PL243478B1

PL243478B1 - Rack for explosives that does not transmit the energy of explosion

Info

Publication number: PL243478B1
Application number: PL439136A
Authority: PL
Inventors: Michał Marciniak; Aleksander Husák; Mateusz Pytlik; Paweł Baranowski; Krzysztof Damaziak
Original assignee: Arh Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2021-10-05
Filing date: 2021-10-05
Publication date: 2023-08-28
Also published as: PL439136A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest regał na materiały wybuchowe nieprzenoszący energii wybuchu ze zbrojonego betonu, o geometrycznej, symetrycznej budowie, składający się z komór, przeznaczonych na składowanie materiałów wybuchowych, charakteryzuje się tym, że posiada dwa typy komór o zróżnicowanej wysokości: komory wyższe (1) oraz komory niższe (2), wyposażone w półki (3), gdzie komory wyższe (1) oraz komory niższe (2) usytuowane są względem siebie naprzemiennie, sąsiadując ze sobą. Wysokość sąsiadujących ze sobą komór regałów ukształtowana jest w taki sposób, że półka (3) komory niższej (2) znajduje się na poziomie o 2/3 niższym niż półka (3) komory wyższej (1), w relacji do maksymalnej górnej krawędzi regału (4), w każdym przypadku jednak nie mniej niż 40 cm niżej niż półka (3) komory wyższej (1).The subject of the application is a shelf for explosives, made of reinforced concrete that does not transfer the energy of the explosion, with a geometric, symmetrical structure, consisting of chambers intended for the storage of explosives, characterized by having two types of chambers with different heights: upper chambers (1) and lower chambers (2), equipped with shelves (3), where the upper chambers (1) and lower chambers (2) are located alternately, adjacent to each other. The height of adjacent rack compartments is shaped in such a way that the shelf (3) of the lower compartment (2) is at a level 2/3 lower than the shelf (3) of the upper compartment (1), in relation to the maximum upper edge of the rack ( 4), in each case, however, not less than 40 cm lower than the shelf (3) of the upper chamber (1).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest regał na materiały wybuchowe nieprzenoszący energii wybuchu. Przedmiot wynalazku może być wykorzystywany w zakładach ruchu górniczego, jako rozwiązanie, które spełnia wymagania Rozporządzenia Ministra Energii ws. Szczegółowych Wymagań dotyczących Przechowywania i Używania środków Strzałowych i Sprzętu Strzałowego w Ruchu Zakładu Górniczego [Dz.U.2017 poz.321].The subject of the invention is a shelf for explosives that does not transfer explosive energy. The subject of the invention can be used in mining plants as a solution that meets the requirements of the Regulation of the Minister of Energy on Detailed Requirements for the Storage and Use of Blasting Agents and Blasting Equipment in Mining Plant Operations [Journal of Laws of 2017, item 321].

Podstawowym wymaganiem dla miejsc, w których przechowywane są materiały wybuchowe jest aby miejsca te zapewniały bezpieczeństwo osób i ochronę mienia przed skutkami wybuchu materiałów wybuchowych, z uwzględnieniem w szczególności:The basic requirement for places where explosives are stored is that these places ensure the safety of people and protection of property against the effects of the explosion of explosives, taking into account in particular:

1) bezpieczeństwa osób wykonujących czynności w składach materiałów wybuchowych oraz bezpieczeństwa osób zamieszkałych lub przebywających w pobliżu składów materiałów wybuchowych;1) safety of persons performing activities in explosives warehouses and safety of persons living or staying near explosives warehouses;

2) ochrony obiektów i urządzeń w miejscu składowania materiałów wybuchowych oraz obiektów i urządzeń położonych w jego sąsiedztwie.2) protection of facilities and equipment at the place where explosives are stored as well as facilities and equipment located in its vicinity.

Ocena co do spełniania wymagań bezpieczeństwa w zakresie wskazanym powyżej jest pochodną w szczególności możliwych skutków wybuchu w składzie materiałów wybuchowych, względem materiałów sąsiadujących umiesz czonych na tym samym regale.The assessment of compliance with safety requirements in the scope indicated above is derived, in particular, from the possible effects of an explosion in an explosives warehouse in relation to neighboring materials placed on the same shelf.

Obecne występujące w praktyce rozwiązania w obszarze przechowywania materiałów wybuchowych koncentrują się na konstrukcjach magazynów/obiektów przeznaczonych do przechowywania materiałów wybuchowych. Stosowane w nich obecnie regały, na których składowane są materiały wybuchowe nie zabezpieczają przed skutkami oddziaływania fali wybuchowej pomiędzy sąsiadującymi opakowaniami materiałów wybuchowych.Current practical solutions in the area of storing explosives focus on the structures of warehouses/facilities intended for storing explosives. The currently used racks where explosives are stored do not protect against the effects of the impact of an explosive wave between adjacent explosives packaging.

Rozwiązanie według wynalazku prezentuje nowe podejście do projektowania i budowy regału na materiały wybuchowe, a jego istota polega na eliminacji skutków oddziaływania fali wybuchowej pomiędzy sąsiadującymi komorami, w tym ryzyka przeniesienia detonacji na materiały wybuchowe umieszczone na półkach w poszczególnych komorach regału.The solution according to the invention presents a new approach to the design and construction of a shelf for explosives, and its essence consists in eliminating the effects of the impact of an explosive wave between adjacent chambers, including the risk of transferring detonation to explosives placed on the shelves in individual chambers of the shelf.

Efekt ten uzyskano poprzez odpowiedni dobór parametrów betonu użytego w konstrukcji regału na materiały wybuchowe, rozkładu jego zbrojenia, oraz zastosowanych połączeń betonu ze zbrojeniem, w zestawieniu z unikalnym modelem geometrycznym regału, w ramach którego kluczowe jest aby poszczególne typy zastosowanych komór (niższe/wyższe) znajdowały się na zróżnicowanych względem siebie wysokościach i były umieszczone naprzemiennie w ramach układu opartego na planie szachownicy. Taka budowa regału według wynalazku z apewnia rozmieszczenie materiału wybuchowego umieszczonego w regale w sposób naprzemienny w zakresie wysokości we wszystkich kierunkach (patrząc z góry), na dwóch wysokościach - niższej i wyższej.This effect was achieved by appropriate selection of the parameters of the concrete used in the construction of the explosives rack, the distribution of its reinforcement, and the concrete-to-reinforcement connections used, combined with the unique geometric model of the rack, in which it is crucial that the particular types of chambers used (lower/higher) they were located at different heights and were placed alternately within a checkerboard arrangement. This structure of the shelf according to the invention ensures the arrangement of the explosive material placed in the shelf in an alternating manner in terms of height in all directions (looking from above), at two heights - lower and higher.

Regał na materiały wybuchowe nieprzenoszący energii wybuchu według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest wykonany ze zbrojonego betonu, ma geometryczną, symetryczną budowę opartą o prostokątne komory, o zróżnicowanej wysokości. Komory o zróżnicowanej wysokości t.j.: komory wyższe oraz komory niższe, wyposażone są w półki przeznaczone na składowanie materiałów wybuchowych. Półki umieszczone w komorach regału wykonane są z materiału innego niż beton, korzystnie z płyty OSB. Komory niższe (z półkami umieszczonymi niżej w stosunku do maksymalnej górnej krawędzi regału) oraz komory wyższe (z półkami umieszczonymi wyżej w stosunku do maksymalnej górnej krawędzi regalu) umieszczone są względem siebie sąsiadująco, naprzemiennie, w ramach układu opartego na planie szachownicy. Górna krawędź regału w przypadku komór niższych usytuowanych zewnętrznie, które nie sąsiadują ani ze ścianą ani z kolejnym rzędem komór regału, może być niższa niż maksymalna górna krawędź komór wyższych. Ilość komór w regale według wynalazku nie jest limitowana ani ograniczona konstrukcyjnie i w praktyce zależy od potrzeb miejsca i ilości składowanych w nim materiałów wybuchowych.The shelf for explosives according to the invention, which does not transfer the energy of the explosion, is characterized by the fact that it is made of reinforced concrete and has a geometric, symmetrical structure based on rectangular chambers of various heights. Chambers of different heights, i.e.: upper chambers and lower chambers, are equipped with shelves intended for storing explosives. The shelves placed in the shelf chambers are made of a material other than concrete, preferably OSB. The lower chambers (with shelves placed lower in relation to the maximum upper edge of the shelf) and the higher chambers (with shelves placed higher in relation to the maximum upper edge of the shelf) are placed adjacent to each other, alternating, in a checkerboard arrangement. The upper edge of the shelf in the case of lower chambers located externally, which are neither adjacent to the wall nor to the next row of shelf chambers, may be lower than the maximum upper edge of the higher chambers. The number of chambers in the rack according to the invention is not limited or limited in design and in practice depends on the needs of the space and the amount of explosives stored there.

Istotą wynalazku jest aby materiały wybuchowe umieszczane były następowało w sposób naprzemienny, w komorach regału o różnej wysokości w sposób naprzemienny - w sąsiadujących ze sobą komorach niższych oraz w komorach wyższych. Przestrzeń pod półkami każdej z komór regału nie jest wypełniona betonem. Przestrzeń pod półkami może być pusta, niemniej korzystnie jest aby przestrzeń ta była wypełniona materiałem wypełniaj ącym, gdyż w sytuacji gdy przestrzeń ta jest pusta konieczne jest dokonanie wierceń w ściankach regału by zamocować półkę. Jako wypełnienie przestrzeni pod półkami komór regału korzystnie jest zastosować keramzyt. Korzystnie użyty keramzyt mieści się we frakcji w przedziale 10-20 mm. W przypadku gdy przestrzeń pod półką komory regału jest wypełniona, korzystnie keramzytem, sama półka nie wymaga specjalnego montowania i wystarczające jest ułożenie półki bezpośrednio na materiale wypełniającym. Dzięki rezygnacji z zastosowania betonu jako wypełnienia pod półką każdego z komór regału zmniejszono masę całkowitą regału, ale przede wszystkim taka konstrukcja regału w powiązaniu z zastosowaniem komór o zróżnicowanej wysokości pozwala na uniknięcie efektu „przesunię cia” ściany regału, co mogłoby doprowadzić do zmiażdżenia materiału wybuchowego znajdującego się na półce w sąsiadującej komorze regału.The essence of the invention is for the explosives to be placed alternately in the chambers of the rack of different heights - in the adjacent lower chambers and in the upper chambers. The space under the shelves of each shelf compartment is not filled with concrete. The space under the shelves may be empty, but it is preferable for this space to be filled with filling material, because if this space is empty, it is necessary to drill holes in the walls of the shelf to attach the shelf. It is best to use expanded clay to fill the space under the shelves in the rack compartments. The preferably used expanded clay is in the fraction of 10-20 mm. If the space under the shelf of the shelf chamber is filled, preferably with expanded clay, the shelf itself does not require any special assembly and it is sufficient to place the shelf directly on the filling material. By abandoning the use of concrete as a filling under the shelf of each compartment of the rack, the total weight of the rack was reduced, but above all, this rack construction combined with the use of chambers of different heights allows to avoid the effect of "shifting" the rack wall, which could lead to crushing of the explosive material. located on a shelf in an adjacent shelf compartment.

Różnica wysokości pomiędzy poszczególnymi typami komór regału (tj. komór niższych oraz komór wyższych) ukształtowana jest w taki sposób, że półka komory niższej (głębszej) znajduje się na poziomie około 1/3 niższym niż półka komory wyższej, w relacji do maksymalnej górnej krawędzi regału. Korzystnie jest to odpowiednio; 40 cm niżej niż półka komory wyższej oraz 100 cm poniżej maksymalnej górnej krawędzi regału.The difference in height between the individual types of shelf compartments (i.e. lower and upper compartments) is shaped in such a way that the shelf of the lower (deeper) chamber is located at a level approximately 1/3 lower than the shelf of the upper chamber, in relation to the maximum upper edge of the shelf. . Preferably it is respectively; 40 cm lower than the shelf of the upper chamber and 100 cm below the maximum upper edge of the shelf.

Regał według wynalazku wykonany jest ze zbrojonego betonu klasy minimalnie C25/3 0. Zbrojenie wykonane ze stali klasa A lll-N mm i średnicy pręta 10 mm. Możliwe jest wykonanie zbrojenia z siatki zgrzewanej, o oczku korzystnie 100 x 100 lub w postaci oddzielnych strzemion prostokątnych oraz zbrojenia głównego (pionowego). Zbrojenie poprzeczne w górnej części regału dogęszczone dwukrotnie.The rack according to the invention is made of reinforced concrete of minimum class C25/3 0. The reinforcement is made of steel class A ll-N mm and a rod diameter of 10 mm. It is possible to make the reinforcement from welded mesh, preferably with a mesh size of 100 x 100, or in the form of separate rectangular stirrups and the main (vertical) reinforcement. The transverse reinforcement in the upper part of the rack is thickened twice.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunkach (fig. 1 - fig. 2), gdzie na fig. 1 przedstawiono model geometryczny regału w przekroju wraz ze wskazaniem przykładowego miejsca usytuowania materiału wybuchowego (czerwona kostka), z perspektywy rzutu bocznego. Na fig. 2 przedstawiono model geometryczny regału wraz ze wskazaniem przykładowego miejsca usytuowania materiału wybuchowego (czerwona kostka), z perspektywy rzutu z góry.The subject of the invention is shown in the example embodiment in the drawings (Fig. 1 - Fig. 2), where Fig. 1 shows the geometric model of the shelf in cross-section along with an indication of the exemplary location of the explosive material (red cube), from the perspective of a side view. Fig. 2 shows the geometric model of the shelf along with an indication of an example of the location of the explosive material (red cube), from the perspective of a top view.

Regał na materiały wybuchowe nieprzenoszący energii wybuchu według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest wykonany ze zbrojonego betonu, ma geometryczną, symetryczną budowę opartą o dwa typy prostokątnych komór o zróżnicowanej wysokości. Komory o zróżnicowanej wysokości t.j.: komory wyższe 1 oraz komory niższe 2, wyposażone są w półki 3 przeznaczone na składowanie materiałów wybuchowych. Wysokość regału na materiały wybuchowe w przykładzie wykonania wynosi korzystnie 120 cm. Wysokość ta jest optymalna z punktu widzenia wykonania regału na podłodze składu materiałów wybuchowych, w których docelowo regał na materiały wybuchowe ma być wykorzystywany. Regały mogą wyższe, w tym poprzez wykonanie wyższej podsypki np. z keramzytu, ale nie ma to żadnego uzasadnienia dla funkcjonalności/wpływu na istotę rozwiązania, a ma wpływ na koszty.The shelf for explosives according to the invention, which does not transmit explosive energy, is characterized by the fact that it is made of reinforced concrete and has a geometric, symmetrical structure based on two types of rectangular chambers of different heights. Chambers of different heights, i.e.: upper chambers 1 and lower chambers 2, are equipped with shelves 3 intended for storing explosives. The height of the explosives rack in the embodiment is preferably 120 cm. This height is optimal from the point of view of constructing a shelf on the floor of an explosives warehouse, where the explosives shelf is ultimately to be used. The shelves can be higher, including by making a higher ballast, e.g. from expanded clay, but this has no justification for functionality/impact on the essence of the solution, and it affects the costs.

Półki regału 3 wykonane są z płyty OSB. Komory niższe 2 oraz komory wyższe 1 umieszczone są względem siebie sąsiadująco, naprzemiennie, w ramach układu opartego na planie szachownicy. Górna krawędź regału 4 w przypadku komór niższych 2 usytuowanych zewnętrznie, które nie sąsiadują ani ze ścianą ani z kolejnym rzędem komór regału, jest niższa w stosunku maksymalnej górnej krawędzi 4 komór wyższych 1. Przestrzeń pod półkami 3 każdej z komór regału nie jest wypełniona betonem. W przykładzie wykonania jako wypełnienie przestrzeni pod półkami komór regału 3 zastosowano keramzyt. Użyty keramzyt mieści się we frakcji w przedziale 10-20 mm. Półka 3 ułożona jest bezpośrednio na keramzycie. Dzięki rezygnacji z zastosowania betonu jako wypełnienia pod każdą półką 3 komór regału zmniejszono masę całkowitą regału, ale przede wszystkim taka konstrukcja regału w powiązaniu z zastosowaniem komór o zróżnicowanej wysokości pozwala na uniknięcie efektu „przesunięcia” ściany regału, co mogłoby doprowadzić do zmiażdżenia materiału wybuchowego znajdującego się na półce w sąsiadującej komorze regału.The shelves of shelf 3 are made of OSB board. The lower chambers 2 and the upper chambers 1 are placed adjacent to each other, alternating, within a checkerboard arrangement. The upper edge of the shelf 4 in the case of the lower chambers 2 located externally, which are neither adjacent to the wall nor to the next row of shelf chambers, is lower in relation to the maximum upper edge of the 4 upper chambers 1. The space under the shelves 3 of each of the shelf chambers is not filled with concrete. In the embodiment, expanded clay was used to fill the space under the shelves of the rack chambers 3. The expanded clay used is in the fraction of 10-20 mm. Shelf 3 is placed directly on the expanded clay. By abandoning the use of concrete as a filling under each shelf of the 3 compartments of the rack, the total weight of the rack was reduced, but above all, this rack construction combined with the use of chambers of different heights allows to avoid the effect of "shifting" the rack wall, which could lead to crushing of the explosive material contained in it. on a shelf in an adjacent shelf compartment.

Różnica wysokości pomiędzy poszczególnymi typami komór regału tj. komór niższych 2 oraz komór wyższych 1 ukształtowana jest w taki sposób, że półka 3 komory niższej znajduje się na poziomie o 2/3 niższym niż półka 3 komory wyższej 1, w relacji do maksymalnej górnej krawędzi regału 4; w każdym przypadku nie mniej niż 40 cm niżej niż półka 3 komory wyższej 1. W przykładzie wykonania półka 3 komory niższej 2 jest usytuowana 40 cm niżej niż półka 3 komory wyższej 1 oraz odpowiednio 100 cm poniżej maksymalnej górnej krawędzi regału 4.The difference in height between the individual types of compartments of the shelf, i.e. the lower compartments 2 and the upper compartments 1, is shaped in such a way that the shelf 3 of the lower compartment is located at a level 2/3 lower than the shelf 3 of the upper compartment 1, in relation to the maximum upper edge of the shelf 4; in each case, not less than 40 cm lower than the shelf 3 of the upper chamber 1. In the embodiment, the shelf 3 of the lower chamber 2 is located 40 cm lower than the shelf 3 of the upper chamber 1 and, respectively, 100 cm below the maximum upper edge of the shelf 4.

Regał według wynalazku wykonany jest ze zbrojonego betonu klasy minimalnie C25/30. Zbrojenie wykonane ze stali klasa A III-N mm i średnicy pręta 10 mm. Możliwe jest wykonanie zbrojenia z siatki zgrzewanej, o oczku korzystnie 100 x 100 lub w postaci oddzielnych strzemion prostokątnych oraz zbrojenia głównego (pionowego). Zbrojenie poprzeczne w górnej części regału dogęszczone dwukrotnie.The shelf according to the invention is made of reinforced concrete of minimum class C25/30. Reinforcement made of class A III-N steel with a rod diameter of 10 mm. It is possible to make the reinforcement from welded mesh, preferably with a mesh size of 100 x 100, or in the form of separate rectangular stirrups and the main (vertical) reinforcement. The transverse reinforcement in the upper part of the rack is thickened twice.

PL 243478 BIPL 243478 BI

W przykładzie wykonania regału według wynalazku przyjęto następujące parametry użytego betonu:In the embodiment of the shelf according to the invention, the following parameters of the concrete used were assumed:

Parametr Parameter Jednostka Unit Wartość Value Tangent modulus Tangent modulus GPa GPa 26,50 26.50 Wsp.Poisson'a Poisson's ratio - - 0,2 0.2 Wytrzm. na ściskanie Endurance for compression MPa MPa 42,0 42.0 Wytrzm.na rozciąganie Tensile strength MPa MPa 3,2 3.2 Failure Energy Failure Energy Nmm/mm² Nmm/mm ² 0,095 0.095 Aggragate size Aggregate size mm mm 8,0 8.0 Gęstość Density Kg/m³ Kg/ ^m3 2400 2400

W przykładzie wykonania regału według wynalazku przyjęto następujące parametry dla zastosowanego zbrojenia:In the embodiment of the rack according to the invention, the following parameters were adopted for the reinforcement used:

Parametr Parameter Jednostka Unit Wartość Value Moduł Younga Young's modulus GPa GPa 205,0 205.0 Wsp.Poisson'a Poisson's ratio - - 0,3 0.3 Yield stress Yield stress MPa MPa 420 420 Moduł wzmocnienia Amplification module MPa MPa 0,0 0.0 Beta Beta 0,0 0.0 5RC 5RC 40,4 40.4 SRP SRP - - 5,0 5.0 Failure strain Failure strain - - 0,25 0.25

Testy konstrukcji regału według wynalazku w przykładzie wykonania potwierdzające fakt nie przenoszenia energii wybuchu dotyczyły poziomu 24 kg materiału wybuchowego umieszczonego na półkach w komorach regałuTests of the shelf structure according to the invention in the embodiment confirming the fact that the explosion energy was not transferred concerned the level of 24 kg of explosive material placed on the shelves in the shelf chambers.

Claims

Patent claims

1. A rack for explosives, made of reinforced concrete that does not transfer the energy of the explosion, with a geometric, symmetrical structure, consisting of rectangular chambers intended for storing explosives, characterized by having two types of chambers of different heights: upper chambers (1) and chambers lower ones (2), equipped with shelves (3), where the upper chambers (1) and the lower chambers (2) are located alternately, adjacent to each other.

2. A rack for explosives that does not transfer explosive energy according to claim 1, characterized in that the height of adjacent shelf chambers is shaped in such a way that the shelf (3) of the lower chamber (2) is located at a level 2/3 lower than the shelf (3) of the upper chamber (1), in relation to to the maximum upper edge of the shelf (4).

3. A rack for explosives that does not transfer explosive energy according to claim 1, characterized in that the shelf (3) of the lower chamber (2) is at least 40 cm below the shelf (3) of the upper chamber (1).

4. A rack for explosives that does not transfer explosive energy according to claim 2, characterized in that the space under the shelves (3) of the racks is empty.

5. A rack for explosives that does not transfer explosive energy according to claim 2, characterized in that the space under the shelves (3) of the shelves is filled with filling material.

6. A rack for explosives that does not transfer explosive energy according to claim 5, characterized in that the filling material is expanded clay.