Устройство для предотвращения взвихривания пыли и ослабления энергии взрывов в горных выработках

(51) 21 5/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ форсунок,вмонтированных в трубопровод,отличающееся тем, что трубопровод выполнен из двух соединенных эластичных капроновых ветвей,расположенных параллельно друг другу со смещением по высоте, причем, нижняя ветвь включает в себя равные отрезки капроновых рукавов, равнопрочно соединенных друг с другом при помощи металлических патрубков и вязальной проволоки.- Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве пламегасящего вещества в устройстве используется водный раствор хлористого кальция.- Устройство по п.1 и 2, отличающееся тем, что форсунки для пламегасящей жидкости смонтированы на металлических патрубках нижней ветви капроновых рукавов.(56) Стикачев В.И. Создание предохранительной среды при взрывных работах. М.Б. Недра, 1972(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗВИХРИВАНИЯ ПЫЛИ И ОСЛАБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВЗРЫВОВ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ(57) Предложено устройство для предотвращения взвихривания пыли и ослабления энергии взрывов в горной выработке, состоящее из трубопровода,заполненного пламегасящей жидкостью,расположенного над пылящим объектом, и 20087 Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения взвихривания угольной пыли за счет увлажнения пылящих объектов и ослабления энергии аварийных и технологических взрывов. Известны форсуночные водяные завесы,предназначенные для подавления пыли и предупреждения аварийного взрывного горения при проведении технологических работ, например, при работе очистных комбайнов (см. А.с.1620854,СССР). Наиболее близким техническим решением являются форсуночные водяные завесы,работающие над пылящими объектами, например,конвейерами,транспортирующими горючие материалы. Предотвращение взвихривания пыли происходит с применением трубопровода с расположенными на нем с определенным шагом форсунками. Вода по трубопроводу подается высоконапорным электрическим насосом и происходит ее истечение из форсунок под давлением(см. Стикачев В.И. Создание предохранительной среды при взрывных работах. М. Б. Недра, 1972 г.). Недостатком такого устройства является то, что его функционирование стоит дорого для шахты,кроме того, оно не работает при отключении электроэнергии, которое обязательно производится при возникновении аварийной ситуации во исполнении требований правил безопасности. Задачей изобретения является разработка устройства для предотвращения взвихривания пыли при возникновении аварийных взрывов и частичного гашения их энергии без использования электрических насосов для подачи воды в трубопровод с форсунками. Технический результат достигается тем, что над пылящим объектом располагают эластичный(капроновый), например, пожарный рукав (ГОСТ 7877-75) с монтированными по его длине форсунками, который заполнен пламегасящей жидкостью. Длина такого устройства соответствует длине пылящего объекта. При действии избыточного давления ударной волны аварийного взрыва на эластичное устройство, расположенное по длине выработки, оно сжимается и выдавливает пламегасящую жидкость на пылящий объект,причем, экспериментально установлено, что скорость распространения волны давления по пламегасящей жидкости в эластичном (капроновом) рукаве с форсунками опережает скорость распространения ударной волны по горной выработке. Вследствие этого пыль увлажняется раньше, чем ее взвихривает ударная волна аварийного взрыва. Анализ существующих технических решений показывает, что новое предложенное устройство отличается от известных избирательностью и автономностью действия,т.е. предотвращает распыление горючего материала при возникновении аварийных или технологических взрывов из-за опережающего смачивания пыли пламегасящей жидкостью за счет самой ударной волны взрыва. 2 Кроме того, выдавливаемая ударной волной через форсунки в эластичном трубопроводе пламегасящая жидкость частично гасит энергию аварийного или технологического взрыва, распространяющегося по горной выработке. Известно, что при испарении 1 кг диспергированной воды затрачивается половина энергии, выделяемой при взрыве 1 кг тротила (см. журнал Инженер 1, 1997 г. - На смену стальной броне приходит вода, с. 23), что подтверждается и для условий шахт. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 показано расположение устройства для предотвращения взвихривания пыли и частичного гашения аварийного взрыва, расположенное над конвейером, транспортирующим уголь. На фиг.2 показан разрез 1-1 фиг. 1 на фиг. 3 - узел , а на фиг. 4 - узел , на фиг. 5 - узел . Устройство для предотвращения взвихривания пыли и ослабления энергии взрыва состоит из отрезков эластичных капроновых рукавов 1. соединительных металлических патрубков 2 и 3,наружный диаметр которых равен внутреннему диаметру капроновых рукавов 1, а по их концам нарезаны специальные пазы для герметичного соединения металлических патрубков 2 и 3 с отрезками капроновых рукавов 1 при помощи вязальной проволоки 4. В металлические патрубки 3 вмонтированы форсунки 5 для разбрызгивания пламегасящей жидкости 6, занимающей весь объем эластичных капроновых рукавов 1 и патрубков 2 и 3. В крайние эластичные элементы устройства для предотвращения взвихривания пыли и ослабления энергии взрыва вмонтированы концевые металлические патрубки 3 с вентилями 7, которые равнопрочно и герметично соединены друг с другом. Устройство, состоящее из двух ветвей капроновых рукавов, расположенных параллельно друг другу, устанавливают в горной выработке 8 над предполагаемым объектом пыления 9 (конвейер с углем и т.п.) или просто в верхней части поперечного сечения запыленной горной выработки и закрепляют его к верхним элементам крепи 10 хомутами 11. Само устройство для предотвращения взвихривания пыли и способствует ослаблению энергии аварийного взрыва при использовании в нем в качестве пламегасящей жидкости 6, например,водного раствора хлористого кальция. Этим раствором заполняют через вентили 7 весь объем устройства, после чего вентили 7 закрывают. Кроме того, через вентиль 7 устройство может быть соединено с низконапорным водопроводом при его наличии. Верхняя ветвь предложенного устройства не имеет форсунок и служит дополнительным объемом пламегасящей жидкости для последующего ее перетекания в нижнюю ветвь эластических труб с форсунками. Устройство работает следующим образом. При взаимодействии ударной волны аварийного или технологического взрыва с эластичными капроновыми рукавами предложенного устройства,последние,деформируясь, передают нагрузку на пламегасящую жидкость 6,которая через форсунки 5 20087 диспергируется и нейтрализует пыль, причем,происходит опережение распыления пламегасящего вещества по сравнению со скоростью распространения ударной волны. Кроме того,диспергированное ударной волной пламегасящее вещество отбирает часть энергии взрыва. Все это осуществляется при отсутствии электроэнергии,автономно, избирательно, что особенно важно в аварийных условиях шахт. Эксперименты,проведенные на ударной трубе,показали работоспособность и эффективность предложенного технического решения при использовании в качестве пламегасящего вещества 2,5 раствор хлористого кальция. Источники информации. 1.А.С.162065. СССР. 2. П.М. Петрухин, М.И. Нецепляев и др. Предупреждение пыли в угольных шахтах. М.,Недра, 1974 г., 299 с. 3. В.И. Стикачев. Создание предохранительной среды при взрывных работах. М., Недра, 1972 г. 4. На смену стальной броне приходит вода. Журнал Инженер 1, 1997 г с 23. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для предотвращения взвихривания пыли и ослабления энергии взрывов в горной выработке,состоящее из трубопровода,заполненного пламегасящей жидкостью,расположенного над пылящим объектом, и форсунок,вмонтированных в трубопровод,отличающееся тем, что трубопровод выполнен из двух соединенных эластичных капроновых ветвей,расположенных параллельно друг другу со смещением по высоте, причем, нижняя ветвь включает в себя равные отрезки капроновых рукавов, равнопрочно соединенных друг с другом при помощи металлических патрубков и вязальной проволоки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве пламегасящего вещества в устройстве используется водный раствор хлористого кальция. 3. Устройство по п.1 и 2, отличающееся тем,что форсунки для пламегасящей жидкости смонтированы на металлических патрубках нижней ветви капроновых рукавов.