RU2114997C1

RU2114997C1 - Water-filled explosion-suppressing stopping

Info

Publication number: RU2114997C1
Application number: RU97104940/03A
Authority: RU
Inventors: Георгий Анатольевич Басс
Original assignee: Георгий Анатольевич Басс
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-07-10

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: this is intended for dampening of air shock waves in underground workings with purpose to protect subsurface structures and communication lines from crushing. Water-filled stopping is made up of vessels with water which are made of elastic film-like materials and isolated from each other by air spacings. Vessels are made in the form of hoses which are fastened at vault of underground working and are freely hanging from roof through entire height of underground working, thus creating screen which crosses lateral section of underground working. Aforesaid arrangement cuts labour-intensity. EFFECT: higher efficiency. 5 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для гашения воздушных ударных волн (ВУВ) в горных выработках с целью сохранения подземных сооружений и коммуникаций от разрушения. The invention relates to the mining industry and is intended for the suppression of air shock waves (IWV) in mining with the aim of preserving underground structures and communications from destruction.

Известны водоналивные перемычки, состоящие из несущих элементов и размещенных на них пленочных емкостей, заполненных водой. Перемычка состоит из отдельных секций, размещенных в горной выработке по лабиринту [1, с. 266, рис. 11.2 а]. Known water filler jumpers, consisting of supporting elements and placed on them film containers filled with water. The jumper consists of separate sections located in a mine working along a maze [1, p. 266, fig. 11.2 a].

Недостатки известной перемычки: она состоит из множества (до 600 при площади поперечного сечения выработки 12 м²) емкостей, диаметр которых сопоставим с их высотой; каждую емкость необходимо вручную заполнить водой и подвесить или разместить на полках разового применения, разрушаемых ВУВ; лабиринтное размещение рядов из емкостей, необходимое для прохождения людей в горной выработке, снижает эффективность действия перемычки и увеличивает расход емкостей, усугубляя трудоемкость возведения перемычки и увеличивая расход воды, обводняющей выработку. Размещение емкостей в два вплотную примыкающих друг к другу ряда [1, рис. 11.2 а] нецелесообразно, так как эффективность гашения ВУВ определяет не компактная масса воды, а чередующиеся слои из воды и воздуха. Изложенное подтверждается эффективным гашением ВУВ газожидкостной пеной, ячеистая структура которой характеризуется весьма малой массой воды в единице объема пены, однако пена более чем на порядок по сравнению с газовой средой снижает давление ВУВ (Ждан С.А. Численное моделирование взрыва заряда ВВ в пене. - Физика горения и взрыва, 1990, т. 26, N 2. С. 103 - 110).The disadvantages of the known lintels: it consists of many (up to 600 with a cross-sectional area of the working 12 m ² ) containers, the diameter of which is comparable with their height; each container must be manually filled with water and suspended or placed on shelves of one-time use, destroyed by the HVW; the labyrinth placement of rows of tanks, necessary for people to pass in the mine, reduces the effectiveness of the lintel and increases the consumption of tanks, aggravating the complexity of the construction of the lintel and increasing the flow rate of water that floods the output. Placement of containers in two rows adjacent to each other [1, Fig. 11.2 a] is impractical, since the efficiency of extinguishing an IWL is determined not by a compact mass of water, but by alternating layers of water and air. The aforesaid is confirmed by the effective quenching of the HVW by gas-liquid foam, the cellular structure of which is characterized by a very small mass of water per unit volume of the foam, however, the foam reduces the pressure of the VVV by more than an order of magnitude compared to the gas medium (Zhdan S.A. Numerical simulation of explosion of the explosive charge in the foam .-- Combustion and Explosion Physics, 1990, v. 26, N 2.P. 103 - 110).

Целью изобретения является снижение трудоемкости сооружения водоналивной перемычки и повышение ее эффективности при одновременном уменьшении расхода воды. The aim of the invention is to reduce the complexity of the construction of the water filling jumper and increase its effectiveness while reducing water consumption.

Для достижения поставленной цели водоналивная перемычка, состоящая из емкостей с водой, разобщенных воздушными промежутками, отличается тем, что емкости из эластичных пленочных материалов выполнены в форме рукавов, закрепленных у свода выработки и свободно свисающих по ее высоте с образованием экрана, перекрывающего поперечное сечение горной выработки. To achieve this goal, the water filling bridge, consisting of containers with water separated by air gaps, is characterized in that containers of elastic film materials are made in the form of sleeves fixed at the arch of the mine and freely hanging along its height with the formation of a screen overlapping the cross section of the mine .

Схема устройства представлена на фиг. 1 - 5. На фиг. 1 схема перемычки, где 1 - вертикальные свободно свисающие рукава из пленочного материала, заполненные водой, 2 - труба или другая опора для их подвески. На фиг. 2 - перемычка в плане, на фиг. 3 - подвеска рукавов с водой на поворотных кронштейнах, на фиг. 4 - схема подвески рукавов с водой 1 на опоре 2 с удвоением рукава в связке; на фиг. 5 - размещение рукавов с водой 1 в шахматном порядке, что позволяет уменьшить удельный расход воды и рукавов без снижения эффективности действия перемычки. The device diagram is shown in FIG. 1 to 5. In FIG. 1 diagram of the jumper, where 1 - vertical freely hanging sleeves of film material filled with water, 2 - pipe or other support for their suspension. In FIG. 2 - a jumper in plan, in FIG. 3 - suspension of sleeves with water on swivel arms, in FIG. 4 is a diagram of the suspension of the sleeves with water 1 on the support 2 with doubling the sleeve in the bundle; in FIG. 5 - placement of hoses with water 1 in a checkerboard pattern, which allows to reduce the specific consumption of water and hoses without reducing the effectiveness of the jumper.

Оптимальный диаметр рукавов 40 - 60 мм. При диаметре рукава 50 мм длина удвоенного рукава при подвеске по схеме на фиг. 4 и при высоте выработки 3 м - 560 см, масса воды 11 кг, что сопоставимо с массой воды в одном сосуде в известной перемычке. The optimum diameter of the sleeves is 40-60 mm. With a sleeve diameter of 50 mm, the length of the doubled sleeve for suspension according to the diagram in FIG. 4 and with a working height of 3 m - 560 cm, the mass of water is 11 kg, which is comparable to the mass of water in one vessel in a well-known jumper.

При подвеске по схеме 2 в выработке шириной 4 м поместится 66 рукавов или 33 пары, в трех рядах - 99 100 пар с общей массой воды 1,1 т - при сечении выработки 12 м².With the suspension according to scheme 2, 66 hoses or 33 pairs will fit in a 4-m-wide mine, in three rows - 99,100 pairs with a total water mass of 1.1 t - with a 12 m ^2- generation cross-section.

В выработке с такой же площадью поперечного сечения разместится в одном ряду 200 емкостей известной перемычки - при диаметре емкости 200 мм и высоте 250 мм, масса воды в одной емкости 8 кг. В трех рядах - 600 емкостей общей массой 4,8 т воды. Потребуется 600 ручных операций заполнения емкостей водой и 600 подвесок в выработке - против 100 заливок и подвесок рукавов. Шестикратное снижение трудоемкости. In a mine with the same cross-sectional area, 200 tanks of a known lintel will be placed in one row - with a tank diameter of 200 mm and a height of 250 mm, the mass of water in one tank is 8 kg. In three rows - 600 tanks with a total mass of 4.8 tons of water. It will take 600 manual operations to fill the tanks with water and 600 suspensions in the mine - against 100 fillings and suspensions of the sleeves. Six-fold reduction in labor intensity.

Пример изготовления перемычки. An example of a jumper.

Для промышленного применения перемычки не требуется изготовление изделий из полимерных пленок в виде специальных сосудов, что усложнит подготовку производства и увеличит затраты. Достаточно заказать рукав из полиэтилена в виде бухты. For industrial use, the jumper does not require the manufacture of products from polymer films in the form of special vessels, which will complicate the preparation of production and increase costs. It is enough to order a sleeve from polyethylene in the form of a bay.

Полиэтиленовый рукав диаметром 50 мм нарезают из бухты на отрезки в соответствии с высотой выработки, один конец рукава герметизируют, завязывая узлом или перетягивая шпагатом, а второй конец одевают на шланг от шахтного водопровода или от насоса, качающего воду, доставленную шахтной вагонеткой. После заполнения рукава водой его конец снимают со шланга и тоже герметизируют. Заполненные водой рукава подвешивают на опоры у свода выработки, например на стальной трубе. A polyethylene sleeve with a diameter of 50 mm is cut from the bay into segments in accordance with the height of the output, one end of the sleeve is sealed by knotting or pulling with twine, and the other end is put on a hose from a mine water supply or from a pump pumping water delivered by a mine trolley. After filling the sleeve with water, its end is removed from the hose and also sealed. Sleeves filled with water are suspended on supports at the arch of a mine, for example, on a steel pipe.

Легкие рукава с водой диаметром 40 - 60 мм, свободно свисающие по высоте выработки, легко раздвигаются при проходе человека (особенно - размещенные по схеме на фиг. 5), что позволит осуществить полное перекрытие всего сечения горной выработки водоналивной перемычкой без разобщения ее сплошности лабиринтами. Light sleeves with water with a diameter of 40-60 mm, freely hanging over the height of the excavation, easily expand when a person passes (especially those placed according to the scheme in Fig. 5), which will make it possible to completely overlap the entire section of the mine with a water filling bridge without disconnecting its continuity with labyrinths.

Рукава с водой, свободно свисающие по высоте выработки, дают возможность создавать множество параллельных слоев из воды и воздуха на пути прохождения ВУВ, что более эффективно для гашения ВУВ, чем размещение компактных масс воды в мешках или пакетах. Sleeves with water hanging freely along the height of the mine make it possible to create many parallel layers of water and air along the path of the HVW, which is more effective for extinguishing the HVV than placing compact masses of water in bags or bags.

Многослойная перемычка из рассредоточенных в воздухе "стержней" из воды не только интенсивно ослабит ВУВ, но и локализует разлет кусков при взрывном разрушении массива. The multilayer jumper from the “rods” dispersed in the air from the water will not only intensively weaken the IWB, but also localize the expansion of the pieces during the explosive destruction of the massif.

Таким образом, изменением формы емкостей с водой и способом их размещения в пространстве выработки достигается качественно новый эффект. Thus, by changing the shape of the water tanks and the method of their placement in the working space, a qualitatively new effect is achieved.

Claims

A water filling bridge for damping air shock waves in mine workings, consisting of containers of elastic film materials with water separated by air gaps, characterized in that containers of elastic film materials are made in the form of sleeves fixed at the arch of the mine and freely hanging along its height with the formation of a screen overlapping the cross section of the mine.