ЗАЩИТНЫЙ ШАХТНЫЙ ЗАТВОР

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована в подземных защитных сооружениях для гашения воздушных волн и изоляции газообразных продуктов взрыва.
Известно защитное сооружение, содержащее дверь, шарнирно соединенную с корпусом, закрепленным в бетонной перемычке шахты, и уплотнительную прокладку между дверью и корпусом [А.А. Гурин и др. «Ударные воздушные волны в горных выработках», М., «Недра», 1983 г., стр. 152, 153].
Недостатком известного устройства является низкая несущая способность зоны крепления корпуса к перемычке, большая вероятность образования трещин при воздействии ударной волны и, следовательно, потеря герметичности. Также недостатком является то, что из-за больших габаритов корпуса возникают трудности по доставке частей устройства на место установки через ограниченное проходное сечение горной выработки.
Указанные недостатки предыдущего аналога решает известный из области техники защитный шахтный затвор [патент РФ на полезную модель №22682 МПК E21F 1/14, опуб. 20.04.2002, бюл. №11], принятый за прототип, который содержит закрепленный в бетонной перемычке шахты корпус, шарнирно подвешенную дверь с установленным на ней уплотнением, при этом корпус выполнен в виде составной цилиндрической трубы, части которой герметично соединены между собой в плоскости, параллельной оси трубы, и имеют габаритные размеры менее проходных размеров сечения шахты. В данном устройстве дверь подвешена непосредственно к корпусу трубы, которая состоит из нескольких отсеков и частей. В сопрягаемых стыковых соединениях отсеков и их частей установлены уплотнительные прокладки.
В прототипе проведена бетонная забивка корпуса, выполненного в виде цилиндрической трубы, в результате чего получается надежное герметичное сцепление бетона с поверхностью корпуса, обеспечивая жесткость и несущую способность конструкции. А выполненные части корпуса с габаритными размерами, менее проходных размеров сечения шахты, позволяют произвести доставку составных частей корпуса по штольне к месту установки затвора и произвести монтажную сборку.
Однако недостатком прототипа является следующее: в процессе эксплуатации шахтного затвора требуется многократное открывание и закрывание двери во время эксплуатации затвора при доставке через затвор необходимых устройств. А шарнирное закрепление массивной двери не исключает ее провисание под собственной тяжестью при открытии, что затрудняет ее надежное с обеспечением герметичности закрытие, требующее центрирования и точного позиционирования соединительных элементов в условиях неровностей грунта шахты, повышая трудоемкость проведения работ. При этом дверное полотно в прототипе подвешено непосредственно к собранному из отдельных частей корпусу, из-за чего возможно неплотное прилегание дверного полотна к торцевой поверхности корпуса затвора, что делает затвор недостаточно надежным в части герметичности. Торцевая поверхность корпуса трубы в прототипе не является сплошной, это может привести к образованию на сопряженных поверхностях двери и корпуса ступенек и щелей, снижающих герметичность соединения торцевой поверхности дверного полотна с соответствующими торцевыми поверхностями корпуса трубы. Кроме этого, использование в прототипе уплотнений в местах стыка отсеков и частей корпуса может привести к снижению герметичности затвора из-за недолговечности уплотнений, уплотнительные свойства которых в процессе эксплуатации могут быть снижены или уплотнения могут быть совсем разрушены, что может привести к потере герметичности конструкции затвора в целом. Замена уплотнительных прокладок в смонтированном и залитом бетоном корпусе шахтного затвора невозможна, так как отсеки и части корпуса соединены между собой при помощи болтов и окружены бетоном, доступ к болтам исключен.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение эксплуатационной надежности.
Технический результат достигается тем, что защитный шахтный затвор, содержащий корпус, выполненный с возможностью закрепления в бетонной перемычке шахты, шарнирно подвешенную дверь с установленным на ней по периметру уплотнением, при этом корпус выполнен в виде составной цилиндрической трубы, части которой герметично соединены между собой в плоскости, параллельной оси трубы, и имеют габаритные размеры менее проходных размеров сечения шахты, согласно полезной модели дверь подвешена к дверной коробке, которая приварена к корпусу, части трубы также соединены сваркой, снаружи снизу к двери прикреплен регулируемый по высоте домкрат с опорным колесом.
Установка двери на дверной коробке, приваренной к корпусу, дает возможность повысить герметичность соединения за счет более плотного прилегания дверного полотна к дверной коробке, так как дверная коробка со стороны дверного полотна имеет сплошную поверхность, в отличие от прототипа, где дверь навешана непосредственно на торец составного корпуса, при котором возможно неплотное прилегание дверного полотна к торцевой поверхности корпуса затвора и, следовательно, потеря герметичности соединения.
Присоединение сваркой дверной коробки к торцу корпуса также как и крепление частей трубы между собой сваркой обеспечивает требуемую прочность конструкции и герметичность соединения при возможности длительной эксплуатации затвора. В случае разрушения сварного шва его легко подварить изнутри корпуса трубы, обеспечивая герметичность при ударно-волновых нагрузках в случае длительной эксплуатации шахтного затвора, в отличие от невозможности замены уплотнительных прокладок в прототипе.
Прикрепление снаружи снизу к двери регулируемого по высоте домкрата с опорным колесом дает возможность повысить надежность эксплуатации при открывании/закрывании массивной двери с обеспечением герметичности при закрытии затвора, исключив при помощи домкрата перекос двери и обеспечив точное позиционирование соединительных крепежных элементов дверного полотна с дверной коробкой, что важно при неровностях грунта шахты.
Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия повышения эксплуатационной надежности защитного шахтного затвора.
Также для упрощения технологии изготовления двери при обеспечении прочности конструкции дверь выполнена плоской формы, усиленной наружными ребрами жесткости. В отличие от прототипа, где дверь выполнена в виде полусферы, что трудоемко в изготовлении.
Наличие в заявляемой полезной модели признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать ее соответствующим условию «новизны».
Полезная модель иллюстрируется чертежами:
на фиг. 1 представлен защитный шахтный затвор (рельсовый путь не показан);
на фиг. 2 - показан рельсовый путь (разрез А-А на фиг. 1).
Защитный шахтный затвор выполнен следующим образом.
Затвор (фиг. 1 и 2) содержит корпус 1, выполненный с возможностью закрепления в бетонной перемычке 2 шахты, и дверной блок - дверное полотно 3, шарнирно подвешенное с помощью петель 4 к цилиндрической дверной коробке 5. Между дверью 3 и дверной коробкой 5 по контуру прилегания размещено уплотнение 6. Поверхность дверной коробки 5 со стороны двери 3 имеет сплошную, созданную на заводе-изготовителе, поверхность с требуемой для обеспечения герметичности чистотой поверхности. Дверное полотно 3 выполнено плоской формы, усиленной наружными ребрами жесткости. Корпус 1 выполнен в виде составной цилиндрической трубы, состоящей из верхней 7 и нижней 8 частей, габаритные размеры которых менее проходных размеров сечения шахты. Части 7, 8 скреплены между собой сварным швом 9 по сопрягаемым поверхностям в плоскости, параллельной оси трубы. Дверная коробка 5 соединена также сварным швом 10 с торцевой плоскостью собранного из частей 7, 8 корпуса 1. Снаружи снизу к двери 3 прикреплен регулируемый по высоте домкрат 11 с опорным колесом. В полости корпуса 1 (фиг. 2) в нижней части 7 имеются ложементы (не показано) для размещения участка 12 рельсового пути, имеющего возможность соединения в одну линию с магистралью 13 рельсового пути штольни. Прилегающий к внешней стороне двери участок 14 магистрали 13 рельсового пути штольни выполнен съемным. Дверь 3 может иметь технологический люк (не показано), обеспечивающий проход людей через затвор без открывания самой двери 3.
Устройство устанавливается следующим образом.
В штольню к месту установки затвора завозят составные части 7, 8 и дверной блок - дверь 3 в сборе с дверной коробкой 5 и уплотнением 6 между ними. Корпус 1 собирают, соединяя верхнюю часть 7 с нижней 8, образуя два параллельных оси трубы стыка, которые сваривают горизонтальным стыковым швом 9. Далее дверную коробку 5 стыкуют сварным круговым швом 10 с торцевой плоскостью собранного из частей 7, 8 корпуса 1, при этом дверь 3 может быть снята с петель 4 и подвешена обратно после сварки. Далее дверь 3 стыкуют болтами (не показано) к дверной коробке 5. При длительной эксплуатации затвора в условиях ударно-волновых нагрузок, в случае образования дефектов в сварных швах 9, 10 имеется возможность подварить эти участки или разделать шов и заварить его вновь, что существенно продлевает срок эксплуатации затвора. Затвор устанавливают в штольне относительно магистрали 13 рельсового пути таким образом, чтобы имеющийся в корпусе 1 участок рельс 12 стыковался в линию с рельсами 13 магистрали штольни. Затем производят бетонную заливку, обеспечивающую надежное герметичное крепление затвора в штольне. Для открывания двери 3 в грунте штольни выполняют приямок 15, по размеру позволяющий свободно открывать и закрывать дверь 3. При открывании затвора дверь 3 с опорой на колесо домкрата 11 отводят в сторону, освобождая проход в корпус 1, предварительно сняв участок 14 магистрали рельсового пути. При открытой двери 3 в приямок 15 возвращают съемный участок 14 и осуществляют транспортирование груза через затвор. После провоза большегрузного устройства участок 14 извлекают из приямка 15 и дверь 3 герметично закрывают. При этом при необходимости регулируют с помощью домкрата 11 возможный перекос двери 3, что важно при неровностях грунта шахты, с обеспечением точного позиционирования соединительных болтов (не показано) между дверью 3 и дверной коробкой 5.
Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия повышения эксплуатационной надежности шахтного затвора.
На предприятии были проведены испытания защитного шахтного затвора, результаты которых подтверждают надежность эксплуатации затвора.
Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемой полезной модели следующей совокупности условий:
устройство, воплощающее заявляемую полезную модель при его осуществлении, относится к горной промышленности и может быть использовано в подземных выработках для гашения воздушных волн и изоляции газообразных продуктов взрыва;
средство, воплощающее заявляемую полезную модель при его осуществлении, предназначено для повышения эксплуатационной надежности защитного шахтного затвора;
для заявляемого защитного шахтного затвора в том виде, в котором он охарактеризован в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.
Следовательно, заявляемое устройство соответствует условию «промышленная применимость».