrukcji Centralnej Stacji Ratownictwa Górniczego S.A. w Bytomiu z 2008 roku pt.: „Sposoby wykonywania tam izolacyjnych przeciwwybuchowych”. Tamy ze spoiw szybkowiążących wykonuje się w postaci korków podsadzkowych wypełnianych spoiwami mineralnymi o właściwościach zapewniających odporność konstrukcji tamy na ciśnienie fali wybuchu. Zawarcia tamowe mogą być wykonane w przekroju wyrobiska lub obmurza tamy bezpieczeństwa między innymi jako:

• tamy ryglowe podsadzkowe (stojaki, rygle, zastrzały na zewnątrz korka) rys. 1, • konstrukcje drewniane (rygle spięte wewnątrz korka łańcuchami lub linkami) obite deskami lub siatką metalową i uszczelnione płótnem podsadzkowym - rys. 2, • lekkie konstrukcje montowane z elementów rurowych stanowiące nośnik dla siatek z płótnem uszczelniającym - rys. 3, • pełne tamy murowe - rys. 4.

Znana jest z kanadyjskiego zgłoszenia patentowego o numerze CA2612553 bariera górnicza, która stanowi rodzaj nadmuchiwanego gazem balonu przyjmującego w stanie nadmuchanym kształt prześwitu chodnika.

Znana jest również z polskiego opisu patentowego o nr PL207326 konstrukcja tamy przeciwwybuchowej, która składa się z oddalonych od siebie na szerokość korka tamowego dwóch lekkich konstrukcji zawarć tamowych. Konstrukcję szkieletu zawarcia tworzą segmentowe stojaki rurowe usytuowane w podstawkach regulacyjnych, połączone poprzecznymi ryglami za pomocą złącz obrotowych. Od wewnątrz konstrukcja rurowa zawarcia pokryta jest elastyczną siatką z płótnem podsadzkowym, a ich brzegi wywinięte są do wewnątrz i przylegają do ociosu. W przestrzeni pomiędzy zawarciami znajduje się szybko tężejące spoiwo korka tamowego, przy czym spoiwem tym jest mieszanina, która zawiera w swym składzie cement glinowy w ilości 5% do 40% wagowych, siarczan wapnia w ilości 10% do 60% wagowych, do 60% wagowych klinkieru portlandzkiego i dodatki akcesoryczne przyspieszające tężenie w postaci soli metali alkalicznych w ilości do 5% wagowych oraz związki wapnia i/lub krzemu, jako stabilizatory procesu wiązania, ponadto spoiwo zawiera minerały ilaste w ilości do 10% wagowych i materiały odpadowe w postaci żużli z procesów wytopu metali w ilości do 70% wagowych oraz organiczny dodatek w ilości do 1% wagowego.

Odmianą powyższego rozwiązania jest ujawnione w polskim opisie zgłoszenia patentowego P.383536 rozwiązanie, w którym tama górnicza przeciwwybuchowa znajdująca zastosowanie zwłaszcza w górnictwie podziemnym węgla kamiennego posiada pomiędzy końcowymi zawarciami wydzielone wewnętrzne strefy, wykonane z materiału izolującego w postaci piany konstrukcyjnej, przykładowo piany poliuretanowej antystatyzowanej o dobieranej wytrzymałości mechanicznej. Poszczególne wewnętrzne strefy oddzielone są od siebie konstrukcją nośną, mającą postać siatki, korzystnie metalowej z ewentualnym pokryciem tkaniną podsadzkową. Ponadto w konkretnych warunkach tama ma strefy wypełnione pianą konstrukcyjną zróżnicowanych parametrach wytrzymałości mechanicznej, przykładowo wytrzymałość mechaniczna wzrasta w kierunku od zawarcia, zlokalizowanego po stronie zagrożenia, do drugiego zawarcia, stwarzając model zbliżony do kontrolowanych stref zgniotu.

Z kolei rozwiązanie ujawnione w opisie polskiego zgłoszenia patentowego P.383537 przedstawia rozwiązanie tamy izolacyjnej przeciwwybuchowej znajdującej zastosowanie zwłaszcza w górnictwie podziemnym węgla kamiennego. W tamie według wynalazku przynajmniej jedno zawarcie zlokalizowane od strony zagrożenia ma kształt przestrzennie wybrzuszony w kierunku potencjalnego zagrożenia, a materiał izolujący na długości tamy pomiędzy zawarciami ma dobieraną korzystnie zmienną wytrzymałość mechaniczną. Wytrzymałość mechaniczna piany konstrukcyjnej, stanowiącej materiał izolujący i uformowanej w elementy przestrzenne, ma stopniowo wzrastać od strony zawarcia zlokalizowanego od strony zagrożenia ku drugiemu przeciwległemu do niego zawarciu albo być największa przy obydwóch zawarciach i zmniejszać się ku środkowi tamy. Wybrzuszenie zawarcia może mieć różne kształty, przykładowo ostrosłupa ściętego, odcinka kuli, klina, wycinka pierścienia kołowego bądź zbliżone do nich. Piana konstrukcyjna może być wytworzona jako jedno- lub dwu-komponentowa, najlepiej jako piana poliuretanowa, niepalna i antystatyczna.

Przedstawione powyżej rozwiązania charakteryzują się dużą pracochłonnością i wymagają specjalistycznej wiedzy przykładowo z zakresu robót ciesielskich przy zawarciach tamy wykonywanych

PL 227 033 B1 z drewna lub chemicznej w przypadku tam wykonanych z użyciem materiałów w postaci piany poliuretanowej. Osobnym zagadnieniem jest uciążliwy transport w warunkach dołowych kopalni elementów składowych zawarć tamy z uwagi na ich ciężar i gabaryty. Dodatkowo pojawia się problem uszczelnienia zawarć płótnem podsadzkowym zbrojonym siatką w celu uniknięcia wypływu spoiwa tworzącego korek tamowy. Wszystkie te elementy wpływają na czasookres wznoszenia tamy, co w sytuacjach awaryjnych ma również duże znaczenie.

Tama izolacyjna przeciwwybuchowa według wynalazku charakteryzuje się tym, że konstrukcja zewnętrzna zawarcia tamy jest płaskim przestrzennym elastycznym ustrojem konstrukcyjnym wykonanym z wiotkiego materiału, którego kształt zarysu zewnętrznego i wymiary zbliżone są do kształtu zarysu i wymiarów przekroju poprzecznego wyrobiska chodnikowego, składającym się z elastycznej ścianki przedniej i elastycznej ścianki tylnej połączonych obwodową ścianką boczną. Przy czym przednia i tylna ścianka są szczepione z sobą cięgnami wzmacniającymi tworząc płaski elastyczny ustrój konstrukcyjny o przestrzeni wewnętrznej wypełnionej spoiwem szybkowiążącym. Przednia i tylna ścianka zwarć mocowane są do sąsiadujących łuków obudowy chodnikowej uchwytami hakowym, natomiast miejsce połączenia elastycznych ścianek przedniej i tylnej z obwodową ścianką boczną jest krawędzią łączenia ustroju konstrukcyjnego zawarcia tamy z oponowym rękawem uszczelniającym. Ponadto w przestrzeni wewnętrznej pomiędzy zawarciem i zawarciem jest co najmniej przez klika cięgien spinających zalanych spoiwem szybkowiążącym tworząc podstawową konstrukcję korka tamowego, przy czym w ściankach zawarć tamy wykonane są otwory technologiczne.

Z kolei zawarcie tamy w innym przykładzie wykonania zbudowane jest z podwójnej elastycznej ścianki przedniej, podwójnej elastycznej ścianki tylnej połączonych obwodową ścianką boczną, przy czym ścianki są wzmocnione poziomymi pasami wzmacniającymi oraz pionowymi pasami wzmacniającymi.

Natomiast w innym wykonaniu ścianki przedniej i/lub elastycznej ścianki tylnej ścianki są podwójne i składają się z brytów materiału wzmacnianymi pasami poziomymi wzmacniającymi i brytów materiału wzmacnianych pasami pionowymi zszytych z sobą tak, aby wzmocnienia tworzyły kratownicę wzmocnień na całej powierzchni ścianki podwójnej. Przy czym, najkorzystniej wiotkim materiałem jest tkanina podsadzkowa.

Z kolei zawarcia tamy zamocowane są jedną stroną o krawędzie obudowy chodnikowej, a drugą stroną o co najmniej jedno cięgno podtrzymujące przewleczone przez uchwyty oczkowe trwale przymocowane do ścianek w co najmniej jednym rzędzie wzdłuż linii wyznaczonej zarysem przekroju poprzecznego wyrobiska chodnikowego.

Natomiast oponowy rękaw uszczelniający, wykonany z elastycznego wiotkiego materiału i zaopatrzony jest w szczeliny regulacyjne oraz wypełniony jest spoiwem szybkowiążącym wnikającym w wyłom wykonany na obwodzie chodnika. Przeciwległe zawarcia spięte jest co najmniej przez klika cięgien spinających mocowanych do pętli cięgien wzmacniających wystających z przeciwległych do siebie powierzchni każdego zawarcia. Korzystnie materiałem cięgna wzmacniającego, cięgna podtrzymującego, cięgna spinającego jest linka stalowa.

W ściankach zawarć wykonane są otwory technologiczne na przelotowy poprzez te zawarcia otwór technologiczny zaopatrzony w rękaw, otwór lutni przepustu zaopatrzony w rękaw, w którym umieszczona jest lutnia przepustu oraz w otwór) na rurociąg technologiczny oraz co najmniej jedną rurę odpowietrzającą.

Konstrukcja tamy według wynalazku umożliwia bardzo szybkie i szczelne wykonanie korka tamowego. Elementy składowe są lekkie i nie stanowią utrudnienia w transporcie dołowym. Elastyczne zawarcia tamowe mogą być po złożeniu transportowane wewnątrz lutni przepustu.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłuż tamy, fig. 2 - przedstawia elementy składowe w widoku perspektywicznym elastycznego zawarcia tamowego, fig. 3 - przestawia widok usytuowania elastycznego zawarcia tamowego pomiędzy obudowami chodnika, fig. 4 - przedstawia widok elastycznego zawarcia tamowego od strony niezagrożonej wybuchem, fig. 5 - przedstawia widok uchwytu Oczkowego, fig. 6 przedstawia widok perspektywiczny tamy izolacyjnej przeciwwybuchowej zalewanej spoiwem szybkowiążącym korka tamowego, fig. 7 - przedstawia przekrój poprzeczny w widoku perspektywicznym zawarcia tamowego z uwidocznieniem pasów wzmacniających na pojedynczej ściance przedniej i tylnej, fig. 8 - przedstawia przekrój poprzeczny w widoku perspektywicznym zawarcia tamowego z uwidocznieniem pasów wzmacniających na podwójnych ściankach przednich i tylnych.

PL 227 033 B1

Tama izolacyjna przeciwwybuchowa składa się z dwóch elastycznych zawarć tamowych 1, 2 oddalonych od siebie na odległość korka tamowego 3, którym jest spoiwo szybkowiążące 10. Elastyczne zawarcia tamowe 1, 2 od strony wewnętrznej są ze sobą spięte za pomocą stalowych linek spinających 4 mocowanych do pętli wystających z ścianki 1a cięgien wzmacniających 1o łączących ściankę 1a i 1b ze sobą. W tamie znajduje się lutnia przepustu 5 i rurociąg technologiczny 6. Elastyczne zawarcia tamowe 1, 2 wykonane są z płótna podsadzkowego jako ustrój konstrukcyjny w postaci elastycznego rękawa o kształcie zarysu ścian zamykających 1a i 1b zbliżonym do przekroju poprzecznego wyrobiska chodnikowego, wypełnionego spoiwem szybkowiążącym 10 pomiędzy spągiem chodnika 11 i stropem chodnika 12.

Elastyczne zawarcie tamowe 1 i 2 składa się z podwójnej elastycznej ścianki przedniej 1a i podwójnej elastycznej ścianki tylnej 1b połączonych ze sobą poprzez zeszycie z obwodową ścianką boczną 1c, która stanowi zamknięcie dla elastycznego zawarcia tamowego 1 i 2. Podwójna elastyczna ścianka przednia 1a na swojej pierwszej zewnętrznej ściance zawiera pasy wzmacniające 1d usytuowane poziomo i wykonane przykładowo w postaci zaszytej zakładki z materiału ścianki, a na drugiej wewnętrznej ściance zawiera wykonane w postaci zakładek pasy wzmacniające 1e usytuowane pionowo. Podwójna elastyczna ścianka tylna 1b wykonana jest analogicznie jak podwójna elastyczna ścianka przednia 1. Tak zszyte ze sobą bryty materiału (fig. 8) tworzą swoimi krzyżującymi się wzmocnieniami kratownicę wzmacniającą ściankę zawarcia co w połączeniu z cięgnami wzmacniającymi 1o tworzy układ przeciwdziałający deformacji ścianki pod wpływem ciężaru spoiwa szybkowiążącego 10 wlanego pomiędzy ściankę 1a i 1b zawarcia. W odmianie ścianki pokazanej na fig. 7 ściankę 1a tworzy bryt materiału wzmocniony pasami pionowymi 1e, natomiast ściankę 1b tworzy bryt materiału wzmocniony pasami poziomymi 1d, przy czym pomiędzy ściankami znajduje się cięgno wzmacniające 1o.

W odmianie ścianki pokazanej na fig. 7 ściankę 1a tworzy bryt materiału wzmocniony pasami pionowymi 1e, natomiast ściankę 1b tworzy bryt materiału wzmocniony pasami poziomymi 1d, przy czym pomiędzy ściankami znajduje się cięgno wzmacniające 1o.

W innej odmianie ścianki 1a i ścianki 1b wykonane są materiału odpowiednio wzmocnionego strukturalnie, przy czym pomiędzy ściankami znajduje się cięgno wzmacniające 1o.

Na obu podwójnych elastycznych ściankach 1a, 1b od strony zewnętrznej elastycznego zawarcia tamowego 1 i 2 znajdują się dwa rzędy uchwytów oczkowych 1f usytuowanych w miejscach wykonania pasów wzmacniających 1d. Poprzez uchwyty oczkowe 1f przeplecione są przykładowo stalowe linki cięgna podtrzymującego 1g, po obu stronach elastycznego zawarcia tamowego 1 i 2. Za pomocą uchwytów hakowych 1h mocowanych do naciągniętej uprzednio linki stalowej 1g elastyczne zawarcie tamowe 1 i 2 mocowane jest pomiędzy dwoma sąsiadującymi obudowani chodnikowymi 7.

Elastyczne zawarcie tamowe 1 i 2 zawiera dodatkowy oponowy rękaw uszczelniający 1i mocowany wzdłuż bocznych krawędzi elastycznych ścianek przedniej 1a i tylnej 1b, przy czym na krawędzi 1p łączenia rękawa uszczelniającego 1i z elastycznym zawarciem tamowym 1 i 2 wykonane są szczeliny regulacyjne 1j. W elastycznym zawarciu tamowym 1 i 2 wykonane są dwa otwory 1l, 1m, z których jeden 1m przeznaczony jest na umieszczenie lutni przepustu 5, a drugi jest otworem technologicznym 1k, poprzez który możliwe jest wejście do wnętrza korka tamowego przed jego zalaniem. W oba otwory wszyte są rękawy 1l, 1m. W górnej części elastycznego zawarcia tamowego 1 i 2 znajduje się otwór 1n przeznaczony na rurociąg technologiczny 6.

W obu elastycznych zawarciach tamowych 1 i 2 pomiędzy elastyczną ścianką przednią 1a i elastyczną ścianką tylną 1b znajdują się cięgna wzmacniające 1o wykonane z linki stalowej, do których mocowane są linki 4 spinające konstrukcję tamy.

Wykonanie tamy izolacyjnej przeciwwybuchowej polega na:

• podwieszeniu pomiędzy dwoma sąsiadującymi obudowami chodnikowymi 7 pierwszego elastycznego zawarcia tamowego 2 za pomocą uchwytów hakowych 1h mocowanych z jednej strony do obudowy chodnikowej 7, a z drugiej do linki stalowej cięgna podtrzymującego 1g przeplecionej przez uchwyty oczkowe 1f znajdujące się na zewnętrznych podwójnych elastycznych ściankach 1a i 1b zawarcia tamowego 1;

• podwieszeniu w sposób analogiczny drugiego elastycznego zawarcia tamowego 1 w odległości stanowiącej grubość korka tamowego 3;

• umieszczeniu wewnątrz elastycznych zawarć tamowych 1 i 2 cięgien wzmacniających 1o;

• umieszczeniu w obu elastycznych zawarciach tamowych 1 i 2 w otworach do tego przygotowanych im i 1n lutni przepustu 5 i rurociągu technologicznego 6;

PL 227 033 B1 • poprowadzeniu od każdej z linek cięgien wzmacniających 1o umieszczonych wewnątrz pierwszego elastycznego zawarcia tamowego 1 i drugiego elastycznego zawarcia tamowego 2 linek spinających 4 całą konstrukcję tamy;

• zalaniu spoiwem szybkowiążącym 10 wnętrza elastycznego zawarcia tamowego 2 usytuowanego najbliżej miejsca zagrożonego wybuchem;

• zalaniu spoiwem szybkowiążącym 10 wnętrza dodatkowego rękawa uszczelniającego 1i w celu wypełniania braków ociosu i dokładnego przylegania elastycznego zawarcia tamowego 2 do kształtu chodnika oraz wyłomu 13;

• zalaniu spoiwem szybkowiążącym 10 wnętrza elastycznego zawarcia tamowego 1;

• zalaniu spoiwem szybkowiążącym 10 wnętrza dodatkowego rękawa uszczelniającego 11 w celu wypełniania braków ociosu i dokładnego przylegania elastycznego zawarcia tamowego 1 do kształtu chodnika;

• po stężeniu spoiw wewnątrz zawarć tamowych 1 i 2 zalewamy spoiwem szybkowiążącym 10 przestrzeń pomiędzy zawarciami stanowiącą korek tamowy 3 za pomocą rury tłocznej 8, a rurą odpowietrzającą 9 odprowadzane jest powietrze eliminując nadciśnienie.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Tama izolacyjna przeciwwybuchowa składająca się z korka tamowego wykonanego ze spoiwa szybkowiążącego ograniczonego zawarciami z umieszczonymi w nim lutnią przepustu, rurociągami technologicznymi, znamienna tym, że konstrukcja zewnętrzna zawarcia tamy (1), (2) jest płaskim przestrzennym elastycznym ustrojem konstrukcyjnym wykonanym z wiotkiego materiału, którego kształt zarysu zewnętrznego i wymiary zbliżone są do kształtu zarysu i wymiarów przekroju poprzecznego wyrobiska chodnikowego, składającym się z elastycznej ścianki przedniej (1a), elastycznej ścianki tylnej (1b) połączonych obwodową ścianką boczną (1c), przy czym ścianki (1a) i (1 b) są szczepione z sobą cięgnami wzmacniającymi (1o) tworząc płaski elastyczny ustrój konstrukcyjny o przestrzeni wewnętrznej wypełnionej spoiwem szybkowiążącym (10), który zamocowany jest do sąsiadujących łuków obudowy chodnikowej (7) uchwytami hakowymi (1h), natomiast miejsce połączenia elastycznych ścianek (1a) i (1b) z obwodową ścianką boczną (1c) jest krawędzią łączenia (1p) ustroju konstrukcyjnego zawarcia tamy 1, 2 z oponowym rękawem uszczelniającym (1i), ponadto w przestrzeni wewnętrznej pomiędzy zawarciem (1) i zawarciem (2) jest co najmniej przez klika cięgien spinających (4) zalanych spoiwem szybkowiążącym (10) tworząc podstawową konstrukcję korka tamowego (3), przy czym w ściankach (1a) i (1b) zawarcia (1) i zawarcia (2) wykonane są otwory technologiczne.
2. 2. Tama według zastrz. 1, znamienna tym, że zawarcie tamy (1), (2) wykonane jest z podwójnej elastycznej ścianki przedniej (1a), podwójnej elastycznej ścianki tylnej (1b) połączonych obwodową ścianką boczną (1c) przy czym ścianki (1a) i (1b) są wzmocnione poziomymi pasami wzmacniającymi (1d) oraz pionowymi pasami wzmacniającymi (1e).
3. 3. Tama według zastrz. 2, znamienna tym, że ścianki przedniej (1a) i/lub elastycznej ścianki tylnej (1b) ścianki są podwójne i składają się z brytów materiału wzmacnianymi pasami poziomymi wzmacniającymi (1d) i brytów materiału wzmacnianych pasami pionowymi (1e) zszytych z sobą tak, e wzmocnienia tworzą kratownicę wzmocnień na całej powierzchni ścianki podwójnej.
4. 4. Tama według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienna tym, że wiotkim materiałem jest najkorzystniej tkanina podsadzkowa.
5. 5. Tama według zastrz. 1, znamienna tym, że zawarcia tamy (1), (2) zamocowane są jedną stroną o krawędzie obudowy chodnikowej (7), a drugą stroną o co najmniej jedno cięgno podtrzymujące (1g) przewleczone przez uchwyty oczkowe (1f) trwale przymocowane do ścianek (1a) i (1b) w co najmniej jednym rzędzie wzdłuż linii wyznaczonej zarysem przekroju poprzecznego wyrobiska chodnikowego.
6. 6. Tama według zastrz. 1, znamienna tym, że oponowy rękaw uszczelniający (1i), wykonany z elastycznego wiotkiego materiału i zaopatrzony jest w szczeliny regulacyjne (1j) oraz wypełniony jest spoiwem szybkowiążącym (10) wnikającym w wyłom (13) wykonany na obwodzie chodnika.

   PL 227 033 B1
7. 7. Tama według zastrz. 1 znamienna tym, że zawarcie (1) i zawarcie (2) spięte jest co najmniej przez klika cięgien spinających (4) mocowanych do pętli cięgien wzmacniających (1 o) wystających z przeciwległych do siebie powierzchni każdego zawarcia.
8. 8. Tama według zastrz. 1 albo 7, znamienna tym, że materiałem cięgna wzmacniającego (1o), cięgna podtrzymującego (1g), cięgna spinającego (4) jest korzystnie linka stalowa.
9. 9. Tama według zastrz. 1, znamienna tym, że w ściankach (1a) i (1b) zawarcia (1) i zawarcia (2) wykonane są otwory technologiczne, na przelotowy poprzez zawarcie (1) i (2) otwór technologiczny (1 k) zaopatrzony w rękaw (1l), otwór lutni przepustu (1m) zaopatrzony w rękaw (1m), w którym umieszczona jest lutnia przepustu (5) oraz w otwór (1n) na rurociąg technologiczny (6) oraz co najmniej jedną rurę odpowietrzającą (9).