Устройство для автоматического перекрытия горных выработок

 

Изобретение относится к горной промети и позволяет повысить надежность работы устройства в сложны.х гидрогеологических условиях. На установленной в горной выработке (В) раме (Р) 2 с проемом шарнирно закреплена у почвы В дверь (Д) 1 с механизмом ее стабилизации в открытом положении . Он выполнен в виде установленной на Д 1 оболочки 6 со сжатым воздухом и противовесов 15. Они связаны с Д 1 посредством тросо-блочной системы. . Vlac-са Fпротивовесов 15 определяется из соотношенияPx h/ sinJ F (P-2R)(, где Р - масса Д 1; / - расстояние от оси вращения Д 1 до точки крепления троса к Д 1; уугол между плоскостью Д 1 и тросом; Xk - расстояние от оси врашения до проекции точки крепления троса к Д 1 на горизонталь в момент начала запирания Д 1; / - сила реакции опоры со стороны почвы В; h - высота Д 1; а - угол между тросом и плоскостью Д 1 в горизонтальном положении. Оболочки 6 размещены в нише 7 почвы В. На Р 2 установлен замок с дистанционно управляемым пиропатроном. По контуру проема Р 2 расположен герметизатор 19. У боков В размещены дуговые направляЮ1цие 18 для установленных на Д 1 роликов. При попадании воды в В на Д 1 действует, дополнительная сила всплытия. При этом Д 1 по мере подъема уровня воды поворачивается до тех пор, пока не изменится система сил, действующих на Д 1. Дальц е Д 1 поворачивается под действием противовесов 15. Проем Р 2 закрывается Д 1 и замок запирает ее. После удаления воды из-за перемычки производится отстрел замка пиропа роном и Д 1 устанавливается в первоначальное положение. 5 з.п. ф-лы. 5 ил. & О оэ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1298406 A 1 (59 4 Е 21 F 17/12, 16/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

78

72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3940537/22-03 (22) 07.06.85 (46) 23.03.87. Бюл. № 11 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) Г. Д. Фиш, В. Г. Дружков, А. И. Коваленко, И. В. Звержховский и А. И. Воробьев (53) 622.446 (088.8) (56) Широков А. П. и др. Предупреждение прорывов глины в горные выработки. M. Недра, 1972, с. 160.

Авторское свидетельство СССР № 1222858. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ГОРНЫХ ВЪ|РАБОТОК (57) Изобретение относится к горной промсти и позволяет повысить надежность работы устройства в сложных гидрогеологических условиях. На установленной в горной выработке (В) раме (Р) 2 с проемом шарнирно закреплена у почвы В дверь (Д) ! с механизмом ее стабилизации в открытом положении, Он выполнен в виде установленной на Д 1 оболочки 6 со сжатым воздухом и противовесов 15. Они связаны с

Д посредством тросо-блочной системы. Мас са Е противовесов 15 определяется пз соотношения Px>,hksing F (Р 2R) h Csin<, где P — масса Д 1; / — расстояние от оси вращения Д до точки крепления троса к Д 1; у — угол между плоскостью Д и тросом; .к — расстояние от оси вращения до проекции точки крепления троса к Д 1 на горизонталь в момент начала запирания Д 1; R — сила реакции опоры со стороны почвы В; h — высота Д 1;

a, — угол между тросом и плоскостью Д 1 в горизонтальном положении. Оболочки 6 размещены в нише 7 почвы В. На P 2 установлен замок с дистанционно управляемым пиропатроном. По контуру проема Р 2 расположен герметиза.гор 19. У боков В размегцены дуговые направляю цие 18 для установленных на Д 1 роликов. При попадании воды в В на Д 1 действует дополнительная сила всплытия. При этом Д 1 по мере подъема уровня воды поворачивается до тех пор, пока Нс изменится система сил, действующих на Д !. Дальше Д поворачивается под действис м противовесов 15.

Проем Р 2 закрывается Д 1 и замок запирает ее. После удаления воды из-за |еремычки производится отстрел замка пиропа1роном и Д 1 устанавливается в первоначальное положение. 5 з.п. ф-лы. 5 ил.

1298406

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при отработке месторождений полезных ископасмых подземным способом, находящихся в сложных гидрогеологических условиях.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства в сложных гидрогеологических условиях.

На фиг. 1 изображена схема перекрытия для горных выработок, где дверь зафиксирована в горизонтальном положении íà 1О почве выработки, разрез; на фиг. 2 — то же, вид в плане; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 1 (замковое устройство); на фиг. 4 и 5 — расчетные схемы, поясняющие формулу для определения сил, при которых происходит автоматический подъем двери.

Устройство для перекрытия горных выраготок с<н тонт из горизонтально расположен-. ной двери 1. металлической рамы 2 с проемом, заделанной в бетонный венец 3. Бетонный венец сооружен по контуру горной выработки 4. Дверь соединена с металлической рамой шарнирами 5. На нижней стороне двери 1 смонтированы оболочки 6 со сжатым воздухом, расположенные в нише

7, штуцера 8 оболочек 6 соединены с магистральным трубопроводом 9. Для подачи 25 и выпуска воздуха из баллонов установлены вентили 10. Для контроля давления внутри баллонов магистраль трубопровода снабжена манометром 11.

Горизонтальная дверь 1 по краям снабжена приливами 12 для крепления тросов

13. Тросы через блочки 14 присоединены к противовесам 15. Противовесы опускаются в емкость 16 с жидкостью. Кроме того, дверь по обеим сторонам снабжена роликами 17, которые перемещаются по направляюшим 8. Металлическая рама 2 снабжена уплотнительным кольцом 19 из пористой резины по периметру проема, кроме того, в верхней части она снабжена замковым устройством 20, в котором находится пиропатрон 21 или стержень с гайкой, которая имеет уплотнительное кольцо, кроме этого, рама в нижней части имеет отверстие с резьбой, в котором монтируются датчики уровня 22 и давления 23. За бетонным венцом 3 смонтирован трубопровод 24 и вентиль 25 для слива воды и пульпы 45 пз-за перекрытия. На внешней стороне двери 1 расположены рельсы 26 для локомотивной откатки.

Устройство работает следующим образом.

Дверь в открытом положении находится под действием уравновешенной системы сил.

Для предотвращения преждевременного:рабатывания двери перекрытия горных выр;:боток при проезде вагонегок (эффект отскзкивания при проезде последней вагонетки), а также при чистке зазоров между дверью и нишей необходимо, чтобы реакция опоры

К (фиг. 7) была больше некоторой минимальной величины R„„„— = 300 н. Найдем зависимость, по к рой можно определить максимально дону, гимый вес противовеса F при условии Р)Р .. Согласно схеме сил (фиг. 7) уравнень.с моментов относительно точки О имеет вид

Ph

Ph+ Flsi nm - — — 0

Ph — 2Rh или F(;,;„, Н, где F — сила тяжести противовесов, Н;

Р -- сила тяжести двери, Н; h — длина двери, м; R — — сила реакции со стороны опоры на дверь, Н; l — — расстояние от оси вращения до точки крепления тросов к двери в стационарном положении, м; а — угол, образованный плоскостью двери ! в статике и тросом, проходящим через блок.

При попадании воды в выработку на дверь 1 начинает действовать дополнительная сила — — сила всплытия. При этом дверь по мере под.вема уровня воды поворачивается вокруг шарнира 5 до тех пор, пока точка крепления канатов К нс достигнет критического положения, координаты которого Х, У (фиг. 8).

Между почвой горной выработки 4 и поднимающейся дверью 1 образовывается угол !3. В этом случае система сил, действующих на двсрь. изменяется и для того, чтобы из этого критического положения дверь автоматичс KH закрылась, необходимо соблюдение слсдлощего условия:

/Рябу, P hen.ô

F)

Учитывая, что соф=. -, получим х

F>

Phxj, 2Ряп7 где Х,. -- расстояние от оси вращения до проекции точки крепления троса к двери на оси Х, м; з — угол, образованный между плоскостью двери и тросом, поднимающим ее.

Следовательно, величина силы F должна находиться в пределах, определяемых неравенством тх е 2 ь

2l sing 2lsinn

Если это условие соблк>дено, тогда под действием сил противовесов 15, вследствие изменившейся системы сил, дверь 1 продолжает вращаться вокруг шарнира 5. При этом ролики 16 на боковых сторонах движутся по направляющим 17, дверь закрывается и замковое устройство 19 на верхней грани запирает ее. По мере закрывания двери I противовесы 15 перемещак)тся вниз и для амортизации динамических нагрузок опускаются в емкость 16 с жидкостью.

1298406

4 где tgcc, +

Формула изобретения

?9

Фиг. 2

Для того, чтобы вь>полнялась правая часть неравенства, в . <на значения реакции опоры R должна, гоп,l< норять условию:

Я»и» =- R; i»y

Р, х«sinn)

1кг<

> ь где siny=

» y -»- <«y

У Х» — Х« — Х«У» — У«

Ъ <1 =

Х «(Х.— Х«)+ У«(У.— у«)

Угол а определяется из выражения

& сс

После того, как участок аварии локализован, из-за перекрытия через вентиль 25, по трубопроводу 24 выпускается вода и пульпа. Контроль за уровнем воды и пульпы ведется по датчикам уровня 22 и давления 23.

После удаления пульпы и воды из-за перемычки производится либо отстрел замкового устройства 20 с помощью пиропатрона 21, либо отвинчивание гайки и выталкивание стержня замкового устройства.

Дверь после зачистки ниши 7 устанавливают в первоначальное положение.

1. Устройство для автоматического перекрытия горных выработок, включающее раму с проемом, установленную в горной выработке, дверь для перекрытия проема, шарнирно закрепленную на рамс, систему блоков с тросом и механизм стабилизации двери в открытом положении, отличиющеес» тем, что, с целью повышения надежности работы устройства в сложных гидрогеологических условиях, механизм стабилизации двери в <>гкрытом положении выполнен в виде обол«.:ск с сжатым воздухом, которые установлены на двери, и противовесов, которые посредством тросо-блочной системы связаны с дверью, при этом дверь закреплена на раме у почвы выработки, а в почве выработки выполнена ниша для размещения оболочек с сжатым воздухом.

2. Устройство по и. 1, or«)lc«àþùc с ñ» тем, что вес противовесов, необходимый для

10 автоматического запирания двери,определяется из соотношения

Px Ii >. IP — 2R)h

/я тг 7 I siin c). где F — вес противовесов, И;

P — вес двери, Н;

l5

l — расстояние от оси вращения двери до точки крепления тр<>са к двери, м; у — угол между плоскостьк> двери и тросом; х« — расстояние от оси врагцения до про20 екции точки крепления троса к двери на горизонталь в момент начала запирания двери, и;

R — сила реакции <>поры (<> стороны Il<)ylвы выработки, П;

h — высота двери, м;

25 cc — угол между тросом и пло(ъо(.тьго двери в горизонтальном по,гожснии.

3. Устройство 11 о и. I, от.г и гающ« е» тем, что оНо снггбжсно зг>мком, который >(тановлен на рамс с возможщ> тьк> Ilзанмодействия с дверью.

4. Устройство Ilо II. 1, отлич ггоггг< c < » г(м, что оно снабжено дуговыми напр<>в.IHIoll(II>III и роликами, IlpH этом д(говыс н;>яра ил>1>ощие размещены у боков выработки, а р<>.гики установлены HB двери с возможпосп к> взаимодействия с дуговыми направляющими.

5. Устройство по и. 1, от,гг<чающе< c I тем, что оно снабжено гсрмстпзат<>ром, который расположен по конт> р(проема.

6. Устройство по и. 3, отдгичагог<г<«» тем, что на замках установлены лисT;I IIционно управляемые пиропатроны.

1298406

Ум)

Составитель Б. Левчаев

Редактор Л. Сабо Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 745/34 Тираж 430 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4