ШАХТНАЯ ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ ПЕРЕМЫЧКА
MINE BRATTICE WALL

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для временной и постоянной изоляции горных выработок во время ведения очистных работ и в случае возникновения пожара в горных выработках.
Известна шахтная надувная перемычка, состоящая из отдельных эластичных торообразных пневмокамер, имеющих нагнетательные и выпускные клапаны. Пневмокамеры установлены в ряды, образуя полотно перемычки. Каждая пневмокамера имеет сквозные осевые каналы, в каждом из которых размещена жесткая телескопическая направляющая. На внутренней поверхности осевых каналов со смещением одно относительно другого закреплены кольца, соединенные между собой упругими стяжками. Пневмокамера при монтаже перемычки устанавливается на телескопическую направляющую, которая продевается сквозь кольца. Направляющая раскрепляется между стенками выработки. Пневмокамеры сообщаются с источником подачи сжатого воздуха и, расправляясь, перемещаются по направляющим до достижения стенки выработки (SU 1760130 А1, МКИ E21F 1/14, опубл. 07.09.1992).
К недостаткам известной перемычки относят:
- отсутствие возможности прохода через перемычку;
- сложность ее возведения из-за необходимости дополнительных приспособлений при установке и креплении горизонтальных телескопических направляющих при высоте выработок в несколько метров, а также из-за необходимости источника большого объема сжатого воздуха;
- невозможность использования в качестве передвижного устройства.
Известна дверь для регулирования расхода воздушного потока, включающая створки, соединенные между собой тягами, и исполнительный орган, выполненный в виде рычага, связанного с зубчатой рейкой и зубчатого колеса, расположенного с командоаппаратом на общем валу редуктора (SU 298753 А1, МПК E21F 2/01, опубл. 16.03.1971).
Недостатки известного устройства;
1. Стационарное расположение. Известное устройство невозможно перемещать в различные области шахты (рудника).
2. Зависимость от горного давления. Любая стационарная установка при продолжительной эксплуатации будет подвержена влиянию горного давления. В результате этого конструкция будет деформирована и не сможет выполнять своих функций.
3. Зависимость от источника электропитания. При повреждении кабеля, питающего электроэнергией устройство управления дверью, устройство не будет выполнять своих функций. При возникновении пожара такой тип повреждения максимально вероятен.
Известна шахтная вентиляционная перемычка, содержащая полотно с застежками и армирующий каркас. На армирующем каркасе закреплены вращающиеся мачты с телескопическими упорами. Концы телескопических упоров соединены с полотном застежками. Вращающиеся мачты размещены таким образом, чтобы раздвигающиеся телескопические упоры растягивали полотно по периметру выработки. Вращающиеся мачты, расположенные в верхней части каркаса, установлены с возможностью складывания в вертикальной плоскости. Кроме того, армирующий каркас установлен на лыжные салазки или лыжероллеры с возможностью поворота вокруг своей оси и по периметру полотна расположен пневморукав. (RU 116575 U1, МПК E21F 17/107, опубл. 27.05.2012).
Недостатки известного устройства следующие:
1. Не обеспечивается надежная изоляция горной выработки в области почвы, особенно в области расположения лыжных салазок.
2. Не предусмотрено центрирование по вертикали и крепление перемычки, т.е. не предусмотрено выравнивание лыжных салазок (лыжероллеров) по центру и фиксация направляющих с телескопическими упорами.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является шахтная вентиляционная перемычка, содержащая полотно, основание перемычки, состоящее из лыжных салазок или лыжероллеров, на которых установлен каркас с раздвигающимися частями, растягивающими полотно, перекрывающее основное сечение выработки, пневморукав, расположенный по периметру перемычки (RU 2683442 С1, МПК E21F 1/14, опубл. 28.03.2019). Данное устройство принято за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, - основание перемычки, на котором закреплено устройство для перекрытия основного сечения горной выработки; пневморукав.
Недостатки известного устройства, принятого за прототип, следующие:
1. Отсутсвие возможности прохода через перемычку. В условиях пожара подобное устройство может перегородить путь движения людей, а также помешать проходу горноспасателей в место возникновения пожара.
2. Вышеупомянутый факт позволяет выполнить перемычку только в виде переносной (передвижной). Связано это с тем, что при стационарном использовании перекрывающих выработку устройств, необходимо обеспечивать проход через них.
3. Сложность сборки/разборки конструкции. Необходим обученный персонал, способный собрать конструкцию.
Задачей изобретения является создание шахтной вентиляционной перемычки, позволяющей надежно изолировать горную выработку как в качестве переносного, так и в качестве стационарного устройства, обеспечивающего возможность прохода людей через перемычку в обе стороны и простоту возведения.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известной шахтной вентиляционной перемычке, включающей основание перемычки, на котором закреплено устройство для перекрытия основного сечения горной выработки, пневморукав, согласно изобретению устройство для перекрытия основного сечения горной выработки выполнено в виде сборной перекрывающей конструкции, прикрепленной к направляющим, установленным в основании перемычки и состоящим из неподвижной части и подвижных упоров: кровельного, и почвенного, сборная перекрывающая конструкция состоит из панелей, соединенных между собой при помощи поворотных устройств, например, петель, при этом в одной или нескольких панелях размещены открывающиеся и закрывающиеся устройства для прохода людей, выполненные с возможностью открывания/закрывания с обеих сторон перемычки и обладающие в закрытом состоянии герметичностью для предотвращения утечек воздуха через них, подвижный почвенный упор направляющих служит для крепления перемычки с одной стороны, для крепления перемычки с другой стороны сборная перекрывающая конструкция снабжена упорами, по периметру сборной перекрывающей конструкции расположены пазы, в которые помещен пневморукав, закрепленный к основанию перемычки.
Предпочтительным является выполнение открывающих и закрывающих устройств в виде окон или дверей, или створок.
Целесообразно устанавливать панели сборной перекрывающей конструкции с возможностью отсоединения друг от друга.
Панели могут быть изготовлены из прочного легкого материала, в случае применения перемычки для локализации пожара, материал должен быть огнестойким.
Кроме того, при использовании перемычки в качестве стационарного устройства, она дополнительно снабжена системой для хранения и подачи воздуха, например, баллоном со сжатым воздухом, и устройством для подачи и поддержания в пневморукаве требуемого давления воздуха.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - устройство для перекрытия основного сечения горной выработки выполнено в виде сборной перекрывающей конструкции, прикрепленной к направляющим, установленным в основании перемычки и состоящим из неподвижной части и подвижных упоров: кровельного, и почвенного; сборная перекрывающая конструкция состоит из панелей, соединенных между собой при помощи поворотных устройств, например, петель; в одной или нескольких панелях размещены открывающиеся и закрывающиеся устройства для прохода людей, выполненные с возможностью открывания/закрывания с обеих сторон перемычки и обладающие в закрытом состоянии герметичностью для предотвращения утечек воздуха через них; подвижной почвенный упор направляющих служит для крепления перемычки с одной стороны, для крепления перемычки с другой стороны сборная перекрывающая конструкция снабжена упорами; по периметру сборной перекрывающей конструкции расположены пазы, в которые помещен пневморукав, закрепленный к основанию перемычки; открывающиеся и закрывающиеся устройства выполнены в виде окон или дверей, или створок; панели сборной перекрывающей конструкции установлены с возможностью отсоединения друг от друга; панели изготовлены из прочного легкого материала, в случае применения перемычки для локализации пожара, материал должен быть огнестойким; наличие системы для хранения и подачи воздуха, например, баллона со сжатым воздухом, и устройства для подачи и поддержания в пневморукаве требуемого давления воздуха при использовании перемычки в качестве стационарного устройства.
Выполнение устройства для перекрытия основного сечения горной выработки в виде сборной перекрывающей конструкции, прикрепленной к направляющим, установленным в основании перемычки, и состоящей из панелей, соединенных между собой при помощи поворотных устройств, обеспечит быструю сборку/разборку шахтной вентиляционной перемычки и позволит упростить возведение перемычки, и использовать ее в качестве переносного и стационарного устройства как в выработках малого, так и большого сечения.
Размещение в одной или нескольких панелях сборной перекрывающей конструкции открывающихся и закрывающихся устройств, выполненных с возможностью открывания/закрывания с обеих сторон и обладающих в закрытом состоянии герметичностью для предотвращения утечек воздуха через них, обеспечит проход людей, как с одной стороны, так и с другой стороны перемычки и в закрытом состоянии обеспечит надежную изоляцию горной выработки.
Закрепление сборной перекрывающей конструкции к направляющим, служащим для крепления перемычки с одной стороны и наличие упоров на конструкции с другой ее стороны обеспечит устойчивость перемычки.
Расположение пневморукава по периметру сборной перекрывающей конструкции, и закрепленного к основанию перемычки, обеспечит надежную изоляцию горной выработки как в качестве переносного, так и в качестве стационарного устройства, улучшит изоляционные свойства перемычки за счет податливости пневморукава горному давлению. Пневморукав не деформируется под действием горного давления за счет сброса и подкачки воздуха и обеспечивает плотное прилегание пневморукава при изменении горного давления.
Установка панелей, изготовленных из прочного легкого материала, с возможностью отсоединения друг от друга, обеспечит быструю сборку/разборку шахтной вентиляционной перемычки и позволит использовать ее в качестве переносного и стационарного устройства для больших сечений горных выработок. За счет того, что конструкция имеет возможность складываться и раскладываться только по одному варианту, облегчается способ ее возведения.
Наличие системы для хранения и подачи воздуха и устройства для подачи и поддержания в пневморукаве требуемого давления воздуха обеспечит эффективное изолирование горной выработки при использовании перемычки в качестве стационарного устройства и обеспечит инвариантность ее изоляционных свойств при изменяющемся горном давлении.
Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют надежно изолировать горную выработку как в качестве переносного, так и в качестве стационарного устройства и обеспечить возможность прохода людей через перемычку в обе стороны и простоту возведения.
Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков шахтной вентиляционной перемычки с получением указанного технического результата.
Предлагаемая шахтная вентиляционная перемычка иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-6.
На фиг. 1 представлено основание перемычки.
На фиг. 2 представлена сборная перекрывающая конструкция перемычки в разложенном виде.
На фиг. 3 представлена направляющая перемычки.
На фиг. 4 представлена панель сборной перекрывающей конструкции.
На фиг. 5 представлена сборная перекрывающая конструкция перемычки в возведенном положении и установленными упорами.
На фиг. 6 показано вертикальное положение (фронтальный вид).
На фиг. 7 представлена схема подключения баллона со сжатым воздухом к пневморукаву.
На фиг. 8 показаны этапы сборки/разборки перекрывающей конструкции перемычки.
Шахтная вентиляционная перемычка (фиг. 1) включает основание 1 перемычки, на которое установлено устройство для перекрытия основного сечения горной выработки. В основании 1 перемычки выполнены крепежные отверстия 2. В крепежные отверстия 2 основания вставлены направляющие (фиг. 3), состоящие из неподвижной части 3 и подвижных упоров: кровельного 4 и почвенного 5. К направляющим прикреплено устройство для перекрытия основного сечения горной выработки при помощи, например, застежек (на чертежах не показаны).
Устройство для перекрытия основного сечения горной выработки выполнено в виде сборной перекрывающей конструкции, нижняя часть 6 которой может быть заведена под основание 1 перемычки. Сборная перекрывающая конструкция состоит из панелей 7, соединенных между собой при помощи поворотных устройств, например, петель 8. Панели 7 могут быть установлены с возможностью отсоединения друг от друга. Панели 7 могут быть изготовлены из прочного легкого материала, в случае применения перемычки для локализации пожара, материал должен быть огнестойким. В одной или нескольких панелях 7 размещены открывающиеся и закрывающиеся устройства для прохода людей, выполненные, с возможностью открывания/закрывания с обеих сторон перемычки и обладающие в закрытом состоянии герметичностью для предотвращения утечек воздуха через них. Открывающиеся и закрывающиеся устройства для прохода людей могут быть выполнены в виде окон 9 (фиг. 4) или дверей, или створок. Между окном 9 (фиг. 4) и каркасом 10 панели 7 (фиг. 4) расположен уплотнитель (на чертеже не показан). Окно 9 открывается при помощи ручки 11. При этом панели 7 расположены таким образом, чтобы окна 9 в панелях 7 отрывались с обеих сторон перемычки.
По периметру сборной перекрывающей конструкции расположены пазы 12, в которые помещен пневморукав 13, закрепленный к основанию 1 перемычки при помощи крепежа 14.
Для крепления перемычки с одной стороны использован почвенный упор 5 направляющей (фиг. 3). С другой стороны расположены упоры 15 (фиг. 5), которые вставлены в держатели 16.
Шахтная вентиляционная перемычка при использовании ее в качестве стационарного устройства дополнительно снабжена системой для хранения и подачи воздуха, например, баллоном со сжатым воздухом 17, и устройством для подачи и поддержания в пневморукаве требуемого давления воздуха.
На фиг. 7 показаны: 18 - сбрасывающий клапан; 19 - шланг; 20 - устройство управления; 21 - устройство для измерения давления.
Шахтная вентиляционная перемычка работает следующим образом.
В месте возведения перемычки устанавливают основание 1 (фиг. 1), на котором будет крепиться вся конструкция.
Под основание 1 продевается нижняя часть 6 сборной перекрывающей конструкции (фиг. 2). В крепежные отверстия 2 основания 1 вставляют направляющие (фиг. 3), состоящие из неподвижной части 3 и подвижных упоров: кровельный 4 и почвенный 5. К направляющим закрепляют сборную конструкцию при помощи, например, застежек (на чертеже не показаны), для исключения возможности «складывания» конструкции в вертикальной плоскости, а за счет подвижного упора 5 - исключения падения в горизонтальной плоскости.
Сборная перекрывающая конструкция состоит из панелей 7 (фиг. 2, 4), которые соединяют между собой петлями 8. Внутри панелей 7 присутствуют окна 9.
При необходимости, например, при больших сечениях выработки, когда сборная перекрывающая конструкция становится больших размеров, необходимо предусмотреть возможность отсоединения панелей 7 друг от друга в транспортировочном состоянии.
После этого в пазы 12, расположенные по периметру сборной перекрывающей конструкции, вставляют пневморукав 13. Пневморукав 13 закрепляют к основанию 1 перемычки при помощи крепежа 14.
Для крепления перемычки с одной стороны используют почвенный упор 5 направляющей (фиг. 3). С другой стороны устанавливают упоры 15 (фиг. 5), которые вставляют в держатели 16, расположенные на сборной перекрывающей конструкции.
Закачка воздуха в пневморукав может осуществляться при помощи баллона со сжатым воздухом 17. Это избавит от необходимости в источнике электропитания. Для предотвращения превышения давления в пневморукаве 13 может быть предусмотрен сбрасывающий клапан 18.
Закачка воздуха в пневморукав может осуществляться как вручную, т.е. при помощи пистолета редуктора (на чертеже не показан), подсоединенного к баллону 17, либо в автоматизированном режиме. Для последнего случая, характерного, когда шахтная вентиляционная перемычка выполняется в стационарном виде, в шланг 19 между баллоном 17 и пневморукавом 13, вставляется устройство управления 20. При снижении уровня меньше заданного, определяемого устройством для измерения давления воздуха 21, через устройство управления 20, из баллона 17 подается воздух.
За счет сбрасывающего клапана 18 и системы подачи воздуха, состоящей из устройств 19, 20, 21, в пневморукаве 13 будет поддерживаться постоянное давление. В этом случае изменяющееся горное давление не будет влиять на эффективность изолирования горной выработки.
Преимущество изобретения состоит в том, что оно позволяет надежно изолировать горную выработку как в качестве переносного, так и в качестве стационарного устройства и обеспечить возможность прохода людей через перемычку в обе стороны. Кроме того, предлагаемая конструкция перемычки проста в возведении и эксплуатации.