RU193123U1

RU193123U1 - DEVICE FOR LOCALIZING EXPLOSIONS OF DUST AND GAS AIR-MIXTURES IN UNDERGROUND MINING PRODUCTION

Info

Publication number: RU193123U1
Application number: RU2018144203U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Иванович Адамидзе; Андрей Юрьевич Горлов; Юрий Владимирович Горлов; Александр Васильевич Канюка; Александр Аполлонович Рудковский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МВК по взрывному делу" (ООО "МВК по ВД")
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2019-10-15

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к горной промышленности, в частности к технологии и техническим средствам защиты производственного и иного персонала, находящегося в подземных горных выработках, оборудования, размещенного в них и самих подземных горных выработок от взрывов смесей шахтного газа или (и) угольной пыли (пылегазовоздушные смеси), содержащихся в атмосфере угольных шахт.Технической задачей, решение которой обеспечивается настоящей полезной моделью, является минимизация осевых габаритов и повышение технологичности сборки и подготовки устройства для локализации взрывов к использованию, а также увеличение межремонтного срока его службы за счет оптимизации компоновки путем выбора места размещения штуцера для подачи сжатого газа в камеру высокого давления и прибора для измерения давления в ней относительно других элементов устройства.Указанная техническая задача решается тем, что в устройстве для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках, включающем емкость, заполненную огнетушащим порошком, размещенную внутри емкости камеру высокого давления с выхлопными отверстиями, выходящими в емкость и перекрываемыми подвижным поршнем, размещенным внутри камеры высокого давления, и механизм срабатывания, позволяющий приводить в действие подвижный поршень, обеспечивая открытие выхлопных отверстий, при этом камера высокого давления снабжена штуцером для заправки ее сжатым газом и прибором для измерения давления в ней, размещенными, выступая за пределы боковой поверхности емкости, или размещенными на переднем торце камеры высокого давления либо на боковой, выходящей за пределы емкости, поверхности камеры высокого давления. Штуцер для заправки сжатым газом и прибор для измерения давления могут быть смещены относительно друг друга вдоль продольной оси камеры высокого давления и повернуты относительно друг друга под любым углом исходя из условий удобного доступа к штуцеру и прибору для измерения давления и безопасного обращения с устройством при его снаряжении огнетушащим порошком, заправке сжатым газом и установке в горной выработке.The proposed utility model relates to the mining industry, in particular to the technology and technical means of protecting production and other personnel located in underground mines, equipment located in them and the underground mines themselves from explosions of mixtures of mine gas or (and) coal dust (gas and dust) mixtures) contained in the atmosphere of coal mines. The technical task, the solution of which is ensured by this useful model, is to minimize axial dimensions and increase the manufacturability of sat It also helps to increase the overhaul life of the device by optimizing the layout by choosing the location of the nozzle for supplying compressed gas to the high-pressure chamber and a device for measuring pressure in it relative to other elements of the device. The specified technical problem is solved the fact that in a device for localizing explosions of dusty-gas mixtures in underground mine workings, including a container filled with fire extinguishing powder, placed inside there is a high-pressure chamber with exhaust openings extending into the container and blocked by a movable piston located inside the high-pressure chamber, and a triggering mechanism that allows the movable piston to be actuated, opening the exhaust openings, while the high-pressure chamber is equipped with a fitting for filling it with compressed gas and a device for measuring pressure in it, placed protruding beyond the side surface of the tank, or placed on the front end of the high-pressure chamber or on the side, in stalks beyond the capacity of the pressure chamber surface. The nozzle for refueling with compressed gas and the pressure measuring device can be displaced relative to each other along the longitudinal axis of the high-pressure chamber and rotated relative to each other at any angle based on the conditions of convenient access to the nozzle and device for measuring pressure and safe handling of the device when it is equipped extinguishing powder, refueling with compressed gas and installation in a mining.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к горной промышленности, в частности к технологии и техническим средствам защиты производственного и иного персонала, находящегося в подземных горных выработках, оборудования, размещенного в них и самих подземных горных выработок от взрывов смесей шахтного газа или (и) угольной пыли (пылегазовоздушные смеси), содержащихся в атмосфере угольных шахт.The proposed utility model relates to the mining industry, in particular to the technology and technical means of protecting production and other personnel located in underground mines, equipment located in them and the underground mines themselves from explosions of mixtures of mine gas or (and) coal dust (gas and dust) mixtures) contained in the atmosphere of coal mines.

Как известно, целью локализации взрывов пылегазовоздушных смесей является максимально возможное ограничение области распространения по подземным горным выработкам фронта пламени, образующегося в результате этих взрывов и в свою очередь инициирующего новые, зачастую более мощные взрывы указанных субстанций.As you know, the goal of localizing explosions of dusty gas and air mixtures is to limit the distribution area along underground underground mine workings of the flame front, which is formed as a result of these explosions and, in turn, initiates new, often more powerful explosions of these substances.

С этой целью с 1930 г. в угольных шахтах, опасных по газу или (и) пыли, начали применять сначала сланцевые, а позже и водяные заслоны.To this end, since 1930, in shale mines, which are dangerous for gas or dust, they began to use shale shields and, later, water barriers.

Многолетний опыт эксплуатации сланцевых и водяных заслонов на шахтах России и за рубежом показал их недостаточную надежность и эффективность при локализации взрывов в загазованных выработках, т.к. их срабатывание имеет пассивный характер, они выполняют свою функцию только за счет энергии ударной воздушной волны, подошедшей от взрыва пылегазовоздушные смеси.Many years of experience in operating shale and water barriers in mines in Russia and abroad have shown their lack of reliability and efficiency in the localization of explosions in gassed workings, because their operation is passive in nature, they fulfill their function only due to the energy of the shock air wave, coming from the explosion of dusty-gas mixtures.

С целью повышения надежности локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в угольных шахтах к настоящему времени разработано значительное количество автоматических систем и устройств, различных по принципу срабатывания и технической реализации.In order to increase the reliability of localization of explosions of dusty-gas mixtures in coal mines, a significant number of automatic systems and devices have been developed to date that are different in terms of operation and technical implementation.

Так, известно устройство, осуществляющие автоматическую локализацию и подавление взрывов метановоздушных смесей (патент на изобретение РФ №2278270, МПК-2006.01 E21F 5/00, опубликовано 2006 г). Устройство включает датчики контроля ударной волны и открытого пламени. Датчики связаны со средствами разгазирования, препятствия и подавления распространения пламени и ударной волны на определенном участке. Это устройство основано на детектировании и подавлении уже появившихся в атмосфере продуктов пламени и взрыва и не обладает достаточной надежностью для людей и оборудования в горной выработке.So, it is known a device that performs automatic localization and suppression of explosions of methane-air mixtures (patent for the invention of the Russian Federation No. 2278270, IPC-2006.01 E21F 5/00, published 2006). The device includes shock wave and open flame sensors. The sensors are associated with means of degassing, obstacles and suppressing the spread of flame and shock wave in a specific area. This device is based on the detection and suppression of flame and explosion products that have already appeared in the atmosphere and does not have sufficient reliability for people and equipment in mining.

Известно устройство, осуществляющие автоматическую локализацию и подавление взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках, включающее емкость, выполненную в виде усеченного конуса, заполненную огнетушащим порошком и на ее выходе в переднем торце перекрытую легко разрушаемой диафрагмой, размещенную внутри емкости коаксиально ей камеру высокого давления с выхлопными отверстиями, выходящими в емкость и перекрываемыми подвижным поршнем, размещенным внутри камеры высокого давления, и механизм срабатывания, приводящий в действие подвижный поршень, при этом камера высокого давления снабжена штуцером для подачи сжатого газа и прибором для измерения давления в ней (патент на изобретение RU №2342535, МПК E21F 5/00, приоритет 14.05.2007). Устройство работает автономно, не требует электропитания, благодаря высокому быстродействию и продолжительному времени нахождения во взвешенном состоянии огнетушащего порошка, динамически выброшенного энергией сжатого воздуха (или специальным газом) при его срабатывании, локализует взрывы пылегазовоздушных смесей от самых слабых взрывов в начальной стадии до развитых взрывов. Однако известное устройство имеет существенный недостаток, связанный с аэродинамикой выхлопа сжатого газа через емкость, которая обуславливает преимущественное истечение газа из верхней части емкости, частично свободной от огнетушащего порошка вследствие его уплотнения, что влечет за собой неполный выброс объема огнетушащего порошка из нижней части емкости и неполную дальность его выброса, т.е. неполную реализацию возможностей устройства локализации взрыва при его включении.A device is known that performs automatic localization and suppression of explosions of dusty-gas mixtures in underground mine workings, including a container made in the form of a truncated cone, filled with fire extinguishing powder and closed at the front end with an easily destructible diaphragm located inside the tank with a coaxial high-pressure chamber with exhaust openings extending into the container and overlapped by a movable piston located inside the high-pressure chamber, and a triggering mechanism leading action of the movable piston, wherein the pressure chamber is provided with a nipple for feeding pressurized gas and an instrument for measuring pressure therein (patent RU №2342535, IPC E21F 5/00, priority 14.05.2007). The device operates autonomously, does not require power supply, due to its high speed and long time in suspension, the extinguishing powder dynamically expelled by compressed air energy (or special gas) when it is activated, localizes explosions of dust and gas mixtures from the weakest explosions in the initial stage to advanced explosions. However, the known device has a significant drawback associated with the aerodynamics of the exhaust of compressed gas through the container, which leads to the predominant flow of gas from the upper part of the container, partially free from the extinguishing powder due to its compaction, which entails an incomplete discharge of the volume of the extinguishing powder from the lower part of the container and incomplete its ejection range, i.e. incomplete implementation of the capabilities of an explosion localization device when it is turned on.

Указанного недостатка лишено устройство для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках (принятое за прототип настоящей полезной модели), включающее емкость, выполненную в виде усеченного конуса, передний торец которого скошен наклонной сверху вниз секущей плоскостью, заполненную огнетушащим порошком и на его выходе в переднем торце перекрытый легко разрушаемой диафрагмой, размещенную внутри емкости коаксиально ему камеру высокого давления с выхлопными отверстиями, выходящими в емкость и перекрываемыми подвижным поршнем, размещенным внутри камеры высокого давления, и механизм срабатывания, приводящий в действие подвижный поршень, при этом камера высокого давления снабжена штуцером для подачи сжатого газа и прибором для измерения давления в ней (патент на изобретение RU №2651821, МПК E21F 5/14, приоритет 21.04.2017).The indicated drawback is deprived of a device for localizing explosions of dusty-gas mixtures in underground mine workings (adopted as a prototype of this utility model), including a tank made in the form of a truncated cone, the front end of which is slanted by a secant plane inclined from top to bottom, filled with fire extinguishing powder and at its exit in the front the end face is closed by an easily destructible diaphragm located inside the tank coaxially to it a high-pressure chamber with exhaust openings that exit into the tank and are overlapped with a movable piston located inside the high-pressure chamber, and a triggering mechanism that drives the movable piston, while the high-pressure chamber is equipped with a fitting for supplying compressed gas and a device for measuring pressure in it (patent for invention RU No. 2651821, IPC E21F 5 / 14, priority 04/21/2017).

Однако выполнение переднего торца емкости скошенным наклонной сверху вниз секущей плоскостью, направленное на оптимизацию аэродинамических характеристик устройства, затрудняет размещение штуцера для подачи сжатого газа в камеру высокого давления и прибора для измерения давления в ней, а также производство технологических операций с ними (монтаж указанного оборудования, заправка камеры высокого давления сжатым газом и снятие показаний с прибора для измерения давления) ввиду значительной стесненности пространства, ограниченного секущей плоскостью и наружной поверхностью камеры высокого давления в области переднего торца последней. С другой стороны, возможное размещение штуцера для подачи сжатого газа в камеру высокого давления и прибора для измерения давления в ней непосредственно на камере высокого давления требует увеличения осевых габаритов устройства за счет удлинения указанной камеры с выносом ее переднего торца за пределы пространства, ограниченного секущей плоскостью и наружной поверхностью камеры высокого давления. Указанные обстоятельства затрудняют сборку известного устройства и его подготовку к использованию в условиях подземных горных выработок, характеризующихся и без того стесненностью рабочего пространства. Кроме того, размещение штуцера для подачи сжатого газа в камеру высокого давления и прибора для измерения давления в ней радиально камеры высокого давления на ее передней части приводит к их повреждениям при срабатывании устройства, поскольку они находятся непосредственно на траектории разлета огнетушащего порошка при срабатывании устройства.However, the execution of the front end of the tank with a slanting secant plane sloping from top to bottom, aimed at optimizing the aerodynamic characteristics of the device, makes it difficult to place a nozzle for supplying compressed gas to a high-pressure chamber and a device for measuring pressure in it, as well as performing technological operations with them (installation of this equipment, refueling the high-pressure chamber with compressed gas and taking readings from the pressure measuring device) due to the significant space constraint, limited to sec conductive plane and the outer surface of the pressure chamber in the front end of the latter. On the other hand, the possible placement of a nozzle for supplying compressed gas to the high-pressure chamber and a device for measuring pressure in it directly on the high-pressure chamber requires an increase in the axial dimensions of the device by lengthening the said chamber with the removal of its front end outside the space bounded by the secant plane and the outer surface of the pressure chamber. These circumstances make it difficult to assemble the known device and its preparation for use in underground mining, characterized by the already cramped working space. In addition, the placement of a nozzle for supplying compressed gas to the high-pressure chamber and a device for measuring the pressure in it radially of the high-pressure chamber on its front part leads to their damage when the device is triggered, since they are located directly on the path of the extinguishing powder when the device is triggered.

Технической задачей, решение которой обеспечивается настоящей полезной моделью, является минимизация осевых габаритов и повышение технологичности сборки и подготовки устройства для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках к использованию, а также продление межремонтного срока его эксплуатации за счет оптимизации его компоновки путем выбора места размещения штуцера для подачи сжатого газа в камеру высокого давления и прибора для измерения давления в ней относительно других элементов устройства.The technical task, the solution of which is provided by this useful model, is to minimize axial dimensions and increase the manufacturability of the assembly and preparation of the device for localizing explosions of dust and gas mixtures in underground mine workings for use, as well as extending the overhaul life of its operation by optimizing its layout by choosing a fitting location for supplying compressed gas to the high-pressure chamber and a device for measuring pressure in it relative to other elements of the device.

Указанная техническая задача решается четырьмя вариантами, составляющими группу полезных моделей.The specified technical problem is solved by four options that make up the group of utility models.

В первом варианте настоящей полезной модели в устройстве для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках, включающем емкость, заполненную огнетушащим порошком, размещенную внутри емкости камеру высокого давления с выхлопными отверстиями, выходящими в емкость и перекрываемыми подвижным поршнем, размещенным внутри камеры высокого давления, и механизм срабатывания, позволяющий приводить в действие подвижный поршень, обеспечивая открытие выхлопных отверстий, при этом камера высокого давления снабжена штуцером для заправки ее сжатым газом и прибором для измерения давления в ней, размещенными, выступая за пределы боковой поверхности емкости, например, на наружных торцах соответствующих полых патрубков, установленных радиально во внутреннем объеме емкости, выступая наружными торцами за пределы его боковой поверхности и выходя в камеру высокого давления внутренними торцами. Полые патрубки могут быть смещены относительно друг друга вдоль продольной оси камеры высокого давления и повернуты относительно друг друга под любым углом, исходя из условий удобного доступа к штуцеру и прибору для измерения давления и безопасного обращения с устройством при его снаряжении огнетушащим порошком, заправке сжатым газом и установке в горной выработке.In a first embodiment of the present utility model, in a device for localizing explosions of dusty-gas mixtures in underground mine workings, including a container filled with fire extinguishing powder, a high-pressure chamber placed inside the container with exhaust openings extending into the container and blocked by a movable piston located inside the high-pressure chamber, and actuation mechanism, allowing to actuate the movable piston, providing the opening of the exhaust holes, while the high-pressure chamber is equipped with pcs a tser for filling it with compressed gas and a device for measuring the pressure in it, placed protruding beyond the side surface of the container, for example, on the outer ends of the corresponding hollow pipes mounted radially in the internal volume of the container, protruding the outer ends beyond its side surface and going into high pressure chamber with inner ends. Hollow nozzles can be offset relative to each other along the longitudinal axis of the high-pressure chamber and rotated relative to each other at any angle, based on the conditions of convenient access to the nozzle and device for measuring pressure and safe handling of the device when it is equipped with fire extinguishing powder, filling with compressed gas and installation in a mining.

Как частный вариант, развивающий техническое решение, охарактеризованное выше, полые патрубки, установленные радиально во внутреннем объеме емкости, выступая за пределы боковой поверхности последней наружными торцами и выходя в камеру высокого давления внутренними торцами, могут быть соединены в камере высокого давления внутренними торцами в единый конструктивный элемент, внутренняя полость которого соединена с внутренней полостью камеры высокого давления радиальными отверстиями. При этом полые патрубки в зависимости от конкретного места установки устройства могут быть соединены под любым заданным углом с образованием единого конструктивного элемента, имеющего форму прямолинейной, изогнутой или коленообразной трубы.As a private option, developing the technical solution described above, hollow nozzles installed radially in the internal volume of the tank, protruding beyond the lateral surface of the latter by the outer ends and emerging into the high-pressure chamber by the inner ends, can be connected in the high-pressure chamber by the inner ends into a single structural an element whose internal cavity is connected to the internal cavity of the high-pressure chamber by radial holes. In this case, the hollow nozzles, depending on the specific installation site of the device, can be connected at any given angle to form a single structural element having the form of a straight, bent, or elbow pipe.

Во втором варианте штуцер для заправки камеры высокого давления сжатым газом размещен на переднем торце камеры высокого давления, а прибор для измерения давления в ней размещен, выступая за пределы боковой поверхности емкости.In the second embodiment, the nozzle for filling the high-pressure chamber with compressed gas is placed on the front end of the high-pressure chamber, and the pressure measuring device is placed in it, protruding beyond the side surface of the container.

В третьем варианте штуцер для заправки камеры высокого давления сжатым газом размещен, выступая за пределы боковой поверхности емкости, а прибор для измерения давления размещен на переднем торце камеры высокого давления.In the third embodiment, the nozzle for filling the high-pressure chamber with compressed gas is placed, protruding beyond the side surface of the tank, and the pressure measuring device is placed on the front end of the high-pressure chamber.

В четвертом варианте штуцер для заправки камеры высокого давления сжатым газом и прибор для измерения давления в ней размещены на переднем торце камеры высокого давления.In the fourth embodiment, the nozzle for filling the high-pressure chamber with compressed gas and a device for measuring pressure in it are placed on the front end of the high-pressure chamber.

Все четыре варианта настоящей полезной модели с их возможными модификациями характеризуются таким взаимным расположением элементов устройства для локализации взрывов, при котором обеспечивается свободный доступ к штуцеру для заправки камеры высокого давления сжатым газом и прибору для измерения давления в ней как в процессе их монтажа, так и при производстве технологических операций с ними и при установке устройства для локализации взрывов в горной выработке при сохранении всех функциональных характеристик устройства с одновременным увеличением срока его службы и снижении его осевых габаритов. Конечный результат предлагаемого выполнения устройства для локализации взрывов заключается в повышении производительности труда и безопасности работ при его использовании в угольных шахтах и увеличение межремонтного срока службы устройства при его эксплуатации.All four variants of this utility model with their possible modifications are characterized by such a mutual arrangement of the elements of the device for localizing explosions, which provides free access to the nozzle for filling the high-pressure chamber with compressed gas and the device for measuring pressure in it both during installation and during installation the production of technological operations with them and when installing a device for the localization of explosions in a mine while maintaining all the functional characteristics of the device while by increasing its service life and reducing its axial dimensions. The end result of the proposed implementation of the device for the localization of explosions is to increase labor productivity and work safety when it is used in coal mines and to increase the overhaul life of the device during its operation.

Группа предлагаемых полезных моделей иллюстрируется следующими изображениями, на которых приведены:The group of proposed utility models is illustrated by the following images, which show:

фиг. 1 - продольный схематический разрез по оси устройства для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках - вариант 1;FIG. 1 is a longitudinal schematic section along the axis of the device for localizing explosions of dust and gas mixtures in underground mine workings - option 1;

фиг. 2 - продольный схематический разрез по оси устройства для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках - возможное исполнение варианта 1;FIG. 2 is a longitudinal schematic section along the axis of the device for the localization of explosions of dust and gas mixtures in underground mine workings - a possible implementation of option 1;

фиг. 3 - продольный схематический разрез по оси устройства для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках - вариант 2;FIG. 3 is a longitudinal schematic section along the axis of the device for localizing explosions of dust and gas mixtures in underground mine workings - option 2;

фиг. 4 - продольный схематический разрез по оси устройства для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках - вариант 3.FIG. 4 is a longitudinal schematic section along the axis of the device for localizing explosions of dust and gas mixtures in underground mine workings - option 3.

Ниже приведены примеры конкретной реализации предложенной полезной модели.Below are examples of specific implementations of the proposed utility model.

В первом варианте выполнения устройство для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках включает емкость 1, выполненную в виде усеченного конуса, передний торец которого скошен наклонной сверху вниз секущей плоскостью. Емкость 1 заполнена огнетушащим порошком 2, который с течением времени под действием сил тяжести и сил поверхностного натяжения уплотняется в нижней части емкости, освобождая верхнюю часть ее объема. Для гидроизоляции порошка и предотвращения его высыпания из емкости выход последней из переднего торца перекрыт легко разрушаемой диафрагмой 3, выполненной, например, из полиэтилена, размещена камера высокого давления 4 с выхлопными отверстиями 5, ориентированными под углом, например, 40°, к продольной оси камеры высокого давления и перекрываемые подвижным поршнем 6, размещенным внутри камеры высокого давления. Подвижный поршень 6 удерживается в режиме ожидания в исходном положении механизмом срабатывания. Для этого поршень в задней части выполнен со ступенчатым упором 7, выполненным за счет уменьшения его диаметра. В передней части поршень снабжен уплотнительными элементами 8. На заднюю часть подвижного поршня 6, имеющую уменьшенный диаметр, опираются шарики 9 механизма срабатывания, зафиксированные в радиальных отверстиях 10, выполненных в задней части камеры высокого давления. Фиксация шариков 9 в радиальных отверстиях 10 осуществлена путем их поджатая к внутренней поверхности скользящей муфты 11 за счет передачи усилия сжатого газа, находящегося в камере высокого давления 4, на передний торец подвижного поршня 6 и через ступенчатый упор 7 последнего - на шарики 9. Скользящая муфта 11, установленная с возможностью продольного перемещения относительно камеры высокого давления 4, на своей внутренней поверхности имеет кольцевую проточку 12, в которую имеют возможность утапливаться шарики 9 при перемещении скользящей муфты 11 вперед. Скользящая муфта 11 жестко связана с выносной штангой 13, на заднем конце которой закреплен приемный щит 14 для восприятия воздействия ударной воздушной волны. Для упрощения конструкции и снижения ее продольных габаритов приемный щит может быть закреплен непосредственно к заднему торцу скользящей муфты 11. Для заправки камеры высокого давления 4 сжатым газом устройство снабжено заправочным штуцером 15 с обратным клапаном, предотвращающим утечку сжатого газа из камеры высокого давления 4 в атмосферу. Заправочный штуцер размещен на наружном торце 16 полого патрубка 17, установленного радиально во внутреннем объеме емкости 1, выступая пределы боковой поверхности последней и выходя в камеру высокого давления 4 внутренним торцом 18. На наружном торце 19 полого патрубка 20, установленного так же радиально во внутреннем объеме емкости 1, выступая пределы боковой поверхности последней и выходя в камеру высокого давления 4 внутренним торцом 21, размещен прибор для измерения давления 22 в камере высокого давления 4 при заправке последней сжатым газом и для контроля работоспособности устройства в целом при его эксплуатации в режиме ожидания. Указанный прибор может представлять собой механический, электрический или электронный манометр для визуального контроля параметров сжатого газа в камере высокого давления 4 или их модификацию, позволяющую одновременно с этим направлять данные в централизованную систему контроля состояния безопасности в шахте. Прибор для измерения давления в камере высокого давления может быть выполнен также в виде датчика давления, обеспечивающего непрерывный дистанционный контроль состояния устройства для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей. Для обеспечения безопасности при заполнении камеры высокого давления 4 сжатым газом служит стопорный элемент 23, выполненный в виде болта, винта, поворотной рукоятки и т.п., ввинчиваемый в боковую поверхность камеры высокого давления 4 через скользящую муфту 11 и предотвращающего случайное смещение последней вперед и вызванное таким образом несанкционированное срабатывание устройства. Полые патрубки 17 и 20 могут быть смещены относительно друг друга вдоль продольной оси камеры высокого давления 4 и повернуты относительно друг друга под необходимым углом, исходя из условий удобного доступа к штуцеру и прибору для измерения давления и безопасного обращения с устройством при его снаряжении огнетушащим порошком, заправке сжатым газом и установке в горной выработке.In the first embodiment, a device for localizing explosions of dusty-gas mixtures in underground mine workings includes a container 1 made in the form of a truncated cone, the front end of which is beveled with a secant plane inclined from top to bottom. The container 1 is filled with a fire extinguishing powder 2, which, over time, under the action of gravity and surface tension forces is compacted in the lower part of the tank, freeing the upper part of its volume. To waterproof the powder and prevent it from spilling out of the tank, the outlet of the latter from the front end is blocked by an easily destructible diaphragm 3 made, for example, of polyethylene, a high-pressure chamber 4 is placed with exhaust openings 5 oriented at an angle, for example, 40 °, to the longitudinal axis of the chamber high pressure and blocked by a movable piston 6 located inside the high pressure chamber. The movable piston 6 is held in standby mode in the initial position by the actuation mechanism. For this, the piston in the rear part is made with a stepped emphasis 7, made by reducing its diameter. In the front part of the piston is equipped with sealing elements 8. On the back of the movable piston 6, having a reduced diameter, the balls 9 of the actuating mechanism are fixed, fixed in radial holes 10 made in the rear of the high-pressure chamber. The balls 9 are fixed in the radial holes 10 by compressing them to the inner surface of the sliding sleeve 11 by transferring the pressure of the compressed gas in the high pressure chamber 4 to the front end of the movable piston 6 and through the stepped stop 7 of the latter to the balls 9. The sliding sleeve 11, mounted with the possibility of longitudinal movement relative to the high-pressure chamber 4, has an annular groove 12 on its inner surface, into which the balls 9 can be sunk when moving the sliding mu ft 11 forward. The sliding clutch 11 is rigidly connected with the extension rod 13, at the rear end of which is mounted a receiving shield 14 for perceiving the impact of an air shock wave. To simplify the design and reduce its longitudinal dimensions, the receiving shield can be fixed directly to the rear end of the sliding sleeve 11. For refueling the high-pressure chamber 4 with compressed gas, the device is equipped with a filling nozzle 15 with a check valve to prevent leakage of compressed gas from the high-pressure chamber 4 to the atmosphere. The filling nozzle is located on the outer end 16 of the hollow pipe 17 mounted radially in the internal volume of the tank 1, protruding the limits of the lateral surface of the latter and exiting into the high pressure chamber 4 by the internal end 18. On the outer end 19 of the hollow pipe 20, also installed radially in the internal volume capacity 1, protruding the limits of the lateral surface of the latter and exiting into the high-pressure chamber 4 with the inner end 21, there is a device for measuring pressure 22 in the high-pressure chamber 4 when filling the latter with compressed gas and to monitor the health of the device as a whole during its operation in standby mode. The specified device may be a mechanical, electric or electronic pressure gauge for visual monitoring of the parameters of the compressed gas in the high-pressure chamber 4 or their modification, which simultaneously allows data to be sent to a centralized safety monitoring system in the mine. A device for measuring pressure in a high-pressure chamber can also be made in the form of a pressure sensor that provides continuous remote monitoring of the state of the device for localizing explosions of dusty-gas mixtures. To ensure safety when filling the high-pressure chamber 4 with compressed gas, a locking element 23 is used, made in the form of a bolt, screw, rotary handle, etc., screwed into the side surface of the high-pressure chamber 4 through a sliding sleeve 11 and preventing the latter from being moved forward accidentally the unauthorized operation of the device caused in this way. The hollow nozzles 17 and 20 can be offset relative to each other along the longitudinal axis of the high-pressure chamber 4 and rotated relative to each other at the necessary angle, based on the conditions of convenient access to the fitting and the device for measuring pressure and safe handling of the device when it is equipped with fire extinguishing powder, refueling with compressed gas and installation in a mine.

Как частное решение, развивающее устройство по первому варианту предложенной полезной модели, охарактеризованное выше, полые патрубки 17 и 20, установленные радиально во внутреннем объеме емкости 1, выступая за пределы боковой поверхности последней наружными торцами 16 и 19 и выходя в камеру высокого давления 4 внутренними торцами, могут быть соединены в камере высокого давления внутренними торцами в единый конструктивный элемент, внутренняя полость которого соединена с внутренней полостью камеры высокого давления радиальными отверстиями 24. При этом полые патрубки в зависимости от конкретного места установки устройства могут быть соединены под любым заданным углом с образованием единого конструктивного элемента, имеющего форму прямолинейной, изогнутой или коленообразной трубы.As a particular solution, the developing device according to the first embodiment of the proposed utility model, described above, hollow pipes 17 and 20 mounted radially in the internal volume of the tank 1, protruding beyond the lateral surface of the latter by the outer ends 16 and 19 and exiting into the high pressure chamber 4 by the inner ends can be connected in the high-pressure chamber by internal ends into a single structural element, the internal cavity of which is connected to the internal cavity of the high-pressure chamber by radial holes 24. At the same time, depending on the specific installation location of the device, the hollow pipes can be connected at any given angle to form a single structural element having the form of a straight, bent, or elbow pipe.

Во втором варианте предлагаемой полезной модели заправочный штуцер 15 размещен в переднем торце камеры высокого давления 4 коаксиально последней, а прибор для измерения давления 22 в камере высокого давления 4 размещен на наружном торце 19 полого патрубка 20, установленного радиально во внутреннем объеме емкости 1, выступая пределы боковой поверхности последней и выходя в камеру высокого давления 4 внутренним торцом 21.In the second embodiment of the proposed utility model, the filling nozzle 15 is placed in the front end of the high-pressure chamber 4 coaxially last, and the pressure measuring device 22 in the high-pressure chamber 4 is located on the outer end 19 of the hollow pipe 20 mounted radially in the internal volume of the tank 1, protruding limits the lateral surface of the latter and leaving the high pressure chamber 4 with the inner end 21.

В третьем варианте полезной модели прибор для измерения давления 22 в камере высокого давления 4 установлен в переднем торце камеры высокого давления 4 коаксиально последней, а штуцер для подачи сжатого газа 15 размещен на наружном торце полого патрубка 17, установленного радиально во внутреннем объеме емкости 1 с выходом за пределы боковой поверхности последнего.In the third embodiment of the utility model, a device for measuring pressure 22 in the high-pressure chamber 4 is installed in the front end of the high-pressure chamber 4 coaxially last, and a nozzle for supplying compressed gas 15 is placed on the outer end of the hollow pipe 17 mounted radially in the internal volume of the tank 1 with an outlet beyond the lateral surface of the latter.

Устройство подготавливают к работе следующим образом. Вращением по часовой стрелке стопорного элемента 23 до упора скользящую муфту 11 фиксируют в неподвижном положении. В емкости 1 размещают огнетушащий порошок 2, передний скошенный торец емкости перекрывают полиэтиленовой легко разрушаемой диафрагмой 3. Скользящую муфту 11 через выносную штангу 13 соединяют с приемным щитом 14. Устройство подвешивают под кровлей горной выработки на ее защищаемом участке с помощью специальных крепежных деталей. Через штуцер 15 с обратным клапаном заполняют камеру высокого давления 4 сжатым газом. При этом величину давления сжатого газа контролируют с помощью прибора для измерения давления 22. После этого вывинчивают стопорный элемент 23. В таком положении устройство подготовлено для выполнения своей функции в режиме ожидания.The device is prepared for operation as follows. Clockwise rotation of the locking element 23 until it stops, the sliding sleeve 11 is fixed in a fixed position. A fire extinguishing powder 2 is placed in the container 1, the front beveled end of the container is closed with a polyethylene easily destructible diaphragm 3. The sliding sleeve 11 is connected to the receiving shield via the extension rod 13. The device is suspended under the roof of the mine in its protected area using special fasteners. Through the fitting 15 with a non-return valve, the high-pressure chamber 4 is filled with compressed gas. In this case, the pressure value of the compressed gas is controlled using a pressure measuring device 22. After this, the locking element 23 is unscrewed. In this position, the device is prepared to perform its function in standby mode.

Устройство работает следующим образом. При взрыве метана и/или угольной пыли по подземной горной выработке распространяется ударная воздушная волна, которая воздействует на приемный щит 14. Под действием ударной волны приемный щит 14 через выносную штангу 13 передает усилие на скользящую муфту 11, за счет чего она получает импульс для перемещения по направлению к передней части устройства. Вследствие перемещения скользящей муфты 11 происходит совмещение пространств радиальных отверстий 10 в камере высокого давления 4 с кольцевой проточкой 12 на внутренней поверхности скользящей муфты 11. Далее под действием избыточного давления сжатого газа в камере высокого давления 4 подвижный поршень 5 перемещается в сторону заднего торца камеры высокого давления 4 и ступенчатыми упорами 7 выталкивает шарики 9 в пространство кольцевой проточки 12. Освободившись от фиксирующих его шариков 9 подвижный поршень 6 продолжает перемещение в сторону заднего торца камеры высокого давления 4, открывая в конечном итоге выхлопные отверстия 5. При этом сжатый газ, поступая через выхлопные отверстия 5 в емкость 1, интенсивно перемешивается с огнетушащим порошком 2 и, разрывая легко разрушаемую диафрагму в торце передней части емкости, выбрасывает его в горную выработку, формируя в ней взрыволокализующий заслон.The device operates as follows. In an explosion of methane and / or coal dust, a shock air wave propagates through the underground mine, which acts on the receiving shield 14. Under the action of the shock wave, the receiving shield 14 through the extension rod 13 transfers force to the sliding sleeve 11, due to which it receives an impulse to move towards the front of the device. Due to the movement of the sliding sleeve 11, the spaces of the radial holes 10 in the high-pressure chamber 4 are combined with the annular groove 12 on the inner surface of the sliding sleeve 11. Then, under the action of excessive pressure of the compressed gas in the high-pressure chamber 4, the movable piston 5 moves toward the rear end of the high-pressure chamber 4 and step stops 7 pushes the balls 9 into the space of the annular groove 12. Having freed itself from the balls fixing it 9, the movable piston 6 continues to move to the sides at the rear end of the high-pressure chamber 4, eventually opening the exhaust openings 5. In this case, the compressed gas entering through the exhaust openings 5 into the container 1 is intensively mixed with the extinguishing powder 2 and, breaking the easily destructible diaphragm at the end of the front of the container, emits it into the mine working, forming an explosive-blocking barrier in it.

Таким образом, предложенное расположение заправочного штуцера 15 и прибора для измерения давления 22 обеспечивает удобный и беспрепятственный доступ к ним при подготовке устройства к работе и его установке в горной выработке, что дает возможность высокопроизводительно и безопасно производить технологические операции с устройством в стесненных условиях шахт. Кроме того, предлагаемое техническое решение существенно повышает надежность и межремонтный срок службы устройства за счет исключения непосредственного воздействия рабочего агента (смеси сжатого газа с огнетушащим порошком) на заправочный штуцер и прибор для измерения давления, что достигается их выводом за пределы траектории выброса огнетушащего порошкаThus, the proposed location of the filling nozzle 15 and the pressure measuring device 22 provides convenient and unhindered access to them when preparing the device for operation and installing it in a mine, which makes it possible to carry out technological operations with the device in cramped mines conditions highly efficiently and safely. In addition, the proposed technical solution significantly increases the reliability and the overhaul life of the device by eliminating the direct effect of the working agent (a mixture of compressed gas with a fire extinguishing powder) on the filling nozzle and pressure measuring device, which is achieved by their removal from the path of the fire extinguishing powder

Claims

1. A device for the localization of explosions of dust and gas mixtures in underground mine workings, including a tank filled with fire extinguishing powder, a high-pressure chamber placed inside the tank with exhaust openings extending into the tank and blocked by a movable piston placed inside the high-pressure chamber, and a response mechanism that allows driving the movable piston, providing the opening of the exhaust openings, while the high-pressure chamber is equipped with a fitting for filling it with compressed gas and instrument m for measuring pressure in it, characterized in that the nozzle for filling the high-pressure chamber with compressed gas and a device for measuring pressure in it are placed, protruding beyond the side surface of the tank.

2. A device for localizing explosions according to claim 1, characterized in that the nozzle for refueling the high-pressure chamber with compressed gas and a device for measuring pressure in it are placed on the outer ends of the corresponding hollow pipes mounted radially in the internal volume of the tank, protruding the outer ends outside its lateral surface and going into the high-pressure chamber with inner ends.

3. A device for localizing explosions of dust and gas mixtures in underground mine workings according to claim 2, characterized in that the hollow nozzles are connected in the high-pressure chamber by internal ends at any given angle to form a single structural tubular element, the internal cavity of which is connected to the internal cavity of the high chamber pressure radial holes.