RU2169900C1

RU2169900C1 - Self-propelled mount for localization of blast

Info

Publication number: RU2169900C1
Application number: RU2000122609A
Authority: RU
Inventors: В.И. Мирошников; Е.Б. Шевкун; Н.А. Леоненко
Original assignee: Государственное учреждение институт горного дела дальневосточного отделения РАН
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2001-06-27

Abstract

FIELD: drilling and blasting operations in hard rocks, applicable in various branches using blasting operations in rock masses, in restricted conditions inclusive. SUBSTANCE: the freely suspended damping members in the horizontal lattice frame of the mount are made in the form of hollow soft vessels positioned one above the other and successively interconnected, each vessel has holes and the total section of the holes of each soft vessel decreases in consecutive order from the lower and upper ones. EFFECT: enhanced reliability and durability of the device. 2 cl, 2 dwg _

Description

Изобретение относится к области буровзрывных работ в крепких горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в скальных массивах горных пород, в том числе в стесненных условиях. The invention relates to the field of drilling and blasting in strong rocks and can be used in various industries that use blasting in rock massifs of rocks, including in cramped conditions.

Наиболее распространенным способом защиты от разлетающихся при взрывном дроблении кусков горной породы (локализации взрыва) является установка над взрываемой поверхностью специальных укрытий различных конструкций [1]. The most common way to protect pieces of rock from exploding during explosive crushing (explosion localization) is to install special shelters of various designs over the blasted surface [1].

Основными их недостатками являются немобильность и значительный пылегазовый выброс от взрыва в окружающую среду. Their main disadvantages are immobility and significant dust and gas emissions from an explosion in the environment.

Наиболее близким по существу решаемой задачи устройством является самоходная установка для укрытия мест взрыва, включающая транспортное средство в виде ходовой тележки с опорной платформой, вертикальную раму с ограждающими элементами для перекрытия окон решетки в виде гибких емкостей, связанную с опорной платформой посредством гидроцилиндров, и горизонтальную раму с гибкими емкостями с жидкостью, имеющими перепускные клапаны для выпуска последней под давлением в установленную на горизонтальной раме над гибкими емкостями герметичную емкость, в которой вертикальная рама связана с опорной платформой противооткатным механизмом с возможностью перемещения и наклона ее относительно опорной платформы, на которой дополнительно размещены пылеуловитель с гибким пылепроводом и эластичным кожухом, образующим замкнутое пространство над горизонтальной рамой, по контуру которой установлен герметизирующий фартук, и адсорбер, при этом горизонтальная рама выполнена секционной и подвешена к балке опорной платформы на тросах, гибкие емкости вертикальной рамы заполнены сыпучим материалом, а гибкие емкости горизонтальной рамы выполнены с пневмокарманами /2/. The device closest to the essence of the problem being solved is a self-propelled installation for sheltering explosion sites, including a vehicle in the form of a running trolley with a supporting platform, a vertical frame with enclosing elements for blocking the lattice windows in the form of flexible containers, connected to the supporting platform by means of hydraulic cylinders, and a horizontal frame with flexible containers with liquid, having bypass valves for the release of the latter under pressure into a pressurized tank mounted on a horizontal frame above the flexible containers a container in which the vertical frame is connected to the support platform by a recoil mechanism with the possibility of moving and tilting it relative to the support platform, on which a dust collector with a flexible dust conduit and an elastic casing forming an enclosed space above a horizontal frame along the contour of which a sealing apron is installed, and the adsorber, while the horizontal frame is made sectional and suspended from the beam of the supporting platform on the ropes, the flexible containers of the vertical frame are filled with loose aterialom and flexible container horizontal frame adapted pnevmokarmanami / 2 /.

Установка позволяет за счет деформации гибких емкостей с жидкостью в горизонтальной раме погасить ударную волну взрыва, предотвратить разлет кусков горной массы, уловить пылегазовый выброс взрыва и очистить воздух от пыли и ядовитых газов. The installation allows, due to the deformation of flexible containers with liquid in a horizontal frame, to extinguish the shock wave of the explosion, to prevent the pieces of rock from flying apart, to catch the dust and gas emission of the explosion and to clear the air of dust and toxic gases.

Недостатком этого устройства, принятого за прототип заявленному изобретению, является заполнение гибких емкостей горизонтальной рамы жидкостью, что создает серьезные трудности применения его в зимних условиях, особенно в районах с длительным периодом отрицательных температур. The disadvantage of this device, adopted as a prototype of the claimed invention, is the filling of flexible containers of the horizontal frame with liquid, which creates serious difficulties in its use in winter conditions, especially in areas with a long period of freezing temperatures.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности работы устройства. The purpose of the invention is to increase the reliability and durability of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в самоходной установке для локализации взрыва, включающей транспортное средство в виде ходовой тележки с опорной платформой, на которой размещены пылеуловитель и адсорбер, вертикальную решетчатую раму с ограждающими элементами в виде гибких емкостей с сыпучим материалом, связанную с опорной платформой противооткатным механизмом с возможностью перемещения и наклона, выполненную секционно горизонтальную решетчатую раму с демпфирующими элементами в окнах решетки, связанную с балкой опорной платформы тросами и снабженную эластичным кожухом с герметизирующим фартуком по контуру, образующим замкнутое пространство над ней, согласно изобретению свободно подвешенные демпфирующие элементы выполнены в виде полых мягких емкостей, расположенных друг над другом и последовательно соединенных между собой, каждая мягкая емкость снабжена отверстиями. This goal is achieved by the fact that in a self-propelled installation for containment of an explosion, including a vehicle in the form of a running trolley with a support platform, on which a dust collector and an adsorber are placed, a vertical lattice frame with enclosing elements in the form of flexible containers with bulk material connected to a support platform with a recoil a mechanism with the ability to move and tilt, made sectionally horizontal lattice frame with damping elements in the windows of the lattice associated with the beam of the base plate rmy cables and provided with an elastic casing with the sealing apron contour forming an enclosed space above it, according to the invention freely suspended damping elements are made as hollow soft containers arranged one above the other and connected in series, each soft container provided with holes.

Суммарное сечение отверстий каждой мягкой емкости последовательно уменьшается от нижней к верхней. The total cross-section of the openings of each soft container is successively reduced from lower to upper.

Сопоставительным анализом с прототипом установлено отличие заявленного устройства, заключающееся в перекрытии окон решетки горизонтальной рамы мягкими емкостями, заполненными воздухом. Таким образом, заявленная самоходная установка для локализации взрыва соответствует критерию изобретения "новизна". При изучении других решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, выявлены не были и поэтому они обеспечивают ему соответствие критерию "существенные отличия". Comparative analysis with the prototype established the difference of the claimed device, which consists in overlapping the windows of the horizontal frame lattice with soft containers filled with air. Thus, the claimed self-propelled installation for the localization of the explosion meets the criteria of the invention of "novelty." In the study of other solutions in the art, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide it with the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 схематично изображена установка в рабочем положении, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 schematically shows the installation in the working position, side view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Самоходная установка для локализации взрыва включает вертикальную решетчатую раму 1 и горизонтальную решетчатую раму 2, состоящую из секций 3. Вертикальная решетчатая рама 1 связана с опорной платформой 4 транспортного средства, выполненного в виде массивной ходовой тележки 5, с помощью гидроцилиндров 6, 7, противооткатного механизма 8 и опорного элемента 9 с катками 10. Горизонтальная решетчатая рама 2 тросами 11 связана с балкой 12, которая через упор 13 гидроцилиндром 14 может поворачиваться вокруг шарнира 15 для складывания горизонтальной решетчатой рамы 2 в транспортное положение. Вертикальная решетчатая рама 1 и горизонтальная решетчатая рама 2 снабжены ограждающими элементами для перекрытия окон решетки, выполненными у вертикальной решетчатой рамы 1 в виде мягких емкостей 16, изготовленных, например, из резинокордовой ткани или полимерного материала и заполненных сыпучим материалом, например песком. Демпфирующие элементы 17 горизонтальной решетчатой рамы 2 свободно подвешены на плите 18 с отверстиями 19 для пропуска газов от взрыва и составлены из нескольких расположенных друг над другом и последовательно соединенных полых мягких емкостей 20, выполненных, например, из резинокордовой ткани, позволяющей им сохранять заданную форму в состоянии свободной подвески. Каждая мягкая емкость 20 снабжена отверстиями 21, суммарное сечение которых последовательно уменьшается от нижней емкости к верхней (см. фиг. 2) На вертикальной решетчатой раме 1 установлена жесткая плита 22 позади мягких емкостей 16. Над горизонтальной решетчатой рамой 2 эластичным кожухом 23, выполненным, например, из эластика, образовано замкнутое пространство 24, соединенное гибким пылепроводом 25 с вихревым пылеуловителем 26, установленным на опорной платформе 4. Из последнего очищенный от пыли воздух поступает в адсорбер 27. По контуру горизонтальной решетчатой рамы 2 закреплен герметизирующий фартук 28, выполненный, например, из резинотросовой ленты. Горизонтальная решетчатая рама 2 выполняется такой ширины, чтобы накрыть ею всю горизонтальную поверхность взрываемого зарядами BB в скважинах 29 объема уступа, отделенного от основного массива контурной щелью, образованной зарядами в скважинах 30, с запасом, обусловленным требованиями Правил безопасности. На балке 12 установлены направляющие 31 для фиксации горизонтальной решетчатой рамы 2 в транспортном положении. Self-propelled installation for localization of the explosion includes a vertical lattice frame 1 and a horizontal lattice frame 2, consisting of sections 3. The vertical lattice frame 1 is connected to the support platform 4 of the vehicle, made in the form of a massive chassis trolley 5, using hydraulic cylinders 6, 7, a recoil mechanism 8 and the supporting element 9 with rollers 10. The horizontal lattice frame 2 with cables 11 is connected to the beam 12, which through the support 13 by the hydraulic cylinder 14 can rotate around the hinge 15 for folding a horizontal solution chatoy frame 2 in the transport position. The vertical lattice frame 1 and the horizontal lattice frame 2 are provided with enclosing elements for blocking the lattice windows, made at the vertical lattice frame 1 in the form of soft containers 16 made, for example, of rubber-cord fabric or polymer material and filled with bulk material, for example sand. The damping elements 17 of the horizontal lattice frame 2 are freely suspended on the plate 18 with openings 19 for passing gases from the explosion and are composed of several hollow soft containers 20 located one above the other and connected in series, made, for example, of rubber-cord fabric, allowing them to maintain a given shape in free suspension. Each soft container 20 is provided with openings 21, the total cross section of which decreases sequentially from the lower to the upper capacity (see Fig. 2). A rigid plate 22 is installed on the vertical grating frame 1 behind the soft containers 16. Above the horizontal grating frame 2, an elastic casing 23 made for example, from the elastic, a closed space 24 is formed, connected by a flexible dust conduit 25 to a vortex dust collector 26 mounted on a support platform 4. From the latter, dust-free air enters the adsorber 27. The horizon The sealing lattice frame 2 is secured with a sealing apron 28 made, for example, of rubber cable. The horizontal lattice frame 2 is made of such a width that it covers the entire horizontal surface of the ledge blown up by BB charges in wells 29 of the ledge volume, separated from the main array by a contour gap formed by charges in the wells 30, with a margin due to the requirements of the Safety Rules. Guides 31 are mounted on the beam 12 for fixing the horizontal lattice frame 2 in the transport position.

Самоходная установка для локализации взрыва работает следующим образом. С помощью ходовой тележки 5 установку подгоняют к подготовленному для взрыва участку уступа, предварительно подняв гидроцилиндром 14 через упор 13 вокруг шарнира 15 горизонтальную решетчатую раму 2 выше поверхности уступа. Гидроцилиндрами 6, 7 и противооткатным механизмом 8 смещают вертикальную решетчатую раму 1 до прижатия мягких емкостей 16 к поверхности откоса уступа, перемещая ее опорным элементом 9 по каткам 10. Гидроцилиндром 14 через упор 13 вокруг шарнира 15 опускают балку 12 в горизонтальное положение и тросами 11 опускают горизонтальную решетчатую раму 2 к поверхности уступа до касания ее нижней частью демпфирующих элементов 17. Свободно подвешенные к плите 18 полые мягкие емкости 20 демпфирующего элемента 17 под действием собственного веса расправляются, принимают заданную форму (типа кузнечного меха), заполняются атмосферным воздухом через отверстия 21 и ложатся (касаются) днищем нижней мягкой емкости 20 на поверхность уступа, укрывая его, а герметизирующий фартук 28 герметизирует замкнутое пространство 24 над горизонтальной решетчатой рамой 2. Устройство готово к работе. Непосредственно перед взрывом запускают вихревой пылеуловитель 26 для улавливания пыли из горячих газов. Self-propelled installation for localization of the explosion works as follows. Using the undercarriage 5, the installation is adjusted to the ledge section prepared for explosion, after having previously lifted the horizontal lattice frame 2 above the ledge surface with the hydraulic cylinder 14 through the stop 13 around the hinge 15. The hydraulic cylinders 6, 7 and the recoil mechanism 8 displace the vertical lattice frame 1 until the soft containers 16 are pressed against the escarpment surface of the ledge, moving it with the supporting element 9 along the rollers 10. With the hydraulic cylinder 14, lower the beam 12 into the horizontal position around the hinge 15 and lower the cables 11 into the horizontal position and horizontal lattice frame 2 to the surface of the ledge until it is touched by the lower part of the damping elements 17. The hollow soft containers 20 of the damping element 17 freely suspended from the plate 18 are straightened under the influence of their own weight, take the given shape (such as blacksmith fur), fill it with atmospheric air through the openings 21 and lay (touch) the bottom of the lower soft container 20 on the surface of the ledge, covering it, and the sealing apron 28 seals the enclosed space 24 above the horizontal lattice frame 2. The device is ready for operation . Immediately before the explosion, a vortex dust collector 26 is launched to collect dust from hot gases.

Вначале взрывают заряды в контурных скважинах 30, отделяя взрываемый объем от основного массива сплошной щелью, отражающей энергию взрыва и снижающей сейсмическое воздействие на массив горных пород. При поочередном взрыве зарядов рыхления в скважинах 29 верхнего слоя начинается подвижка отбиваемого каждой скважиной объема горных пород вверх и частично в сторону откоса уступа и происходит залповый прорыв пылегазового потока из массива через отверстия 19 в плите 18 и зазоры в решетке в замкнутое пространство 24 под эластичный кожух 23, под ним возрастает давление и по гибкому пылепроводу 25 пылегазовый поток поступает в вихревой пылеуловитель 26, где происходит его очистка. Фартук 28 по контуру горизонтальной решетчатой рамы 2 предотвращает прорыв пылегазового потока из-под укрытия в атмосферу. Очищенный от пыли воздушный поток с ядовитыми газами продуктов взрыва, содержащими оксиды углерода и азота, поступает в адсорбер 27, где эти газы улавливаются и очищенный воздух выбрасывается в атмосферу. Основная доля энергии взрыва расходуется на дробление горных пород и подброс укрытия. Заполненные воздухом мягкие емкости 20 под действием ударной взрывной нагрузки сплющиваются и, за счет сопротивления воздуха, выходящего через отверстия 21, смягчают воздействие взрыва на секцию 3 горизонтальной решетчатой рамы. При этом нижняя мягкая емкость 20 демпфирующего элемента 17 имеет наибольшую суммарную площадь отверстий 21 и быстро сплющивается, смягчая действие первой, самой сильной ударной волны. Последующие мягкие емкости 20 за счет меньшей суммарной площади отверстий оказывают более длительное сопротивление смещению породы и газов взрыва вверх, поглощая все большую часть энергии взрыва. После полного сплющивания демпфирующий элемент 17 прижимается к секции 3 и движение гасится существенной массой. Если же этого окажется недостаточно, усилие по связям решетки передается на соседние секции 3, инерционная масса многократно возрастает (вплоть до вовлечения в движение всей массы горизонтальной рамы 2) и останавливает перемещение горной породы вверх окончательно. Существенно (в 3-4 раза) меньшие усилия от взрываемого массива на вертикальную решетчатую раму 1 частично поглощаются при сплющивании гибких емкостей 16 с сыпучим наполнителем, прижимаемых к жесткой плите 22, а оставшиеся через противооткатный механизм 8 передаются на опорную платформу 4 и эта часть энергии взрыва окончательно гасится массой всего устройства. Initially, charges are blown up in the contour wells 30, separating the volume to be exploded from the main array with a continuous slit reflecting the energy of the explosion and reducing the seismic effect on the rock mass. In case of alternating explosion of loosening charges in the wells 29 of the upper layer, the rock volume beaten by each well begins to move upward and partially towards the escarpment of the ledge, and a volley breakthrough of the dust and gas stream from the massif through the openings 19 in the plate 18 and the gaps in the grating into the enclosed space 24 under the elastic casing 23, pressure increases underneath and through a flexible dust pipe 25, the dust and gas stream enters the vortex dust collector 26, where it is cleaned. An apron 28 along the contour of the horizontal lattice frame 2 prevents breakthrough of the dust and gas flow from under cover into the atmosphere. The dust-free air stream with toxic gases of the explosion products containing carbon and nitrogen oxides enters the adsorber 27, where these gases are trapped and the purified air is released into the atmosphere. The bulk of the explosion energy is spent on crushing rocks and tossing up cover. The soft containers 20 filled with air are flattened by the impact of the explosive load and, due to the resistance of the air leaving the openings 21, soften the effect of the explosion on the section 3 of the horizontal lattice frame. At the same time, the lower soft container 20 of the damping element 17 has the largest total area of the holes 21 and quickly collapses, softening the effect of the first, strongest shock wave. Subsequent soft containers 20 due to the smaller total area of the holes provide a longer resistance to the displacement of the rock and the explosion gases upward, absorbing an increasing part of the explosion energy. After full flattening, the damping element 17 is pressed against the section 3 and the movement is suppressed by a substantial mass. If this turns out to be insufficient, the force along the bonds of the lattice is transmitted to neighboring sections 3, the inertial mass increases many times (up to involving the entire mass of the horizontal frame 2) and stops the upward movement of the rock. Significantly (3-4 times) less effort from the blasting array to the vertical lattice frame 1 is partially absorbed when flattening flexible containers 16 with bulk filler pressed to the rigid plate 22, and the remaining ones through the recoil mechanism 8 are transferred to the supporting platform 4 and this part of the energy the explosion is finally extinguished by the mass of the entire device.

Взрыв скважин 29 следующего горизонтального слоя пород происходит в качественной новой ситуации. Уже имеется масса ранее взорванного слоя, многократно превышающая массу горизонтальной решетчатой рамы 2, и суммированная с последней. Эта суммарная масса столь велика, что полностью поглощает энергию взрыва зарядов BB нижележащего разрыхляемого слоя пород. Таким образом, укрытие обеспечивает удержание разлета породы только от верхнего разрыхляемого слоя, далее укрытием служит уже взорванная горная масса. В этом и заключается преимущество предлагаемого технического решения - укрытие срабатывает при разрыхлении незначительного (менее 20%) объема взрываемого массива. The explosion of wells 29 of the next horizontal rock layer occurs in a qualitatively new situation. There is already a mass of a previously exploded layer, many times greater than the mass of a horizontal lattice frame 2, and summed with the latter. This total mass is so large that it completely absorbs the energy of the explosion of the charges BB of the underlying loosened rock layer. Thus, the shelter ensures the retention of rock expansion only from the upper loosened layer, then the rock mass has already been exploded. This is the advantage of the proposed technical solution - the shelter is triggered by loosening a small (less than 20%) of the volume of the blasted array.

После взрыва тросами 11 горизонтальную решетчатую раму 2 приподнимают над взорванной горной массой. Гидроцилиндрами 6 и 7 отводят вертикальную решетчатую раму 1 от взорванного уступа. Устройство перемещают к подготовленному для взрыва участку уступа и цикл повторяют. При перегоне на большие расстояния горизонтальную решетчатую раму 2 тросами 11 поднимают вплотную к балке 12 и фиксируют направляющими 31. Затем поворотом вокруг шарнира 15 через упор 13 гидроцилиндром 14 балку 12 с горизонтальной решетчатой рамой 2 складывают в транспортное положение. After the explosion with ropes 11, the horizontal lattice frame 2 is lifted above the blasted rock mass. Hydraulic cylinders 6 and 7 divert the vertical lattice frame 1 from the detonated ledge. The device is moved to the ledge prepared for the explosion and the cycle is repeated. When driving long distances, the horizontal lattice frame 2 with cables 11 is lifted close to the beam 12 and fixed with guides 31. Then, by turning around the hinge 15 through the support 13 with the hydraulic cylinder 14, the beam 12 with the horizontal lattice frame 2 is folded into the transport position.

Подвеска горизонтальной решетчатой рамы 2 на тросах существенно расширяет диапазон применения установки, позволяя укрывать уступы различной высоты, вплоть до проходки разрезных траншей. The suspension of the horizontal lattice frame 2 on the cables significantly expands the range of application of the installation, allowing you to cover ledges of various heights, up to the penetration of split trenches.

Таким образом, заявленная самоходная установка для локализации взрыва обеспечивает отбойку горных пород со сниженной массой укрытия, повышенной его надежностью в зимнее время за счет замены воды в емкостях на воздух, позволяя тем самым достичь поставленной цели. Thus, the claimed self-propelled installation for the localization of the explosion provides rock breaking with a reduced mass of the shelter, its increased reliability in the winter due to the replacement of water in the tanks with air, thereby achieving the goal.

Источники информации
1. Инструкция по производству взрывных работ с защитными укрытиями. М.: ЦПЭС, 1987.Sources of information
1. Instructions for the production of blasting with protective shelters. M .: CPES, 1987.

2. Патент Российской Федерации N 2125233 МКИ⁶ F 42 D 3/04, 5/05 (прототип)ч2. Patent of the Russian Federation N 2125233 MKI ⁶ F 42 D 3/04, 5/05 (prototype) h

Claims

1. Self-propelled installation for containment of an explosion, including a vehicle in the form of a running carriage with a support platform, on which a dust collector and an adsorber are placed, a vertical lattice frame with enclosing elements in the form of flexible containers with bulk material, connected to the support platform by a recoil mechanism with the possibility of movement and tilt, made sectionally horizontal lattice frame with damping elements in the windows of the lattice, connected to the beam of the supporting platform with cables and equipped with elastic a bucket with a sealing apron along the contour, forming a closed space above it, characterized in that the freely suspended damping elements are made in the form of hollow soft containers located one above the other and connected in series with each other, each soft container is equipped with openings.

2. Self-propelled installation for localization of the explosion according to claim 1, characterized in that the total cross-section of the holes of each soft container is successively reduced from lower to upper.