автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка и применение преград для обеспечения взрывозащиты в горных выработках и тоннелях

/ ¿Су С-//

16*0$ 39

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи Для служебного пользования Экз. № I_

ПЛОТНИКОВ Валерий Михайлович

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕГРАД ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЗРЫВОЗАЩИТЫ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ И ТОННЕЛЯХ

Специальность 05.26.01 — «Охрана труда и пожарная безопасность»

Диссертация в форме научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук

/ , ■ , Москва 1994

/ . •• ' / ■ •■

/ / Л

Работа выполнена в Карагандинском металлургическом институте.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор А. Н. Баратов;

Академик Академии Метрологии РФ, доктор технических наук, профессор Б. И. Заславский;

доктор технических наук, профессор М. Н. Шуплик.

Ведущая организация: Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в угольной промышленности (ВостНИИ).

Защита состоится <«: !&. . » ФК 1994 г. в « 3 » час. на заседании диссертационного совета Д 053.11.10 гори МГСУ по адресу: г. Москва, Шлюзовая набережная, д. 8, в аудитории № ЛЛ^.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Просим Вас принять участие в защите и направить отзыв но адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26, МГСУ, Ученый совет.

Автореферат разослан « /^ . » 1994 г.

№ /3

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук,

доцент Б. Ф. Ширшиков

Актуальность проблемы. Вопросы обеспечения безопасности работ на предприятиях взрывоопасных производств имеют важное социальное н народно-хозяйственное значение. Для наземных зданий я сооружений эта проблема в значительной степени решена. Разработаны нормативные документы, предусматривающие рациональное, с точки зрения поваровзржвобезопасности, проектирование, возведение и эксплуатацию таких здаяйй и сооруяений. При этом, взрывозащиту Для наземных зданий и сооруаений производят, в основном, за счет Применения трех основных принципов: исключения образования горючей среды, устранения источников воспламенения и обеспечения взрывоустойчивости объектов в случае возникновения аварийных взрывов.

Специфика работ в подземных условиях, например, в горных выработках угольных и сланцевых вахт, не позволяет полностью исключить возникновение взрывоопасной среды и появление источников» способных воспламенить ее. особенно при бозникновении поваров.

Ударные волны, возникающие при аварийных взрывах газа и пыли в угольных шахтах, распространяются на значительные расстояния по горным выработкам, нанося огромный материальный ущерб, а иногда являются причиной несчастных случаев с людьми, занятыми ликвидацией аварий. Основным средством, способным предотвратить разрушающее и поражающее действие ударной волны взрыва в горных выработках, являются преграды, устанавливаемые на пути их двинения. С аналогичной проблемой сталкиваются при возведении тоннелей взрывным методом в транспортном строительстве и проведении горных выработок в шахтах я рудниках. В этом случае такие необходимо гасить ударные волны для обеспечения взрнвозащиты коммуникаций и оснащения каналов горных выработок и тоннелей. Другие известные методы локализации взрывов газа и пили в вахтах, основанные, например, на ингибировании взрыва химически активными веществами, способными гасить фронт пламенй, практически не влияют на распространение в каналах взрывной волны> возникающей до ингибирования. Кроме того, наблюдается проскок пламени взрыва за зона ингибирования, что зачастую приводит к возобновлению горения взрывчатых смесей в каналах.

Исходя из сказанного, в настоящее время большое значение. И актуальность приобретает разработка различных преград, предназначенных для обеспечения езрывозащиты горных выработок и людей прй аварийных взрывах газа и пыли в вахтах и технологических взрыва* В рудниках и тоннелях. Крове этого, вопросы обеспечения прочности и возмовности восстановления строительных конструкций, попавших в зону действия взрыва, такнс являются актуальными, особенно в наше время, когда современное экономическое половение стран СНГ характеризуется спадом возмовного инвестирования нового строительства И

возрастанием значимости ремонта и реконструкции строительных coopi нений, находящихся по тем или иным причинам в аварийном.состоянии.

Цельв работы является обеспечение взрывозащиты в горных выработках и тоннелях с помощью преград, предназначенных для локализации аварийных взрывов, а такие увеличение несущей способност] конструкций, попавших в зону действия взрыва, или по другим причинам оказавшимся в аварийном состоянии.

Основная идея работы заключается в совокупной учете раз личных факторов, влияющих на взрывозащиту горных выработок, с при ыенением преград, исходя из действующих нагрузок от взрыва, уело вий применения преград в каналах и их рациональных конструкций оптимального усиления несущей способности таких соорукений.

Методы исследования. В основу выполнения данной работ залояены методы -экспериментально-теоретического уровня, которн предусматривали: ■■•'..

- анализ и обобщение литературных и фондовых источников взрывозащитным соорувениям и средствам их усиления;

- постановку и аналитическое ревение задачи по определе! параметров взрыва и нагрузок от них на взрывозащитные преграды:

- выбор рациональных конструкций взрывозащитннх преград устройств по увеличению их несущей способности:

- проведение расчетов преград на взрквоустойчивость с п; менением ЭВМ: -

- экспериментальную проверку преград на взрывоустойчиво и взрывозащиту непосредственно в горных выработках, ударных труб специальных стендах;

- обработку экспериментальных данных с применением осно ных полоаений теории вероятности и математической статистики и с внение их с расчетными данными.

Научные положения, защищаемые в диссертации, представлс

- разработкой конструкций взрывозащитных преград для т лизации взрывов горючих взрывча.тых смесей (ГВС) в вахтах или raí ния взрывных волн от технологических взрывов в каналах рудников тоннелей: ^ -

- разработкой методики определения параметров взрывов ! и нагрузок на преграды, исходя из энергии взрыва и трех услов зон действия ударной взрывной волны (9ВВ);

- исследованием и определением коэффициента перехода э гии взрыва ГВС в интенсивность избыточного давления УВВ для раз ных режимов горения ГВС:

- определением взрывоустойчивости и эффективности гаше взрывных волн при взаимодействии с новыми конструкциями пepфop^

ванных металлодеревянных шпренгвльных преград, выполненных со целями слонной конфигурации;

-разработкой новых конструкций взрывозащитных монолитных преград из гипса с разгруиающими устройствами, позволяющими повысить их несущую способность;

- разработкой принципиально новых конструкций взрывозащит-ных преград парашютного типа, работавших избирательно под действием нагрузки от взрывной волны и методики расчета таких преград на взрывоустойчивость с обоснованием условий рационального применения таких преград для взрывозащиты в каналах горных выработок;

- разработкой и расчетом на взрывоустойчивость и гасящую способность новых конструкций парашютных заслонов из металлической сетки для гакения взрывной волны и фронта пламени взрывов ГВС, а такие конструкции парашютных преград из воздухонепроницаемых тканей для перераспределения и фильтрации потока воздуха в аварийных условиях горных выработок;

- аналитическим и экспериментальным обоснованием повыие-ния взрывоустойчивости конструкций преград с элементами усиления:

- разработкой и научным обоснованием новых способов и средств усиления несущей способности взрывозащитных преград и строительных конструкций в целом;

- разработкой автономно функционирующих механических датчиков для регистрации параметров взрывной волны непосредственно в горных выработках по разрыву фольговых калиброванных мембран разного диаметра.

Достоверность научных положений'подтверждается удовлетворительным совпадением результатов аналитических и экспериментальных исследований по определении взрывоустойчивости преград и их защитных качеств, результатами лабораторных и промышленных испытаний устройств для повыиения несущей способности взрывозащитных преград и строительных конструкций в целом, внедрением результатов работы в производство, подтвердившим справедливость полученных выводов и рекомендаций.

Научная новизна работа заключается в следующем;

- предлокена концепция комплексного подхода к разработке и эффективности использования взрывозащитных преград в каналах горных выработок и тоннелей, предусматривающая учет действующей на преграду нагрузки, места установки и закрепления преграды в горных выработках, ориентацию преграды.по отношении к распространению взрывной волны, перфорации прегради, ее конструктивные особенности. вознонность применения ингибиторов взрыва в сочетании с некоторыми конструкциями преград и управления распространением УВВ

*

по разветвленным горным выработкам при их помощи:

- на основании выполненных исследований раэдабелаш преграды для гаиениа и локализации аварийных взрывов FBG-в. вахтах и преграды для гашения взрывных волн, возникающих от технологических взрывов при добыче полезных ископаемых в рудниках или проходке каналов тоннелей, а такке разновидности вспомогательных преград, предназначенных для защиты людей, занятых ликвидацией! аварий в угольных шахтах. Перечисленные преграды защищены более, чем 30 авторскими свидетельствами:

- для локализации аварийных взрывов ГВС в шахтах разработаны и внедрены металлодеревянные шпренгельные преграды. Для этого были исследованы параметры взрывов ГВС и определены нагрузки, действующие на перфорированные и глухие шпренгельные преграды, выявлены их рациональные конструктивные схемы. По аналогии с велезобе-тонными конструкциями, для металлодеревянных шпренгельных преград определен оптимальный коэффициент армирования металлическими затя-вками, при котором конструкции могут работать за пределами упругости;

- выявлена эффективность гашения взрыва ГВС новыми конструкциями объемных перфорированных преград со щелями,сложной конфигурации;

- для локализации взрывов ГВС разработаны принципиально новые конструкции взрывозащитных монолитных преград из гипса с разгружающими элементами, позволяющими повысить несущую способность преград;

- для гаюения ударных волн, возникающих при ведении технологических взрывов в рудниках и тоннелях, разработаны ,» внедрены принципиально новые конструкции быстровозводимых взрывозащитных парашютных преград, перекрывающих сечение выработок только под действием, взрывной нагрузки, а после прекращения действия нагрузки от взрыва такие преграды не мешают проветривании, что коренным образом, отличает их от известных ранее. При разработке парашютных преград для защиты горнорабочих от действия взрывной ударной волны удалось опередить американских исследователей почти на два года;

- разработаны и внедрен« разновидности парашютных преград; для перераспределения воздуха по горным выработкам в аварийных условиях шахт и рудников. Разработки выполнены на уровне изобретений:

- на основе парашютных преград разработаны заслоны из металлической сетки для гашения взрывной волны и фронта пламени взрыва ГВС. Разработки защищены 2 авторскими свидетельствами;.

- разработаны и внедрены-принципиально-, новые способы и> средства усиления взрывозащитных преград и строительных конструк-

я

ций в целом с использованием расширяющихся материалов. Разработки имеют правовую защиту. Получены авторские свидетельства и положительные реиения на выдачу Патентов Российской Федерации:

- при ведении исследовательских работ по выявлению взрыво-■устойчивости преград разработаны и внедрены автономно работающие механические датчики для регистрации параметров взрыва. Механические датчики разработаны на уровне изобретений и защищены 4 авторскими свидетельствами.

Практическая ценность. Использование разработанных конструкций взрывозащитных преград, как показало их внедрение в угольных бассейнах стран СНГ, позволяет обеспечивать надежную изоляцию подземных пожаров в вахтах, опасных по газу и пыли, и гасить ударную волну при массовых взрывах в рудниках и строительстве тоннелей взрывным методом при сооружении метрополитенов. Методика определения параметров взрывов ГВС и нагрузок на различные сооружения от них дает возможность оценить наихудший случай действия взрыва в вахтах. Применение парашютных преград позволяет обеспечить безопасность ведения аварийно-строительных работ в вахтах при угрозе взрыва'. Разработанные способы и устройства по повышению прочности строительных конструкций и трубопроводов применяются не только для конструкций, попавших в зону действия взрыва, но и для любых конструкций, оказавшихся в аварийном состоянии.

Реализация работы в промышленности. Материалы данной работы использованы в основных действующих в данное время документах: Руководстве по тушению поваров. Руководстве по изоляции поааров в шахтах, опасных по газу и пыли. Руководстве по возведению и расчету шпренгельных взрывоустойчивых сооружений. Руководстве по эксплуатации комплекта парашютного противовзрывного быстровозводимого (КПБ), Рекомендациях по повышению безопасности горноспасательных работ и сокращению безопасных расстояний при угрозе взрыва газа и пыли в шахтах. Руководстве по обеспечению защиты от ударных волн оборудования, оснащения и коммуникаций горных выработок взрывоус-тойчивыми перемычками. Руководстве по новой технологии соединения и ремонта трубопроводов. Более десяти технических решений, защищенных авторскими свидетельствами, применяются на предприятиях угольной промышленности стран СНГ. Кроме того, усовершенствованные и новые конструкции взрывоустойчивых преград используются при производстве массовых взрывов в рудниках Республики Казахстан для гашения УВВ. Устройства для повышения прочности строительных конструкций и трубопроводов используются в строительных подразделениях п/о Кара-гандауголь. Караглдамелиорация, тресте Казметаллургстрой. Карагандинском проектном институте Промстройпроект и др. Зкономический

эффект от внедрения перечисленных разработок достигает более 30 миллионов _рублей (в ценах 91 года).

Апробация работы. Разделы диссертации в разное время докладывались на научно-технических конференциях Карагандинского политехнического института (Караганда. 1969-1979 г.г.), на кафедре строительной механики Всесоюзного заочного политехнического института (Москва, 1976 г.), на семинарах по теплофизике, секции энергетических проблем горения научного совета АН СССР "Теоретические основы процессов горения'' (Караганда, 1979. 1980 г.г.). на секции Ученого Совета ВНИИГД (Донецк. 1978 г.). на заседании технического совета Карагандинского округа Госгортехнадзора КазССР (Караганда, 1979 г.). на объединенном семинаре отдела взрывных работ и взрывчатых материалов отдела зентиляции Макеевского НИИ по безопасности работ в горной промышленности (Макеевка, 1980 г.). на объединенном семинаре отделов борьбы с подземными пожарами. рудничной аэрологии, дегазации шахт и взрывных работ Восточного НИИ по безопасности работ в горной промышленности (Кемерово,1980 г.). на всесоюзной конференции "Социально-экономические проблемы достижения коренного перелома и эффективности развития производительных сил Кузбасса" (Кемерово, 1986 г.). на республиканской конференции" Повышение безопасности работ и совершенствование проветривания на горнодобывающих предприятиях Казахстана (Караганда, 1982 г.), на всесоюзной научной конференции "Пояаровзрывоопасность производственных процессов в металлургии" (Москва, 1987 г,), на международно научно-практической конференции "Оценка состояния и методы усилени строительных конструкций зданий и сооружений" (Караганда, 1992 г.) на международной конференции "Научно-техническое развитие угольной промышленности Республики Казахстан" (Караганда, 1993 г.). Полностью работа докладывалась на объединенном семинаре кафедр "Безопасность жизнедеятельности" и "Конструкции промышленных предприятий' Карагандинского металлургического института (Темиртау, 1993 г.) I на кафедре "Охрана труда" Московского государственного строительш го университета (Москва, 1993 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано свыше 130 работ, включая более 50 изобретений, кроме топ получено 12 положительных решений на выдачу Патентов России на ра. личные устройства по повышении прочности строительных конструкций

Состояние проблемы. Обеспечение безопасности работ пр взрывах и прочности строительных конструкций, попавших в зону дей ствия взрыва, в различной степени отракена в работах отечественны и зарубежных исследователей. Фундаментальные исследования по взры вам О.Зельдовича, , «М.Баума. К.П.Станвковича. К.И.Йелкина

H.H.Семенова, С'.М.Когарко, Я.К.Троиина, Н.О.Садовского. В.Н.Родионова, А.В.Мииуева и др. послуиили основой для выполнения работ прикладного характера, посвященных проблеме изучения взрывов газа и пыли в промыиленноы строительстве CH.fi.Стрельчук, П.Ф.Иваненко, В.А.Пчелинцев, Л.П.Пилюгин, Г.Г.Орлов, В.В.Йдуикин и др.). в угольных вахтах (В.Ф.Овчинников, В.И.Гудков. А.Ы.Чеховских, В.Цибульский. Э.йолль, G.Manfred и др.), в рудниках (А,А.Турин, В.И.Савенко, В.Н.Нмнов, Б.Н.Кутузов и др.). Фундаментальные исследования по динамике соорунений И.М.Рабиновича, А.П.Синицына, Н.Н.Попова, Б.С.Расторгуева, О.В.Луаина и др. позволили использовать работы этих ученых для расчета взрывозащитных преград на прочность. Кроме того, отечественными учеными много сделано в деле разработки способов и средств по обеспечению прочности строительных конструкций, попавших в зону действия взрыва или по другим причинам оказавшихся в аварий-нон состоянии (В.Й.Нотляревский, Н.Н.Онуфриев, В.М.Ройтман и др.). Несмотря на это, некоторые задачи, связанные с обеспечением безопасности при потенциальной угрозе взрыва, не решены или их решение носит не полный, а иногда и противоречивый характер. Особенно это относится к взрывам газа и пыли в угольных шахтах [1-6]. Указанные недоработки не позволяют правильно определять нагрузки, рационально проектировать и рассчитывать на прочность взрыво^ацитные преграды в каналах, оценивать поракающее действие взрыва и его параметры. Это относится и к взрывным технологиям с использованием ГВС. которые все чаще применяются на практике.

Для научно-обоснованного проектирования взрывозащиты с применением преград в угольных шахтах и рудниках необходимо решить следующие задачи:

- выявить необходимые условия для обеспечения эффективной взрывозащиты с применением преград в горных выработках:

- исследовать параметры взрыва ГВС в каналах:

- определить нагрузки от взрывов ГВС, действующие на конструкции взрывозащитных преград, выявить особенности гашения взрывных волн перфорированными преградами:

- разработать и исследовать стационарные конструкции взрывозащитных металло-деревянных и монолитных преград:

- разработать и исследовать переносные, быстровозводимые параввтные преграды для гашения взрывных волн и перераспределения воздуха по каналам;

- разработать и исследовать новые способы и средства усиления узлов взрывозащитных преград и строительных конструкций в целом;

- разработать и исследовать простые, автономноработающие

в

устройства для оценки параметров взрывных волн при аварийных взрывах.

Условия обеспечения эффективной взрывозащиты в горных выработках с использование» преград. Для обеспечения взрывозащиты в горных выработках и тоннелях необходимо правильно определить условия эксплуатации взрывозащитных сооружений. которые обуславливаются возможностью достоверного определения нагрузок от'УВВ на преграды, рациональным выбором конструкции взрывозащитных преград, исходя из их взрывоустойчивости и безопасных условий возведения,с учетом мест закрепления преград в каналах и их ориентации по отношению к распространению УВВ. Динамические нагрузки на конструкции взрывозацитных преград в каналах создаются воздействием ударных волн от технологических взрывов при отбойке руды и проходке горных выработок в рудниках и тоннелях, а также аварийных взрывов ГВС в угольных шахтах. Методика определения параметров взрывных волн, возникающих от технологических взрывов в рудниках и тоннелях, довольно полно разработана. Она предусматривает учет анергии взрыва и коэффициентов перехода ее на образование ударных взрывных волн (УВВ) в зависимости от видов производимых взрывных технологических работ в горных выработках. Эта методика приведена в работах В.И.Савенко, fl.fl.Турина, Б.Н.Кутузова и др. и используется для расчета взрыво-защитных преград в рудниках.

Методика определения параметров воздушных ударных волн при взрывах ГВС в шахтах, как показано в Ш, научно не обоснована, она игнорирует влияние полной энергии ГВС на параметры УВВ. В методике не предусматривается определение времени действия УВВ. не учитываются и многие другие факторы, влияющие на параметры взрыва ГВС [1]. Поэтому при исследовании взрывозащитных преград для локализации взрывов ГВС необходимо определить возможные нагрузки на преграды, оказавшиеся в зоне загазования и вне ее. изучить гашение УВВ перфорированными и герметичными взрывозащитными преградами, выполнить расчеты преград на прочность, определить критерии их рационального использования, разработать способы и средства усиления не-, сущей способности взрывозащитных преград, а также строительных конструкций, попавших в зону действия взрыва.

Учет перечисленных условий создает необходимые предпосылки для разработки преград, предназначенных для обеспечения взрыво-эащиты в горных выработках и тоннелях.

Исследование параметров взрывов ГВС в каналах. Известно, что параметры взрыва ГВС зависят от процесса горения взрывчатых смесей. В настоящее время при горении ГВС выделяют два режима: де-флаграцию и детонацию, Дефлаграция (быстрое горение) характеризу-

ется наличием узкой зоны химической реакции (пламени), которая разграничивает исходные вещества и продукты реакции. При этом скорость распространения пламени относительно компонентов исходной рмеси не мояет быть выие скорости звука в исходной смеси. Детонация - это комплекс возмущений, распространяющийся по реагирующей смеси со сверхзвуковой, вполне определенной скоростью, которая обусловлена термодинамическими параметрами исходной горючей смеси. Меяду детонационным и дефлаграционным режимами горения ГВС существует большая область скоростей фронта пламени, при которых наблюдается возникновение ударной волны сяатия впереди пламени. Такой процесс возмущения взрыва обычно называют нестационарным двойным разрывом. Наибольшей разруиающей силой обладают детонационные' взрывы ГВС. Известно, что для детонационного ренима горения ГВС необходим комплекс определенных условий, которые не всегда имеют место в каналах даяе угольных шахт. Однако, для обеспечения безопасности работ и прочности сооруяений, применяемых для изоляции пояаров, целесообразно рассмотреть действие именно такого взрыва, а затем сравнив действие детонационного взрыва с наиболее вероятными реяимами горения ГВС. Идеализированно схему действия взрыва ГВС принимаем как для конденсированных взрывчатых веществ и условно делим на три зоны: 1) активная зона горения (зона возмояного действия детонационной взрывной волны);

2) зона разлета продуктов взрыва (или зона действия УВВ, подпираемой продуктами взрыва):

3) зона действия УВВ, оторвавшейся от продуктов взрыва.

Условные границы зон действия УВВ взрыва ГВС [2-61 показаны на рис.1.

*) !

Рф

а /

тмттнттмуш/тя/йф

пш «У /и/и/е/щ г 2

ПТ7 'ТГ777?Г»> ¿.¿Лс.

- /у>Ас.

Ри.1. Сип «зрна ПС 1 • нзнм( ззрн (,| - > ганаш

1. Зои загазшш ][.

2. Эш додогм ирш

3. Зш це1ст«иШ. втврва«к1с»' от при?"" >з;п1

/о

Разруоающее и поражающее действие взрыва ГВС зависит от энергии взрыва Е*

где^о - плотность взрывчатой смеси, кг/м ; - удельная теплот взрыва, Дя/кг; - объем взрывчатой смеси в канале, н"* . Удельная теплота взрыва (Дк/кг)

У* Хлс Ш

где Оу-теплота взрыва, Дж; е-ускорение свободного падения, м/сек По- число к.молей 1-того вещества ГВС; М1-молярная масса 1-го ве иества смеси, кг.

Для активной зоны (при I, < ) величина избыточ ного давления (в ГШ при детонации ГВС определяется по известной зависимости

где К = Ср/Су = 1,25 - отношение удельных теплоемкостей продукте взрыва. Расчетные зависимости по определению удельного импулм I (Н.с/ил ) и времени его действия <Г(с) были получены на основ« нии обработки экспериментальных данных.

Эксперименты проводились в ударных трубах диаметром 0,2] горных выработках (штольнях) Каркаралинской геологоразведочной I тии СГРП). пройденных без крепления в весьма крепких породах.

Ударные трубы и горные выработки заполнялись стехиомег ческой иетано-воздумной смесью. Для стабильного получения детон онного режима горения использовались турбулизаторы пламени, кот в виде проволочной арматурной спирали были вмонтированы в уда трубы у источника воспламенения смеси. При проведении зкепериме в горных выработках источником детонационного воспламенения слувили небольшие навески ВВ (аммонит 68В-0,15-0,2кг).

Регистрация параметров взрыва осуществлялась дистанцис тензометрическими мембранными датчиками давления и разработан! нами автономными механическими датчиками [6-121. Указанные дат1 устанавливались в различных зонах действия УВВ взрыва ГВС, ка( ударных трубах, так и непосредственно в горных выработках.

Общая относительная ошибка, которая могла возникнуть в теме дистанционного контроля за параметрами УВВ взрыва ГВС сос ла ЮИ. Механические датчики для регистрации параметров вз; увеличивали ошибку еще примерно на 55М0%.

Результаты экспериментов по определению удельного импульса через приведенный импульс безразмерную длину загазо-

ванного канала 1,А0 приведены на рис.2.

I.

ЖаГ

0.6

ОЛ а. г

Ъ Гвс '

I, X» .1

*

1г 4

А?

Я*

Л*

**

гк.г.

Г[аН1'|з«!КШ ви-ККПВГ1 цшьнп пцша 1 мне зага-ЗШШ

Регрессионная зависимость (рис.2), рассчитанная методом наименьших квадратов, позволила предложить расчетную формулу (4) по . определению удельного импульса детонационной волны, действующей по длине загазования участка канала (!<> ).

С^О^^-и^др^ 4)

Эффективное время действия ЙВ (с)

Для зоны разлета продуктов взрыва (при 1„<1Л <бх10).

Давление во фронте УВВ (в ПО)

4 й,т[(б) Удельный импульс в ( Н с/м"®)

дб.з • /¿/ь^ Л? (?)

Эффективное время действия УВВ (в с.)

/г

Формулы (6-8) получены аналитически из расчетных зависимостей для наземного взрыва ГВС и проверены экспериментально.

Давление УВВ, оторвавшейся от продуктов взрывав каналах, при 1в > 6х1„ следует определять из выражения:

лпс. Р.?__

где И - площадь поперечного сечения канала,м2;Р. -атмосферное давление (Р„ =10 Па);р-коэффициент перехода энергии взрыва в 9ВВ : Коэффициент ^»-зависит от режима горения ГВС (при детонации £-0,4); 0,7-размерный коэффициент ИПа.

Остальные,максимально возможные, начальные параметры (1 ,0) УВВ.оторваввейся от продуктов,определяются по формуле (7.8) при ибхЬ.

На дальнейвее распространение УВВ преобладающее влияние оказывает трение УВВ о стенки канала, Затухание импульса УВВ за счет трения определяется из известного выражения:

и*С„ е ^ (Ю),

где К,,-коэффициент затухания УВВ,который зависит от аэродинамического сопротивления каналов и принимается, согласно существующих нормативных документов (СНиП 2.0154-84). -*/.-гидравлический радиус канала.по которому распространяется УВВ; Ь-путь, пройденный УВВ от •места ее отрыва от продукта взрыва до рассчитанной точки.

По такой же экспоненциальной зависимости (10) затухает давление во фронте УВВ,начальная величина которой¿Рфн и определяется по формуле (6) при (Ь,=6х1.в) для детонации ГВС и по (9) для иных режимов горения ГВС.

Регистрация параметров взрыва в зоне горения и зоне отрыва УВ от продуктов взрыва при одинаковом объеме загазования ударной трубы, но разных режимах горения ГВС в ней. позволила определить коэффициент (?) перехода энергии взрыва ГВС в величину давления УВВ Установлено,что коэффициент перехода энергии взрыва ГВС в интенсивность давления УВВ при абсолютно одинаковых условиях проведения экспериментов зависит от режима горения взрывчатых смесей 133 .

Результаты обработки средних значений экспериментальных данных [3] представлены расчетной формулой

где И^-скорость распространения фронта УВВ по ГВС при детонационном режиме горения, м/с;Д-скорость. распространения фронта УВВ по ГВС в режиме двойного нестационарного разрыва, м/с.

Расчетные формулы 9 и 11 позволяют определять интенсивность давления УВВ в зоне ее отрыва от продуктов взрыва,исходя из возможных режимов горения ГВС в каналах.

-Проведенные эксперименты показали,что максимальное давление во фронте детонационной волны метановоздувного взрыва не превышает лРд=1.6МПа при скорости ее распространения 1500-1720 м/с. Для наиболее распространенного режима горения ГВС в вахтах, характеризуемого двойным нестационарным разрывом Рф зарегистрировано в 2-5 раз меньше, чем при детонации. Это положение подтверждается результа-'тами экспериментов различных по характеристикам взрывчатых смесей [4,5] табл.1..полученных исследователями ФРГ [4,5] в протяженных каналах горных выработок.

4 Таблица 1

Сравнение расчетных и экспериментальных данных.

Объем зага- зования выработки и V М»' . Р = 8мл и* 100 м Характеристика .. взрывчатой смеси Средние значения максимального давления в выработке ¿Рф Г МПа ]

экспериментальные расчетные

в активной зоне на расстоянии б*!.«, по формуле ( '9 )

800 СН, - № 0.9 0,075 0,08?(*=0.П

300 СИ* - 92 0.6 0,08 0,087(?=0,1)

576 СН^+угольная 0,3 0,125 0.13(^=0,25)

пыль (инерти-

зированнйя)

Расчет затухания УВВ, оторвавшейся от продуктов взрыва и распространяющейся по прямолинейным участкам горных выработок, целесообразно производить по известной формуле, аналогичной С10) (см. СНиП 2.0154-84); по этому же СНиП регламентируются коэффициенты гашения УВВ различными поворотами и сужениями каналов горных выработок., включая уровень безопасного для людей давления во Франте УВВ.

Для обеспечения безопасности при производстве аварийно-строительных работ по ликвидации поваров в горных выработках при угрозе взрыва газа и пыли целесообразно использовать . рекомендации 14-5], согласно которых оценка опасности действия взрыва газа и пы ли при изоляции пожаров определяется, исходя из энергии взрыва ГВС и трех условных зон действия УВВ взрыва, с учетом коэффициента перехода энергии взрыва в величину давления УВВ. Причем, по даннш (131 для реальных условий вахт коэффициент перехода энергии взрыве в УВВ больве у гибридных газопылевоздувных смесей. В целом, коэфф) циент перехода энергии взрыва в УВВ для условий вахт равен £м0,;

Исследование нагрузок от взрыва ГВС, действующих на со оруаения в каналах. Производство аварийно-строительных работ в го ных выработках угольных и сланцевых вахт при изоляции пожарных уч стков сопряжено с опасностью возможных взрывов газа и пыли в ни (4-6.13-341. Обрушение кровли, возникновение завалбв при пожарах нарушение режима проветривания горных выработок, как правило, при водит к скоплении взрывоопасных концентраций метана и других газе на аварийном участке и угрозе взрыва.

Известно, что изоляцию подземных пожаров осуществляют n¡ тем возведения инженерных сооружений (стенок), перекрывающих сеч/ ние каналов горних выработок с целью прекращения доступа воздух; на пожарный участок.

Нагрузки от взрывов ГВС на изолирующие пожар сооружения вахтах зависят от величины полной энергии Ен, выделившейся п взрыве ГВС, от зоны действия УВВ. в которой расположена преград ориентации преграды относительно направления движения Фронта S взрыва и конструкции самой преграды. Нагрузки на герметичные г грады, расположенные параллельно направлении движения УВВ. onpej ляются по формулам (3-11). Наибольшие нагрузки от взрыва ГВС в< никаит при расположении преград в виде герметичных, жестких creí перпендикулярно движению УВВ,

В случае установки перфорированной преграды величина н руэки на нее будет зависеть от коэффициента перфорации прегр [3-16, 25-411. Под коэффициентом перфорации преграды е£ принято новение суммарной площади отверстий в стенке (Fot) к площади по речного сечения канала (Fk), в котором она установлена (для гер тичных стенок aL =0). Особенности гашения УВВ перфорировав плоскими преградами впервые выявлены А.А.Йакиным и В.Й.Доцс Опираясь на эти исследования, выявлены особенности гашения де-ционной волны перфорированными преградами в сочетание с инги! рами взрыва. Исследованиями (13,151 доказано, что максимальные грузки на перфорированные преграды, оказавшиеся в зоне горения

целесообразно определять для Условий детонационного взрыва из выражения:

/и«л р, (12)

^ А Ноте

прио^ =0 (герметическая перемычка) по формуле (12) получаем полное давление отражения детонационной волны. При аС =1 (преграды нет) »РотРаР* . . '

Давление во Фронте детонационной волны, прошедшей за перфорированную преграду, установленную перпендикулярно ее движению, при условии отсутствия загазования за преградой, определяется по Формуле:

а _ 0£5А-2.5Ра+У(0,В5А -¿.б/Р^+г^Я ' 4,5 .

А 2оС(&.5Г6Р<,)

При действии детонационной ВОЛпМ на прсГ

раду, снабженную ингибиторами взрыва и усТйнебл*«»*/* предели«? движению волны, дРпр определяется из выражен^:

* За перфорированными преградами обычно устанавливают герметичные. Нагрузки на такие герметичные преграды определяют по известной формуле Власова, исходя кз интенсивности проиедией за перфорированную преграду УВВ, (МГ:а).

п л п 6аРлр

Максимальная величина результирующей нагрузки, действующей на перфорированную преграду, равна разности давлений между величиной отраженной и проиедией за преграду УВВ.

Повышение эффективности ослабления УВВ перфорированными преградами в каналах может быть достигнуто за счет:

- увеличения аэродинамического сопротивления преграды;

- изменения преградой газодинамик» потока за фронтом УВВ, проиедией за преграду, за счет физических или химических воздействий;

- комплексного воздействия вышеуказанными методами.

; Увеличение аэродинамического сопротивления и повывение эффективности гашения УВВ противовзрывными перфорированными преградами осуществляется за счет изменения конфигурации щелей в преграде

по ее толщине. Экспериментально установлено, что перфорированные металло-деревянные преграды (перемычки), выполненные со целями сложной конфигурации, при прочих равных условиях, гасят давление УВВ на 16-252 эффективнее, чем остальные преграды этого • типа (см. табл.2) [23-25]. • , -

. - Таблица 2 ;

Результаты экспериментов

NN пп Схема конфигурации щелей в преграде 12 Экспериментальные. (ЛЬ)Ю* значения Расчеты 0 *Ц>(2, у

¿1. *рф лРпр , дРф/лРпр

1. / 1 0,1 5+ 0,7 10+1,1 15+1,1 1,7+0,3 3,2+0,6 5,0+0,5 3,00 3.00 3.00

2.9 / 3.1 3.0

)

2. 2 0.1 5+0,6 10+0,9 15+1,1 1,4+0,4 2,6+0,7 3,7+0.4 3,5 . 3,7 . 3.9 5.2 : 5.2 ' . 5,2 ■

Аналогичный эффект получен при использовании преград, в которых газодинамический поток УВВ направлялся в стенки каналов [25, 32 и др.]. Гасящая способность перфорированных взрывозацитных преград, оказавшихся в зоне распространения пламени взрыва, коренным образом изменяется, если использовать ингибиторы взрыва, например, бромистый аммоний. При взаимодействии с такими преградами часть энергии УВВ затрачивается на образование азровзвеси порошкового ингибитора, расположенного в щелях расширения каждого ряда лреграды [26,29] и оказывает ингибирующее воздействие на пламя взрыва или раскаленные частицы угольной пыли. При этом суммарный расход бромистого аммония составляет около 40 кг на 1кв.м сечения канала, в котором устанавливается преграда. В этом случае наблюдается стабильное гашение фронта пламени взрыва. Прошедшая за перфорированную преграду УВВ не представляет угрозы для изоляционной преграды и полностью ею локализуется. Тот же эффект достигается, если вместо ингибирующего порошка применять воду (27, 30], которая диспергируясь УВВ, гасит фронт пламени взрыва и интенсивность.взрывной волны.

Экспериментальные исследования по определению нагрузок от взрывов ГВС на изолирующие сооружения [13-16, 20-44] показали, что расчетные формулы (12-15) вполне удовлетворительно подтверждает экспериментальные„чинные! обеспечивая при этом некоторые завышс-

ния результатов расчетов. В зоне действия детонационной волны коэффициент ее отраяения от преграды, полученный экспериментально, примерно на 20-30Х меньше, чем расчетный. В зоне действия воздушной ударной волны, подпираемой продуктами взрыва, это расхождение в некоторых случаях достигает 25-40Х. В зоне действия 9ВВ, оторвавшейся от продуктов взрыва, коэффициенты отражения ударной волны, полученные расчетным путем и экспериментально, почти полностью совпадают (разница 10-152 при лРф-0,15 МПа).

Наихудшим случаем действия нагрузок на шахтные, герметичные изолирующие сооружения является их расположение в тупиковых горных выработках, заполненных ГВС.

Методика определения параметров и нагрузок от взрывов ГВС была использована для осуществления технологических взрывов в строительстве при возведении буронабивных свай [48,491. В этом случае, уплотнение грунта, бетонной смеси, создание расширений осуществляется при помощи взрывов ГВС в скважине. Экспериментально установлено, что Фильтрация воды в скважине, выполненной в глинистых грунтах, после взрыва ГВС в ней уменьшается в 6-10 раз за одинаковые промежутки времени. Кроме того, взрывы ГВС эффективно уплотняют свежую бетонную смесь, уложенную в скважину [43]Безопасное место расположения людей относительно скважины предложено определять, исходя из предполагаемого разрушения крышки скважины по известным расчетным зависимостям» согласно которых безопасное давление аРф < 0,01 МПа при наземном взрыве облака ГВС в виде полусферы с радиусом X, находится на расстоянии 12/£.. В первом приближении объем полусферы ГВС принимается равным объему скважины

где /в* - площадь поперечного сечения скважины, м* ; /¡¡¡и- глубина скважины, м.

Экспериментальная проверка безопасного давления во фронте УВВ при взрыве ГВС в открытой скважине показала, что на расстоянии (7т8) %< лРф < 0,01МПа. Таким образом, найденное расчетным путем безопасное место на расстоянии 12 от устья скважины обеспечит •требуемый уровень безопасного ведения подобных работ.

Разработка и иследование взрывозащитных сборных металло-деревянных и монолитных преград. В процессе исследований разработаны сборные конструкции впренгельных металло-деревянных взрыво-устойчивых преград, выполненных на уровне изобретений [16-24,441. Такие преграды предложено выполнять герметичными и перфорированными. Указанные преграды применяются при реконструкции и строительст-

■1§

/в

ве стволов угольных вахт для защиты примыкающих к ним горных выработок от ударной волны, возникающей при взрывах во время углубления стволов шахт. На основе применения таких преград для изоляции пожаров в вахтах при угрозе взрыва, предложены способы локализации' взрывов ¡20.291. заключающиеся в двухступенчатом гашении энергии УВВ взрыва перфорированной и изоляционной юпренгельной преградами. Перфорированные шпренгельные преграды рассчитывались на прочность по первому предельвому состоянию (по несущей способности), при этом допускались пластические деформации в материале преград. По второму предельному состоянию (по деформациям) рассчитывались изоляционные герметичные преграды.

Расчетные нагрузки (Рр) на преграду определялись по формуле:

Руа , (17)

гцелА, - максимальное избыточное давление от ударной волны, действующее на взрывоустойчивую перемычку, определяется согласно положений, приведенных ранее; К<? - коэффициент динамичности, учитывающий эффект действия динамической нагрузки на конструкцию по сравнению с равной по величине статической нагрузкой. Он зависит от времени (Я") действия избыточного давления ударной волны^ частоты собственных колебаний конструкции¿у , а также от расчетного предельного состояния конструкции; 8 - ширина расчетного элемента апренгельной преграды. Коэффициент динамичности определялся по известным в динамике соорунений зависимостям, связывающим частоту собственных колебаний конструкции с величиной- времени действия нагрузки от ударной волны взрыва. Расчет на взрывоустойчивость' т-талло-деревянных ипренгельных перемычек осуществлялся, исходя из прочности ее основного несущего элемента,, за который принималась впренгевьная балка, обладающая наибольшим' пролеток в свету к входящая в конструкцию перемычки. Частота собствен«« колебаний расчетных эдекеитоа кеталло-деревянных шпрентельних гаере идаек ( <•>) определяюсь как система с двумя степенями свобода» в зависимости от их конструктивных схем и- жесткости отдельных злекентов впревгель-т них балок с использованием данных табдац 3 » 4.

Табличные данные £!?-1Э1 позволяют значительно сократить трудоемкость вычисления по определению О . Расчетные данные по определение круговой частоты ( (*> > и периода (Т> собственных колебаний впренгельных преград (шпреигельных балок), полученные по та&л.З в на 15-202 отличались от экспериментальных. Такое расхождение иполме допустимо п?и расчетах преград на взрывоустойчивость»

8авиоиыости для определения и 7* , исходя из гооивтричео-ной охвиы ( ¿.Ав,?,?) и иесгяооги ( £ ) рас-

точного элвыента шпронгельиой пэреиичии.

Г

с?г/з <г-г/з

* ЬЬ"

/

т, - иаооа погонного явтра бални, шпренгельнои затяжка и стойка

соответственно,

Усилия /V и /V от равномерно распределенной нагрузки Р

^Я-д/ЗбРе)-^, *// ; , /с//-л/.

Таблица 4

Определение коэффициентов ( , ¿V, ) Для различных конструктивных охеи опренгельных переиычон.

С х 0-и и 1Про- I Раочатныа коэффициенты "1

1 Конструктивные I Раочвтные лет I / Р ' ***7~ „к ,У/п'А и '/

^ Ф ^ ^ / ' ¿/з ' ¿/з ' * 3 4 5 6 I I I 0,30 0,45 0,60 0.60

© 3 * б 0,42 0,40 0 39 0.38 0,51 0,79 1,04 1Л9 1,10 1,07 1,05 1.04 01ЛОО оооо

* 4а 'г/, 'гм"*

© 3 4 5 6 1,2? 1,20 1,18 оооо 1,15 1,10 1,07 I.Gif оооо 8883

—Ш—И-

© *<!■/( 4 3 4 5 6 0,82 0,79 0,57 0,77 0,45 0,56 1,12 0,58 1,25 .1,17 1,12 1,09 0,70 0,80 0,90 0,90

В табл.4 приведен оптимальный коэффициент армирования () различных конструкций металло-деревянных шпренгельных преград. Коэффициент армирования любой шпренгельной преграды определяется как отношение суммарной площади сечения всех металлических затяиек в конструкции к суммарной площади сечения всех деревянных несущих брусьев. В результате расчетов с применением ЭВМ получены коэффициенты армирования япренгельных преград в зависимости от изгибающих моментов в деревянных элементах и усилий, возникающих в металлических затякках при действии на перемычки равномерно-распределенной нагрузки [171. Кроме того, определен коэффициент армирования преград в зависимости от скалывающих напряжений в деревянных элементах и усилий, возникающих в затянках при действии на преграды тех же нагрузок. Установлено, что оптимальным является наименьшее значение коэффициента армирования ипренгельных преград (табл.4).

Экспериментальные исследования показали, что' при оптимальном коэффициенте армирования, несущие элементы конструкций преград работают за пределами упругости (наибольшее отношение максимального прогиба конструкции к упругому прогибу, в этом случае, ориентировочно мояет быть равно двум). В переармированных конструкциях разрушающие напрякенмя б деревянных элементах при действии нагрузки возникают раньше, чей в впренгельннх затяяках наступает текучесть. Подбор геометрических размеров несущих брусьев и диаметров металлических затяяек в впренгельных преградах осуществлялся при оптимальном коэффициенте армирования, исходя из расчетной нагрузки Рр и усилий, возникающих в этой или иной конструкции перемычек.

(18)

(19)

где Ир. Кр- соответственно, максимальный расчетный момент и усилия в затянке, возникающие в конструкции преграды, определяются, согласно данным табл.3; Км. коэффициенты перехода для различных конструктивных схем преград соответственно по изгибающему моменту и продольным усилиям в затя*ке. принимаются по табл.4; П - количество деревянных элементов в одном ряду ипренгельной преграды; <5s>tñr допускаемые напряжения, возникающие в металлических затяжках и деревянных несущих элементах преграды, с учетом предельного состояния и стадии работы взрывоустойчивой перемычки, НПа; 8,h - размен поперечного сечения непщих брусьев преграды, м.;/ш - площадь пше-

Sf

речного сечения шпренгельной затяжки, м .

При работе шпренгельних преград за пределами упругости, экспериментально получен коэффициент динамичности по величине, примерно, в 1.5 раза меньше, чем этот же коэффициент, полученный при работе конструкции в упругой стадии (171. Общая деформация шпренгельных затяаек при разрыве достигала 3У. от ее первоначальной длины. При действии на шпренгельные преграды детонационной волны зафиксированы напряиения текучести в шпренгельных затяжках, достигающие 400 МПа. При этом экспериментальные данные, примерно, на 25-352 нише,', чем данные расчета перемычек на прочность. Расхождение данных можно объяснить анизотропностью древесины и сжатием элементов церемычек на опорах.

В [251 приведена схема конструкции противовзрывной метал-ло-деревянной перемычки-свода. Нагрузки на такие преграды определялись как для перфорированных преград. Далее по принятому диаметру анкера, его предельной прочности при растяжении, количеству брусьев-стоек, работающих совместно в вертикальном сечении преграды, определяется шаг анкерных болтов, диаметр брусьев-стоек и троса. -

Такие взрывозащитные преграды иногда выГюлнягатся в монолитном варианте [133. За расчетную схему монолитного свода принимается однопролетная параболическая арка, заделанная на опорах, шириной 1м, рис.3. Максимальная нагрузка от УВВ ( лР^И^, действу-

ющая на такую преграду,

определяется из выражения: tá_

лРм-^á -[■§• ■(e/df)-cosac+ o,sstnocj

(20)

где Н - толщина свода, м; в - пролет, перекрываемый преградой, м;

R^o - нормативная,призменная O.SO '

очность монолитного материала, НПа.

о о

Формула

М- < U

Л{о'Ма'Мс e¿. axctgií

/¿¿■¿Be'

f«C,J.

Грац« ци мрснкш нршце-Мшоси шоишги са;а(ш-xttmre ища i ЗЫ1СШСТ1 jt eieiitmi en шин (1) к rpi-itrj i itpracri бши (J)

аз o.4 о.б аз

(20) использована для определения взрывоустойчи-вости параболических монолитных преград,. Рис.3.

Увеличение несущей способности металлодеревянных и моно-

литных преград осуществлялось за счет усиления их вантами (241 или вводом в работу гидростоек 137] и т.п.

Наиболее часто для изоляции подземных пожаров, осложненных взрывами ГВС в вахтах, используют гипсовые монолитные преграды, представляющие собой массивные стенки. Материалоемкость монолитных преград велика. Около 35 тонн строительного гипса затрачивается на возведение взрывоустойчивой преграды в горной выработке среднего сечения (12 м*).

Повышение эффективности использования взрывозащитных монолитных преград из гипса при снижении их материалоемкости достигалось за счет увеличения сжатой зоны преград Г45,461. Увеличение сжатой зоны в таких преградах (441 осуществлялось за счет применения разгружающих устройств, состоящих из расвиряющегося материала, размещенного в резиновой оболочке между спаренными - вертикальными швеллерами, установленными в растянутой зоне массива преграды по ее краям, Рис.4. В результате реакции гидратации расвиряющегося вещества в массиве преграды возникают сжимающие усилия N.

№>

** т.

Резинам китаи! щш1 писав» преград (г№ 1арм Г25, 16,1 ■ 1,:М11!| е=9.1351 М,11 Ш) I«5 - ицграц без |сшш ! Н - вреграи с |азгциц51 |С1;)1СШ1

- зишрнш - - рас«»

ал аз а* а$ В/*

Толщина при изгибе массивной преграды (Н), опирающейся по боковым сторонам с разгружающимися устройствами (441, определяется из выражения:

К

•у*

о75(&р«&-вг-в(ХАш ■ е)

<Хг

(21)

где величина динамической нагрузки от УВВ, эквивалентная ш

действию статической нагрузке, МПа:^*- наибольший пролет опирания преграды, м; (эг- предельные напряжения в материале монолитной преграды при растяжении, Ша'.Аш- размер высоты поперечного сечения

швеллера, разгружающего устройство, и; - величина напряжения от расширяющегося материала. мПа: е - экцентриситет приложения сжимающих усилий в растянутой зоне монолитной преграды.

Толщина (1У преграды из условия ее работы на сдвиг

С22)

где ^-прочность материала монолитной преграды на сдвиг, МПа. (по данным эксперимента Тс-0,6<3* ).

При опирании монолитных преград по четырем сторонам (Рис.4) толщину преграды с разгружающим устройством при действии нагрузки от 9ВВ предложено определять, исходя из их работы на изгиб с учетом отношения (Ф= высоты выработки (Ц) к ее ширине (В).

(23)

и -плглч <Р*~ 8а+<Р4Шше'

//в>и=0065'^ е' (24)

™>ц цое>° у 0+<Р*)&,

Эти же формулы (21.23,24) при (% =0 пригодны для определения толщины преград без разгружающих устройств. Проверка справедливости приведенных расчетных зависимостей осуществлялась на моделях преград из гипса марки Г-25 с постоянным водогипсовым отношением 0.4 при различных соотношениях (Ц), (в) и (Н), на действие квазистатической равномерной нагрузки и показада удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных данных. Определяющим для работы монолитных преград в этом случае является изгиб (формулы 21,23,24). Несущая способность монолитных преград с разгружающим устройством, примерно, на 20-25% выше, чем у обычных, что в конечном итоге позволяет снизить материалоемкость таких преград.Р?].

Разработка быстровозводимнх взрывозащитных парашютных преград. На объектах взрывоопасных производств необходимо надежно обеспечить безопасность работ, как при угрозе аврийннх взрывов ГВС. например, при изоляции подземных пожаров в угольных шахтах, так и при проведении технологических взрывов, связанных с отбойкой полезных ископаемых в рудниках, проходкой выработок и тоннелей в транспортном строительстве. Для обеспечения безопасности работ в этих условиях была осуществлена разработка преград парашютного типа [50-621. За основу при разработке взрывозащитных преград были взяты тормозные парашюты, используемые для сокращения пути пробега реактивных самолетов при посадке. Используя данные отечественных ученых Н.А.Лобанова. Ф.Д.Ткачева, В.С.Еремина, О.Я.Рысева и др. по

разработке парашютных систем и тормозных парашютов^ был проведен комплекс исследований моделей защитных парашютных преград с учетом критериев геометрического и физического моделирования сначала в специально оборудованной прозрачной стенкой ударной трубе, а-затем, после выбора рациональной конструктивной схемы парашютной преграды, были изготовлены натурные образцы таких изделий и проверены экспериментально, с учетом особенностей работы парашютных преград в стесненных условиях каналов. Исследования проводились по двум направлениям: - разработка легких, переносных, быстро устанавливаемых парашютных преград для защиты людей от поражающих факторов взрыва при его угрозе во время ликвидаций аварий на предприятиях взрывоопасных производств; - разработка более тяжелых парашютных преград для защиты оборудования и оснащения горных выработок при проведении технологических взривов, обусловленных добычей полезных ископаемых или проходкой тоннелей в транспортном строительстве'.

Основополагающим для выбора рациональной конструктивной схемы легкой взрывозащитной парашютной преграды является ее коэффициент аэродинамического (лобового) сопротивления (Сп), Табл.5,

Анализ экспериментальных данных табл.5 показывает,что оптимальными, исходя из Сп, в условиях применения парашютных преград в каналах, являются формы куполов, которые работают при наполнении как полусфера. Число строп, удерживавших купол, должно быть не менее 8, при их длине не менее 1,5 диаметра купола в раскрое. Из-за полусферичности купола его диаметр должен превосходить эквивалентный диаметр канала не более, чем в 2 раза, оптимальным является отношение, примерно равное 1,3-1,5 раза. Стабилизация работы куполов параввтных преград из тканей в каналах обеспечивается полюсным отверстием в центре купола, ориентировочно равным 0,02 диаметра купола в раскрое и наличием матерчатого каркаса, симметрично нашитого на наружной поверхности купола по его краям и у полюсного отверстия, соединенных между собой дополнительными поперечными матерчатыми элементами. Общая площадь такого.матерчатого каркаса (пневмокар-касо) должна быть не менее 0,04 от площади купола в раскрое и его объем примерно составляет 0,001 от объема полусферы купола. Все элементы парашютной преграды выполнялись равнопрочными, рис.5. ///////! / т/////////////////////// / / ( / / /'/'/// /

Рк,5.Расчета ин параиш* прсграц

тУтпг/РРгтпп'Ли / т/Т)//> в / /77/ > / ~>

доходные данные для выбора конструкции взрывозащитной парашютной преграды по Сп

Стевд для определения 1!п

I.Парашют, ¿.вертлюг. З.Тензометрическая вставка. 4 .Стойка. 3.Регистратор.

6.Анемометр.

7.Микронанометр.

изменение ип парашюта в зависимости от количества игроп /п / Паравшт-плоскнй круг в раскрое,диаметром, равным '¿Л. какала, длина2 строп = 1, ЪЛ п аращюта/ку по л-кап ро-повое полотно.арт.

560023 П ГОСТ 1б'|20-70 /.

Сп

/3 // 9 Р

44

/

Ю

50

Изменение 0П парашюта в зависимости от отношения Парашют-плоский круг в раскрое из капрона аут.56004 П ГОСТ 16428-78 при постоянном количестве строп

п3В и их длине, равной ¿а.*

С»

80 60 40

го о

г

о ГО 15 2.0

Изменение Сп парашюта 'в зависимости от длины его строп

/гШ

Парашюты одинаковы по геометрическим размерам /плоский круг в раскрое/, но различны по воздухопроницаемости.

Нагрузки, действующие на раскрывающиеся за определенное время парашютные преграды, обусловлены давлением скоростного напора дРск, который возникает вследствие перемещений масс воздуха за фронтом УВВ. Величина нагрузки на парашютную преграду во многом зависит от воздухонепроницаемости ткани купола парашютной преграды Проведенные эксперименты показали, что для определения нагрузок на парашютные преграды можно использовать ранее приведенную методику, выразив воздухопроницаемость купола через коэффициент перфорации преграды, который определяется из выражения:

где ¥ от - площадь полюсного отверстия в куполе парашюта преграды, и* - условное отверстие, характеризующее воздухопроницаемость текстильного материала купола преграды, м-- :Рк - площадь попечного сечения канала, в котором установлена преграда, и* .

Эксперименты, проведенные на моделях и опытных образцах равютных преград, купола которых выполнялись из капронового полотна (арт.56004П, ГОСТ 16428-70) и такого ае полотна (арт.560023П, ГОСТ 16428-70) показали, что при действующем давлении на преграду не более 0,05 НПа условное отверстие /у , характеризующее воздухопроницаемость купола, составляет 0,3-0,5 от площади поперечного сечения канала. Для определения прочности купола, необходимо, чтобм временное сопротивление ткани ( Ф»), из которой изготовлен купол, было больше максимального напряжения (<3^»<), возникающего в куполе перемычки. Напряжение ткани купола определяется по горизонтальному и вертикальному сечению. Напряжение в ткани купола по горизонтальному сечению от действия аРск:

где </ - диаметр кривизны наполненного купола парашютной преграды (диаметр кривизны наполненного купола, ориентировочно, равен 0.7-0,8 диаметра парашюта - плоский круг в раскрое), м; Й - максимальная суммарная динамическая нагрузка на купол парашютной преграды от действующего давления (сумма проекций элементарных сил от избыточного давления скоростного напора УВВ на горизонтальную ось, проходящую через центр полусферы купола преграды ( кН ), т.е. сум7 марнув нагрузку в коуве строп парашюта.

Напряжение I- ткани купола по вертикальному сечению :

= Л

(25)

(26)

В виду сложности определения Сп и Кд при больших скоростях взаимодействия воздушного потока УВВ с куполом,/^ целесообразно определять по прочности отдельных строп, решая обратную задачу, т.е.. по известной прочности строп определить предельную нагрузку на коуш парашюта :

Д~/1.рат'С03(Г-т (28)

где п - число сторон, шт.; Рст - прочность стропы на разрыв', кН ; в - коэффициент неоднородности стропы, ориентировочно равный 0,75;

угол развала строп. Согласно приведенных выше зависимостей, рассчитаны на прочность длядР-40,05 НПа, запроектированы, изготовлены. испытаны и внедрены три типоразмера параиштных преград, пред-назначеных для гашения УВВ в каналах различного поперечного сечения угольных вахт. Парашютные преграды были выполнены из капронового полотна с противоожоговой пропиткой (арт. 56023П, ГОСТ 16428-78 ) в форме плоского круга, усиленного капроновыми лентами в радиальном и круговом направлениях и 28 строп, выполненных из прочной капроновой ленты (ЛТККП-27-1200, ЛТШ-27-2000) по <ОСТ 17-667-77). Стропы были сведены в единый коуш, через который при помощи прицепных устройств осуществлялось закрепление параввтной преграды в канале, на наружной поверхности купола был навит пневмокаркас из капронового полотна (арт.56009, ГОСТ 13090-77). усиленный капроновыми лентами. Характерные результаты экспериментов по выявлению работоспособности и защитных свойств парашютных преград сведены в табл.б. Доказано, что оптимальной является установка парашютной преграды, коу» которой закрепляется к металлической крепи при помощи специального прицепного устройства Г56 J и резиновых амортизационных подвесок, симметрично закрепляющих купол в положении, перекрывающем 0,6-0,7 площади поперечного сечения канала. Время полного раскрытия купола ориентировочно равняется 0,02-0,03 е., независимо от его формы. Эффективность гавения УВВ в этом случае отличается от парашютной преграды, полностью перекрывающей сечение канала, всего на 20-25'/..

Минимальная эффективность гавения избыточного давления при ¿P£0.05 НПа УВВ непосредственно за паравютной преградой составляет 22-26Х, а импульса составляет 35-42%, парашютная преграда задерживает не менее 752 предметов, переносимых УВВ. Использование ка-

¿в

РЕЗУ ЛЬТАТН анСПЕРИШТОВ

пронового материала в парашютных преградах резка снижает коэффициент динамичности нагрузки из-за большой деформативности материала.

Указанные парашитные преграды вместе с прицепными устройствами входят в комплект противовзрывной быстровозводимый (КПБ). Устанавливается такой комплект в течение 7-8 минут. Для КПБ разработана нормативная документация, регламентирующая эксплуатацию, ремонт и применение парашютных преград при угрозе взрыва ГВС [56]. КПБ внедрены во всех опасных по взрывам угольных бассейнах для защити горноспасателей во время ведения аварийных строительных работ при угрозе взрыва.

Парашютные преграды из конвейерной ленты разработаны на уровне изобретений [31,55,59], применяются для гашения УВВ интенсивностью до 0,2 МПа при проходке горных выработок в рудниках или тоннелях метро при их строительстве. Купол таких преград состоит из двух или трех взаимопересекаю-цихся, симметрично расположенных отрезков конвейерной ленты, соединенных ненду собой по центру. Конец каждого отрезка ленты купола снабжен но менее, чем двумя стропами из стальных тросов, которые равнопрочно соединена с концами каждой конвейерной ленты (табл.7). Стропы собраны в единый коуш. Длина каидой стропы равняется 1,5-2 диаметрам купола [31,55,59]. Диаметр купола парашютной преграды в раскрое определяется по формуле:

где ? - площадь поперечного сечения выработки, в которой монтируется парашютная перфорированная преграда, м"*3 .

Максимальное усилие И, возникающее в коуше строп парашютной преграды из конвейерной ленты при действии нагрузки от УВВ определяется по формулам (26-29). Расчетные данные табл.7 удпвлетво- *' рительио совпадают с экспериментальными. Марка конвейерной ленты для купола преграды и диаметр трога для строп определяются, исходя из расчетного напряжения (О) купола и усилия (А?) в стропах соответственно по ТУ 38-105189-72 для конвейерной ленты и ГОСТ 3078-110 для металлического троса. Рассчитанную на взрнвецстойчивость парашютную преграду предложено равнопрочно закреплять к оснащению горных выработок симметрично ее площади поперечного сечения. Парашютные преграды табл.7 закрепляют к груженым вагонеткам, погрузочным машинам, анкерам или специально возведенный ил птростппк и уголков опорным фермам Г58,023. Для снижения коэффициента динамичности нагрузки парашютные преграды гмкрипляют к нгппдриунн« опорам чррез специальные чнергопоглотитеяи в качестве которых в простей-

(23)

Парашютные преграды из конвейерной лонты

Элементы преграды

дР-м/кг аю —

аоа нов

0.04

I.конвейерная лента; ¿.металлический трос; З.коущ; ч.резиновый шнур; 5.заделка тросов; 6.болт. ...

0.02 О

Изменение Д от действия а Р.

V

г

л у «

'¿Г-

X.эксперимент; ¡¿.расчет.

Закрепление преграды к опоре

Характерная осциллограмма /совмещенная /

I.парашют из конвейерной-. . ленты; ¿.стропы; З.энергопог-лотитель; Ч.опоры; 5.мешки с водой.

¿.усилие £ /жесткое закрепление коуша /;

¿.характер изменения дР,*; 3.усилие £/закрепление т коуша через энергопоглотитель/.

Подвижная преграда

* /, /г г г / г / / /

Перемещение массивной преграды

и

1 -. * ..—

I.купол парашюта; ¿.стропы; 3.вагонетка; Ц.держатель; 5.мешки с водо^.

£

г '

о ~ о.г ол "ол ШПй^щ I. расчет; ¿.эксперимент. .

■ем случае используют прокладки (56] из сминающейся древесины, при этом достигается снижение динамической нагрузки не менее, чем на 30% (табл.7.п.2).

Гавение УВВ зависит от коэффициента перфорации преграды и количества диспергированной УВВ воды из полиэтиленовых мешков, расположенных по верху, рядом или непосредственно на опорах, к которым закрепляется парашютная преграда. С достаточной для практики точностью гашение УВВ рассчитывается по формулам (12-15). Перемещение таких преград определяется из решения дифференциального уравнения:

(30)

где/??- масса преграды;°^£* ускорение преграды под действием УВВ;

сила сопротивления преграды сдвигу; дРр(Ь) - результирующая нагрузка от УВВ, сдвигающая преграду.

Перемещение парашютной преграды будет зависеть от силы сопротивления /¡с энергопоглотителя и результирующей нагрузки действующей на преграду от УВВ. Изменение д/},6()во времени, с достаточной для практики точностью, апроксимируется линейным законом изменения:

Ар(4)ш (31)

( О, при £>V.

где "2*- величина фазы сжатия УВВ. действующей на преграду. При постоянном X* скорость, и смещение при ^^определяется из выражения:

полное смещение при: ±

лРР

Я

при;

если 1> -7Г >0,5

и * У/

(33)

В случае закрепления парашютной преграды к подвижной опоре (табл.7), максимальное ее пергмрщр.ние под дейптвгчм '.'ВВ определяет-

ся из выражения (32) или (33) при

где гв.гп - соответственно суммарная площадь вагонеток и пригрузо-чной ленты в плане, ■ Гтр,Гск - соответственно коэффициенты трения пригрузочных элементов из конвейерной ленты и трения скольжения вагонеток о рельсы- суммарная масса вагонеток;Рк - площадь канала, в котором установлена преграда.

Такие преграды впервые были применены на руднике Акчатауско-го ГОК для гашения УВВ взрыва при проходке горных выработок с целью защиты их сопряжений и оборудования, от разрушения. Предложенные преграды надежно гасили УВВ и задерживали переносимые взрывом предметы. Расчеты по определению прочности и гасящей способности таких преград удовлетворительно совпадают с экспериментальными данными. Диспергирование воды УВВ из-за разрушения полиэтиленовых мешков, смонтированных на опорах, способствовало повышению эффективности гашения УВВ парашютными преградами. Кроме того, распыленная вода растворяла большинство ядовитых газов, что улучшало санитарно-гигиенические условия в горных выработках. Удельный массовый расход воды, с учетом запаса, принкколся равным 40 кг/н2Пб]. Для повышения эффективности гашения УВВ подвижными перфорированными преградами (табл.8) их целесообразно монтировать вблизи 'различных сопряжений каналов [31.59,60]. В этом случае происходит не только гашение УВВ, но и осуществляется перераспределение энергии УВВ, распространяющихся по каналам. В табл.8 [60] приведены коэффициенты затекания (Кз) УВВ в зависимости от перфорации подвижной преграды, установленной в основном канале Т - образного сопряжения при дР, =0.06г0,3 НПа.

Коэффициент затекания (Кз) УВВ за преграду представляет со бой отношение величины избыточного давления*?! ..прошедшей за перфорированную преграду, к величинедРе УВВ, набегающей на преграду. Анализ экспериментальных данных табл.8.показывает.'что при неизмененной площади поперечного сечения канала и отсутствии подвижно( преграды, т.е.<г£" = 1, коэффициент затекания УВВ в примыкающий кaнaJ изменяется в диапазоне' 0.3-0,45, в зависимости от величины набега! щей волны л Рл Эти данные хорошо совпадают с данными СНиП 2.01.54-8' При установке подвижной преграды в канале наблюдается увеличена коэффициента затекания Кз УВВ в примыкающий канал. При установи подвижной преграды в примыкающей выработке присходит увеличение У в основном канале. Таким образом, для того, чтобы управлять распр стрэнением УВВ в каналах целесообразно использовать передвижные и

Результаты экспериментов по гашению и перераспределению энергии УВВ в разветвлении* каналах

Я &

0,6 о,7 0.6 0,5

0,3 ОЛ

•¿/ЗЕНКЕР —Чд

МЗ'ЬРл/АР*

об

(19

Йв Изменение К3 в канале в зависимости от перфорации преграды Ж и величины давлениядР, аг 0.1

иг

0,5

М 0,3

0,1

0.& 0.3 0,5С16 0,в 1,0 лР^МПа

а? аб а 5 04 аз аг

аг о

/— й/} ' 0.05 МЛа г-йР,-а1 з-&р,-аг ^ т- -,- ^ -

"аРл/лА

--&Р,

1 . ... 1 • ... ■. _______

Изменение К3 в примыкающем канале в зависимости от коэффициента перфорации <*- подвижной преграды, устаноалекн-но11 в основном канале и двлнчинывР| УШ, приходящей к Т-образному сопряжению каналов.

ю ав аб о.4 аз о*

09

аз а? ав

0.5

а* аз

-.....1— - 1 йР, а й 05-+-0.3 --г

%.Г*.-АР£/АР,

--

\ к -

Изменение К3 в осмои-иом канале в зашю!,-иости от коэффициент: перфорации прегради с< установленной а пр:*П1 каощем канале и вам УМ, приходя щоЛ я Т-образному сопрялэнкп каналов.

/о ав о.б а4 о.& о<ь

стационарные преграды, .выполненные, например, в виде парашютов из конвейерной ленты 131,59,60], Место остановки таких преград должно производиться с учетом достижения оптимального гашения или перераспределения УВВ по каналам. Разработанные метод и средства управления распространением УВВ по горным выработкам можно применять при определении безопасных мест ведения строительных работ при изоляций пожаров в угольных шахтах. Применение совместно с соавторами пред-: локенного способа управления распространением УВВ позволяет существенно снизить потери горных выработок и повысить безопасность работ при угрозе взрыва газа и пыли в шахтах.

Парашютные, преграды из металли-. ческой сетки (заслоны - огнепреградители) предназначены для гашения УВВ и фронта пламени в зоне загазования ГВС в канала^ выработок угольных шахт [57-581 и могут быть применены для трубопроводов, транспортирующих взрывоопасные газы. Для условий угольных шахт каждый заслон состоит из гасителя энергии УВ и фронта пламени и выполнен в виде парашютообразного купола из металлической сетки, закрепленного по периметру в верхней части выработки. Сетка усилена в Продольном и поперечном направлениях металлическими тросами, обеспечивающими ее прочность при взаимодействии с УВВ. Нижние и боковые края парашютообразной металлической сетки снабжены равнопрочными удерживающими тросами, рассредоточенно закрепленными к крепи горных выработок. В исходном положении заслон находится в полураскрытом виде и закрепляется в одной точке; заслон срабатывает как от действия УВВ, "гак и от пламени взрыва. Гашение УВВ таким заслоном происходит также, как и перфорированной преградой. Механизм гашения пламени предложенным заслоном основан на тепловой теории гашения плаиени [611:

где Опс.йпв - соответственно потери тепла на сетке заслона и за счет диспергирования воды в зону горения; 0*- количество внделив-вегося тепла во фронте пламени при взрыве ГВС.

Интенсивность необходимого теплоотвода из зоны реакции горения можно определить по следующей формуле:

оСа А(Тп-71)и+с£а-Ж -Ув^о^ди ^ (36)

где коэффициенты поглощения тепла металлической сеткой и во-

дой. соответственно; X» .То - температура пламени и металлической сетки;толщина фронта пламени:*/- скорость распространения пла-

мени;/^- поверхность сетки; Кв - коэффициент непредвиденного расхода BOflH;i^í/- объем диспергированной воды и реагируемой ГВС; - теплотворная способность взрыва ГВС в зоне горения.

Эксперименты по гашению взрыва ГВС в зоне горения показали, что максимальное время, за которое сетчатый заслон занимает рабочее положение, примерно равняется 0,09 с. Для эффективности работы заслона суммарная масса воды, отнесенная к квадратному метру поперечного сечения канала, доляна быть не ненее 100 кг/м* . При этом установлено, что сетчатый заслон способен без воды гасить фронт пламени взрыва, двигавщейся со скоростью до !0 м/сек. При скорости пламени 180-300 м/сек. необходимо Í00 кг/м^воды. Эффективное гашение УВВ обеспечивалось прочностью заслона, в котором все элементы работали только на растяжение. что позволило локализовать предложенными заслонами развитые взрывы ГВС и при этом уменьшить непроизводительные потери води и улучвить ее диспергирование.

Параэвтнве прегради для перераспределения и фильтрации воздуха в к а и а л а я [511 выполняются из воздухонепроницаемого материала с полусферической формой купола со стропам, закрепленными в одной точке (рис.5) или по периметру выработки. Иэ внешней поверхности купола по его край прикреплен уплотнитель, образующий с нат руЕной поверхностью кольцевую камеру, а основание купола по периметру кольцевой камеры выполнено с отверстиям, ттр!{чек. уплотнитель изготовлен из эластичной воздухонепроницаема ткани. Монтируется такая преграда навстречу потока воздуха в канале при помощи строп, разделенных на два пучка, которые симметрично крепятся в средней части боковых стенок канала. Максимальная скорость потока вентиляции, удерживающая парашютную преграду в раскрытом виде, определяется из выражения:

где Q - вес парашютной преграды со стропами. Экспериментально подтверждена справедливость данной формулы для преграды, имеющей Ü = 7 кг; Сп^ЗО; Fk = 6 н5. Установлено, что минимальная скорость, раскрывающая купола преграды, равна 0,4-0,5 м/сек., причем, верхний предел не ограничивается. Парашютная преграда хорошо вписывается в каналы различной формы поперечного сечения (арочной, сводчатой, круглой, трапециевидной), плотно прилегает к стенкам, кровле и почве каналов, "обтекает" рельсы, кабели, трубы и прочие выступающие предметы, благодаря чему достигается хорошая герметичность по периметру каналов. Площадь полусферического купола в раскрое должна

J6

превосходить площадь поперечного сечения канала в месте ее установки не менее, чем в 1,4-1,6 раза. При испытаниях перепады давления на преградах составили 150 мм вод. столба, а расход воздуха в каналах уменьшался почти в 10 раз. Подобные преграды серийно изготовлены диаметром 4,5 и 6 м, внедрены во все угледобывающие бассейны СНГ. В аварийных условиях шахт преграды могут применяться для перераспределения или сокращения расхода воздуха по каналам, быстрого восстановления режима проветривания при разрушении вентиляционных сооружений взрывом, предотвращения поступления воздуха с высоким содержанием метана к очагу пожара. Для этих целей разработана парашютная преграда (623, складывающаяся под действием УВВ и восстанавливающая свои функции после действия взрыва. Аналогичной формы выполнена пыледымозащитная парашютная преграда, купол которой изготовлен из воздухопроницаемого материала tН.=300-900способного фильтровать задымленный или запыленный вентиляционный поток, идущий через пожарный участок в каналах угольных шахт. Купол преграды имеет равнопрочные стропы, соединенные в единый коуш. По центру основного купола через упругий фал смонтирован малый парашют, диаметр которого составляет, примерно, 0,2 от диаметра большого купола. При взаимодействии с фильтруемым потоком малый парашют придает флатирующий эффект большому куполу, сотрясая его. Таким образом, осуществляется регенерация материала купола парашюта-фильтра.

Исследование парашютных преград, выполненных из материалов с различной воздухопроницаемостью купола, показали, что в первом приближении количество воздуха, прошедшего за парашютную преграду (Qc), можно определить из выражения:

t38)

где Qh - количество воздуха, проходящего по каналу до установки парашютной преграды, м3/с; Кф - коэффициент фильтрации тканей парашютных преград, зависит от их воздухопроницаемости, табл.9: hc-перепад статического давления, создаваемый парашютной преградой в канале, Н/м* ; ¿.Р - максимальное значение перепада статического давления при полной герметичности купола преграды, Н/м* , ( для реальных условий потока воздуха горных выработок hc=3500 Н/м' ).

Анализ формулы (38) показывает, что при = 1 *Р=0. Это соответствует воздухопроницаемости, равной бесконечности, т.е. отсутствию преграды. При Q^jQn =0 преграда абсолютно герметична, воз-духопрницаемость равна нулю. Перепад давления достигает максимума he, который развивает вентиляция (вентилятор).

Таблица Э

Экспериментальное значение коэффициента фильтрации Кф тканей парашютных преград в зависимости от воздухопроницаемости при скорости потока воздуха в канале 5-9 м/с.

(Воздухопроницаемость |Н». л/н£

.с.

|50-250 |70-300 1300-900

I I I

I А

Оа.

I 0.71 | 0,74 | 0.?

В случае применения таких преград в задымленности с течением времени работы материал куполов уменьшает фильтрационные способности, при этом, увеличивается аэродинамическое сопротивление парашютов, что используется в 152) для включения системы водяного орошения. ■ -

Устройство для повышений несущей способности строительных конструкций и трубопроводов, подвергающихся действию взрыва. Некоторые конструкции взрывозащитных преград, как и большинство строительных конструкций, попавших в зону действия взрыва, частично или полностью теряют несущую способность. Основной целью усиления конструкций является обеспечение их нормальной эксплуатации. Нине приводятся основные способы усиления, приемлемые как для взрывозащитных преград, так и для обычных строительных конструкций. Чаще всего это делается с изменением первоначальной конструктивной схемы усиливаемой конструкции путем ввода в работу различных горизонтальных, ипренгельных, комбинированных затяжек или дополнительных опорных стоек (см. табл.10).

Устройство горизонтальных, шпренгельных или комбинированных преднапряженных затяжек в целях усиления балочных конструкций превращает эти элементы в комбинированные системы, состоящие из балок и стальных затяжек. Зти системы являются статически неопределимыми, так как в них возникают дополнительные усилия, которые определяются, помимо условий статики, рассмотрением деформаций системы.

В связи с этим тяги затяжек рассматриваются в совместной работе с усиливаемыми балочными элементами, на которых они монтируются. Эта совместная работа проявляется в возникновении статически неопределимых усилий в затяжках от действующих загружений после того, как будет создана комбинированная система, т.е. когда включаются в работу затяжки г предварительным натяжением. Основная трудность в создании предварительного натяжения в затяжках, особенно, если оно должно производится на высоте без полной разгрузки усиливаемой конструкции.

Обычно, предварительное напряжение в затяжках создается специальными натяжными устройствами. Трудоемкость таких работ очевидна и достаточно полно описана в технической литературе (Н.М.Онуфриев, В.М.Ройтман и др.). Для устранения этого недостатка разработано на уровне изобретения (84-87, 69-72] натяжное устройство, позволяющее автономно'производить натяжение в затяжках. Одно из новых натяжных устройств приведено в табл.10.

Устройство состоит из двух отрезков швеллеров, к полкам которых по всей длине приварены симметричные отрезки рассеченной по диаметру трубы, длина которой равна длине швеллеров. При совмещении полок швеллеров друг с другом внутри их образуется круглая полость, т.е. своеобразный раздвижной цилиндр из отрезков полутруб. Внутри каждой составной трубы на всю длину устанавливают изогнутые по внутреннему диаметру сегменты, герметично перекрывающие стыки полутруб раздвижного цилиндра. Совмещенные в виде короба отрезки швеллеров с вваренными в них отрезками полутруб, соединяются друг с другом точечной сваркой. Торцы отрезков швеллеров натяжного устройства снабжены герметичными крышками, позволяющими беспрепятственно работать раздвижному цилиндру. 8 собранном виде каждое натяжное устройство передает (табл.10) усилия непосредственно на металлические затяжки при заполнении объема раздвижных цилиндров натяжных устройств расширяющимся составом рабочей смеси.

Эти же устройства используются для разгрузки монолитных взрывозащитных преград (46) и ввода в работу дополнительных опорных стоек, устанавливаемых, обычно, по середине усиливаемых прогонов. Установка дополнительных опор, т.е. уменьшение пролета усиливаемой конструкции, резко повышает ее несущую способность. Установлено, что в определенных случаях, при уменьшении пролета в два раза, несущая способность усиливаемого прогона увеличивается в четыре раза.

В результате расширения рабочей смеси раздвижные цилиндры натяжных устройств передают нагрузку на затяжку или промежуточную стойку. Величина усилия (Н). развиваемого натяжным устройством, определяется из выражения;

(39)

где (Л ~ напряжение, возникающее в отрезках полутруб раздвижного цилиндра в результате реакции расширения рабочей смеси, ИПа; -и -внутренний радиус круговой полости из отрезков труб, м; Ь - высота раздвижного цилиндра, м; К - коэффициент перехода напряжения, воз-кающего при расширении рабочей смеси, в усилие растяжения;'п - ко-

личбство натяжных устройств; передающих усилия конструкции,• .V

Р а б о ч и е • с н е с и, В качестве, рабочих расширяющихся смесей использовались различные композиции, составленные из сочетаний отдельных веществ, предназначенных для разрушения горных пород. Основным компонентом рабочей расширяющейся ¿смеси является измельченная негашеная известь с добавками, предназначенными для ускорения реакции расширения, (ювыоения давления , в определенных рамках температурного использования смесей. Наилучшие показатели получены для смеси веществ, содержащих окись кальция 60-90% от общей массы, остальное - отходы целлюлозно-бумавного производства до 100%. . Рабочая расширяющаяся смесь. соответст'вуетй#(г;Ш-53-22-8ф^ Смесь приготавливается на воде, количество которой принимается 2830% от порошковой массы смеси, при тщательном перемешивании в течение 6-8 минут, Предложенный состав /представляет!,' собой -7 порошкообразный материал серого цвета, пылящий, негорючий, невзрывоопасный, обладающий слабыми щелочными свойствами (РН-12,5), насыпная объемная плотность 1,25 - 1,35 т/м? вадопотребность. 30%; развиваемое давление 30 МПа.' Механическое.напряжение 6. рабочей смеси возникает в результате увеличения объема смеси,' вступающей в реакцию гидратации, которая обеспечивается основным компонентом порой-' ка - окисью кальция.: Дополнительныекоипоненты; входящие в'срстар порошка, служат для поддержания, определенных режимов твердения рабочей смеси. , ■'■.'-".';."■ -'-V : ^

В табл.10 представлены результаты экспериментов по, определению расширяющейся способности рабочей смеси. Остановлено, Что-33 первые сутки рабочая смесь расширяется, примерно,-на 70-75% от своего максимального значения, для расширения объема смеси на остальные 25-30% требуется еще около двух месяцев. Максимальная скорость расширения смеси приходится на 6-12 часов ее твердения.;При изготовлении рабочей смеси на горячей воде ,50-60° С интенсивность , ее расширения увеличивается, примерно, на 10-15% по сравнению сизготов-лением на воде комнатной температуры, при':прочих равных условиях проведения экспериментов. Рабочая смесь хорошо работает только при положительной температуре. Для удешевления расширяющейся смеси прц менялись инертные добавки. В качестве инертной -добавки: в рабочую смесь добавлялся сухой" песок (ГОСТ 10268-^89). Добавка сухого песка в количестве 20-40% к расширяющейся смеси (ТУ 21-53-22-86Гоказыт вает незначительное влияние на объем и усилия" расширения (см табл.10). - '. .. . '•.-'■■■■/-■■■ -: '

Экспериментально установлено, что коэффициент перехода напряжений, возникающих при расвирении рабочей смеси в натяжном ус тройстве в усилие растяжения, ориентировочно равен 0,87, 1 -

4Г

Совершенствование усиления несущей способности строительных конструкций и трубопров одов. Для усиления колонн, балок и других несущих элементов разработано натяяное устройство. Устройство представляет собой отрезок трубы, рассеченный в средней части по образующей на четное количество симметричных, одинаковых сегментов (табл.10). Устройство равнопрочно монтируют к стержням усиления. Внутренний объем каядого натяяного устройства заполняется рабочей расширяющейся смесью, которая деформирует разрезные участки натяяного устройства, при этом оно уменьшается по длине и производит натяяение стеряней усиления.

Уменьшение длины натяяного элемента в первом приближении, определяется по формуле:

364Е%'П <40)

где(5^- напряяение, вызываемое расширением рабочей смеси, НПа;с*лтг-внутренний диаметр трубы, и; ф,- длина одного разреза, м: л - число симметричных разрезов, шт.: Е - модуль упругости материала'.МПа'рр-момент инерции одного разрезного элемента натяяного устройства, м*; Кр - коэффициент условий работы,.

Напряяение обяатия усиливаемого элемента за счет работы каядого натяяного устройства определяется из выраяения:

—ШЗ^Я <4П

Приведенные расчетные зависимости подтверждаются экспериментально при коэффициенте условий работы Ир = 0,83.

. Для усиления узлов строительных конструкций, например, ферм, разработано новое устройство, состоящее из двух полусферических трубчатых сегментов, обрамляющих усиливаемые элементы узла так, что они находятся внутри металлической обрамляющей оболочки, элементы которой равнопрочно скрепляются меяду собой, например, сваркой (табл.11).

Внутренний объем обрамляющей элементы узла металлической оболочки заполняют расширяющейся смесью, после расширения которой усиливаемые элементы защемляются в металлической оболочке. Усилие (И), которое препятствует сдвигу элементов в усиливаемом узле фермы, определяется из выражения:

Л/-ГТ<э'0>е4й* С 42 3

Результаты экспериментов

А-Л

Ц

6-ь

^А 8-В

— | •

Усиленно узлов *

1. Металлическая обойма

2. Усиливаемый элемент

3. Рабочая смесь

^ Изменение напряжения обжатия

йб а9

шенты. ;

1. 1'1етал 2. Дерев шческии 1и1шй

3. Пеньк >вый

-¿(сум)

/////,/////////л

777777777р7Ш^г'

3 ¿Л..

Анкерное устройство

1. Трубчатый разрезанный элемент.

2. Сплошной стервднь.

3. Рабочая смесь.

Изменение усилия Ш / в зависимости от для скважинырЬЗмм

Им /00 50

• О

0С/ фел (•= 43 м» 7» 20мм

а.г ол е*(м)

£ Соодин^шГо^труб ?

1. Резиновый уплотнитель.

2. Рабочая смесь. 3.Хомут. '».Резиновая прок лидка.

Изменение напряжения в

(й зависимости от времени &

0.8 0.6 ол 0.2

О__

где Л - периметр элемента, находящегося в металлической оболочке, м: суммарная длина обжатия элемента усиливаемого узла фермы, и; Гтр - коэффициент трения обаатого элемента о рабочую смесь.

Формулой (42) можно пользоваться при определении усилий, которое может выдержать заделка тросов (ванты, расчалки), осуществляемая при помощи рсширягащихся смесей. В этом случае в прочном металлическом патрубке размещают трос, изогнутый в виде петли, и внутренний объем патрубка заливают расширяющейся рабочей смесью, при полной герметизации торцов патрубка надежная работа соединения обеспечивается, когда внутренний диаметр патрубка превосходит диаметр троса не кенее, чем в 2,5 раза при соответствующей толщине патрубка. Предложенные устройства могут быть использованы для изготовления автономно-напрягаемых анкеров и других устройств. Предварительное автономное напряжение и распор (см. табл.11) в анкерах осуществляется за счет применения расширяющихся рабочих смесей с гидрофобными добавками, размещенными по длине анкерных стержней снаружи или внутри их полой части.

В результате расширения рабочей снеси происходит укорочение и самонатяяение анкерных устройств. Отличительной особенностью предложенных устройств от ранее известных является отсутствие у них потери предварительного напряжения [70-75].

Величина предварительного натяжения анкера (см. табл.-11 п.2) определяется из выражения в ранее принятых обозначениях:

/У^У ^■^•ер-^р. .и (43)

" ^ ЗвЬ-УуП г

8 этом случае идет постепенное упрочнение обжатия пород, в которых закреплен анкер. Процесс длится, примерно, в течение двух месяцев со дня установки анкера, так как за это время происходит полное расширение рабочей смеси.

. Для повышения прочности трубопроводов, попавших в зону действия взрыва, разработаны новые способы и устройства соединения и ремонта трубопроводов на основе расширяющихся рабочих смесей. Для раструбных труб их соединение и ремонт осуществляется путем размещения полого резинового уплотнителя с расширяющимся составом в раструбе трубы. В результате расширения смеси стык автономно уплотняется, при этом достигается высокая прочность стыка при его эксплуатации.

Экспериментальные исследования и приемочные испытания по соединению труб марки СТП 320 новым способом, когда в качестве уплотнителей в надвижных муфтах использовались погонажные отрезки резинового вланга диаметром 17 мм с толщиной стенки 2 км показали

положительные результаты.

Во внутрь шланга каждого уплотнителя перед соединением его в кольцо заливался раствор рабочей смеси. Экспериментально установлено, что расширение резинового уплотнителя в пазах надвижных муфт начинается постепенно, начало: расширения зарегистрировано через два часа после его заполнения раствором. За первые сутки происходит примерно 70% расширения от максимального. Дальнейшее расширение происходит еще в течение двух месяцев, после установки надвижной муфты по соединению труб в проектное положение. Этот факт очень важен, если соединяемые трубы просядут, то за счет длительного расширения уплотнителя устраняется возможная течь, вызванная проседанием труб. Избыточное давление, выдерживаемое стыками труб марки СТП 320 при соединении их по новому способу на герметичность, составило 1 МПа, что соответствует данным рабочей документации для этих труб, максимальное разрывное усилие стыка более 3 тонн: минимальное 1,6 т.

Для ремонта трубопроводов разработаны несколько устройств, позволяющих ликвидировать течи в трубопроводах. Устройства предста-. вляют собой прочные эластичные оболочки трубчатой формы, внутренний объем которых заполнен расширяющейся рабочей смесью. Каждое такое устройство располагают между бугелем (хомутом) и резиновой прокладкой, установленной на поврежденный: участок или вместо бугеля используют обычную проволоку, например/на изгибах трубы. В этом случае на эластичную прочную оболочку с рабочей смесью устанавливают накладки и витки проволоки, подгоняют плотно друг к другу.' Такое клетневание проволокой можно проводить в один или два слоя. С течением времени рабочая смесь, находящаяся в своеобразной обойме, расширяется и плотно прижимает резиновую прокладку к месту повреждения. Резиновая прокладка буквально вдавливается на поврежденном участке, даже без всякой его зачистки. Практическое применение таких устройств осуществлялось на разных участках трубопроводов без полного его отключения и показало, что через 5-6 часов течь в трубопроводах полностью прекращалось. При испытании устройств давление в трубопроводах достигало 1 МПа.

Предложенные совместно с соавторами технологии и устройства с применением расширяющихся рабочих смесей для ремонта и повышения прочности строительных конструкций защищены многими авторскими свидетельствами и положительными решениями на выдачу патентов (45.46,63-751.

Экономический эффект от внедрения указанных разработок по данным Карагандинского института Промстройпроект составляет 10,3 млн.рублей (в ценах 1991 года).

Разработка устройств для регистрации параметров взрывных волн в аварийных условиях. В процессе выполнения исследований про-тивовзрывных преград были разработаны механические датчики для регистрации параметров взрывных волн (табл.12), которые дают возможность без применения электрической энергии и традиционных приборов, простыми средствами выполнять эту работу и собирать статистический материал о реальных параметрах взрывных волн в аварийных условиях угольных шахт и других объектов взрывоопасных производств.

В табл.12 п.1 приведено устройство (71, которое применяется совместно с переносными, противовзрывными преградами (501 с целью выявления нагрузок от взрывных волн, действующих на эти конструкции и возможности их повторного использования.

Устройство содержит корпус с цилиндрической полостью, в которой размещены верхний и нижний вкладыши. Между корпусом и верхним вкладышем, а также между верхним и нижним вкладышем герметично зажаты фольговые мембраны, которые наклеиваются на верхний вкла^ дыш с двух сторон и зажаты с помощью прокладки и крышки.

Устройство неподвижно закрепляется на почве и работает следующим образом. При воздействии на устройство волны сжатия часть участков верхней мембраны разрывается под действием перепада давления на фронте волны и невозмущенной атмосфере. При этом нижняя мембрана остается целой, так как сквозные отверстия нижнего вкладыша небольшие по диаметру. При прохождении волны разрежения часть участков нижней фольговой мембраны разрывается под действием перепада давления в невозмущенной атмосфере (давления в замкнутых каналах нижнего вкладыша) и в фазе разрежения.

На основании предварительной калибровки мембран и теории расчета их на прочность определены величины максимальных давлений в волнах сжатия и разрежения, и выведены расчетные зависимости по f определению давления, разрывающих фольговые мембраны различного диаметра: _

л / чГШШ

0j0?6E t44)

где d - диаметр отверстий, перекрываемых фольговой мембраной, м;

(Х - напряжение разрыва фольги, МПа;^- толщина фольги, м; Е - модуль упругости материала фольговой мембраны, МПа.

Предложенное устройство легко изготовить в любой механической мастерской. В качестве рабочей мембраны использовалась алюминиевая фольга АО—5 (ГОСТ 745-81 Е=?>10* МПа; t=16*l0" м).

В табл.12 приставлены графики для определения давления во фронте УВВ по разрыву фольговых мембран марки АО-5. При этом уста-

Таблица 12

Новые устройства для регистрации параметров УВВ

Ж ШШ

1.ПолыЙ корпус. 2.Верхний вкладыш. З.Фольга. '4.Нташй шс ладьи. 5.Крышка.

Для И

/£

Ю й

6 «

£

\ \

- \ . у л •

ч,

V ое цз <& д/г^ Влияние глубины канала / <4 /] ца разрыв фольги ог действий а Рф {МПа}

I.Полый корпус. 2.Вкладыш. З.Фольга. 4.Пластина. 5.Игольча-тый клапан. б.Мерный материал. 7.Крышка. 8.Мерная емкость.'

Зависимость разрыва Фольги различного диаметра от величию! & Рф (МПа)

I.Секундомер.

Я.Параишты.

З.Фал.

Л?<Р

т '{¡}г

'<т !ам

I

ооА

\

ч\ л: /

\

V г

I.Эксперимент. ¿.Расчет.

новлено, что стабильные результаты по разрыву мембран получаются при глубине перекрываемых каналов во вкладыше 11 > 1см. Ожидаемая ошибка при определении лРф не превышает 10-15% [7-81.

Для измерениядРо времени действия УВВ в фазе сжатия разработано, испытано и внедрено простейшее, автономно работающее устройство (табл.1 п.2). При действии избыточного давления на устройство, закрепленное в канале строго горизонтально, открывается игольчатый клапан и мерный материал перетекает из верхнего канала в нижний. По окончании действия УВВ сила упругости резиновой прокладки и пружины возвращают игольчатый клапан в исходное положение. По промежутку времени, за которое часть мерного материала перетекает из одной емкости в другую, можно судить о длительности действия избыточного давления во УВВ. Ожидаемая ошибка при измерениях достигает 30-35% [91. Аналогичная конструкция датчика для определения времени действия фазы сжатия и разрежения приведена в [101.

Автономно работающими простыми устройствами (табл.12 п.З) регистрируется скорость распространения УВВ. В этом случае по два миниатюрных паразита разнесены относительно друг друга на Фиксированное расстояние и соединены при помощи легких и прочных'фалов к многострелочному секундомеру, расположенному во взрывозащитном, жестко закрепленном корпусе. Иногострелочный секундомер, например, марки (СД Спр-1-200 ГОСТ 50072-79), позволяет запускать одновременно несколько стрелок и фиксировать время прохождения УВВ заданного расстояния, как в фазе сжатия, так и в фазе разрежения. Определив скорость распространения УВВ, легко найти остальные ее параметры. На этом же принципе работает устройство [01.

Перечисленные устройства [7-121 используются для регистрации параметров взрывов в аварийных условиях и выполнении исследовательских работ. -

*

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1.Разработана и экспериментально проверена методика определения параметров взрыва и нагрузок на преграды от ГВС в каналах шахт через энергию взрывчатой смеси, исходя из объема загазирования каналов, плотности ГВС, удельной теплоты взрыва и расположения источника воспламенения применительно к трем зонам действия взрыва. (Указанная методика дополнительно используется при возведении буронаби-вных свай взрывом.)

2.Разработаны .и внедрены новые способы локализации взрывов ГВС в шахтах при помощи перфорированных и изоляционных преград. Выявлены особенности гашения взрыва объемными перфорированными преградами ел

целями слоеной конфигурации. Эффективность гашения УВВ такими пре-. градами на 16-25% выше', чем у обычных преград с одинаковой перфорацией. Аналогичный эффект достигается при использовании преград, в которых газодинамический поток направляется к стенкам каналов. Установлено, что гасящая способность перфорированных взрывозащит-ных преград, оказавшихся в зоне распространения пламени взрыва, коренным образом изменяется, если в целях преграды разместить порошок, ингибирующий взрыв, например, бромистый аммоний из расчета 40 кг на мг канала, в котором установлена перфорированная преграда.

3.Разработаны и внедрены взрывогасящие и изоляционные металлодере-вянные преграды. Выявлены особенности работы металлодеревянных ипренгельных преград (перемычек), предназначенных для локализации взрывов в каналах шахт, при изоляции пожаров. Доказано, что возможность совместной работы металла и древесины в таких преградах за пределами упругости зависит от коэффициента их армирования. Рациональный коэффициент армирования ипренгельных преград находится в пределах от 0,3-0,9% и зависит от перекрываемого сечения каналов

.и конструкции преград.

4.Для расчетного элемента ипренгельных преград выявлены частоты и периоды их собственных колебаний, разработаны и обоснованы рациональные конструктивные узлы преград с точки зрения их равнопрочно-сти. Разработана методика расчета таких преград на взрывоустойчи-вость. .

5.Разработаны принципиально новые конструкции взрывозащитных монолитных преград из гипса с разгружающими устройствами. Приведена методика расчета таких преград на взрывоустойчивость. Экспериментально и аналитически доказано, что взрывоустойчивость монолитных преград с разгружающими устройствами на 25-30% выше, чем у обычных монолитных преград. Доказано, что эффективность работы разгружающих устройств в монолитных преградах можно увеличить, если обжатие материала преграды в растянутой зоне осуществлять по ее наименьшей стороне.

6.Для обеспечения безопасности ведения аварийно-строительных работ при угрозе взрывов ГВС в шахтах разработаны, испытаны и внедрены переносные парашютные^преграды, под прикрытием которых возводятся основные изолирующие пожар сооружения. Указанные преграды предназначены для гашения взрыва интенсивностью до 0,05 ИПа. На их основе разработаны и внедрены разновидности парашютных преград для перераспределения воздуха по каналам, фильтрации задымленного воздуха.

7.Использование парашютных преград из конвейерной ленты позволяет управлять распространением УВВ в каналах горных выработок, что значительно снижает опасность ведения аварийно-строительных работ при

угрозе взрыва. На основе парашютных преград разработаны сетчатые Заслоны, позволяющие вместе с ингибиторами комплексно воздейство-йа.ть на фронт пламени взрыва и локализовать его. • 8\Разработаны и внедрены устройства для повышения несущей способности взрывозащитных преград и строительных конструкций в целом, Подвергающихся действию взрыва. Кроме того, разработаны способы и Устройства, позволяющие повысить прочность трубопроводов, анкеров и др.

¡1.Разработаны, испытаны и внедрены автономно работающие механические датчики для регистрации параметров взрыва в аварийных услови-йк.

10.Экономический эффект при использовании взрывозащитных преград Заключается в повышении уровня безопасности ведения аварийных работ и сокращении материальных потерь, связанных с ликвидацией разЛичных аварий. По данным штабов ВГСЧ России и Казахстана снижение потерь достигает десятков миллионов рублей. Внедрение различных способов и устройств усиления строительных конструкций трубопроводов на различных предприятиях дает экономический эффект в сумме более 30 млн. рублей в ценах 91 года.

ОСНОВНЫЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ

1

1. Плотников В. Н. Обеспечиваеся ли безопасность труда горноспасателей при угрозе взрыва газа и пыли в угольных шахтах // Безопасность труда в прмышленности - 1992. - N1. - с. 29-33.

2. Плотников В. М. Определение экстремальных параметров взрывов горючих взрывчатых смесей в шахтах //Технология разработки месторождений полезных ископаемых. Тр. КПТИ. Караганда. - 1977 - N5. -с. 131-133.

3. плотников в. м. Коэффициент перехода энергии взрыва гвс в интенсивность УВВ // Пожаровзрывоопасность производственных процессов в металлургии, тез. докл. Всесоюз. науч. конФ. 21-23 октября 1987 -к. 1987. - с. 79-81. (

4. плотников В. н. , Абинов А. Г. Безопасность производства аварийно-строительных работ при угрозе взрыва в горных выработках//Неж-вузовский сб. науч. тр. -Безопасность строительства и эксплуатации зданий - Казань. 1990, - с. 86-89.

3; Мясников А. А., Плотников В. М. Оценка опасности действия взрыва газа и пыли при изоляции пожаров в угольных шахтах//Способы повышения безопасности ведения горных работ в шахтах: Сб. тр. Вост. НИИ - Кемерово. - 1985.- с. 90-95 (ДСП)

6. Абинов А. Г.. Плотников В. М. , шебеко ю. Н. и др. Исследование Формирования ударных волн при распространении пламени по газовоздушной смеси в трубах//Физнка горения и B3Pima-l98T.-Nl.-c. 41 -45.

7. а. с. 669231 ссср, нки й 01 ь 7/08. устройство для определения

so

давления во взрывной ударной волне/В. и. Плотников. А. г. Абннов-4с:ш е. а. с. 908145 СССР. МКИ GOl м 9/оо. Устройство для определения параметров ударной волны/ в. м. Плотников. А. г. Абинов. В. н. нитрофанов и др. - Зс; ил. (не публикуется). 9. А. с. 958684 СССР. МКИ GOl L 7/08. Устройство для измерения параметров избыточного давления во взрывной ударной волне/в. н. плот ников. А. Н. Петухов. Н. г. Потапов -зс:ил.

Ю. A.c. 1155882 СССР. МКИ GOl L7/08. Устройство для измерения времени действия давления в воздушной ударной волне/в. м. Плотников.

A. Н. Петухов. Г. с. Кузнецов и др. - зс:ип.-

п. A.c. 1241780 ссср. нки E2i F5/00. способ обнаружения движущегося фронта пламени/ Б. с. фиалков, М. а. чеховских. Н. д. Шербаков. Н. Д. Муравьев, А. Г. Абинов. в. н, Плотников -5с:ил. (не публикуется).

12. A.C. 1474511 СССР, НКИ GOl L1/22. УСТРОЙСТВО для отбора ПРОб пыли и газов в воздухе / А. г. Абинов. ж. М. Алтынбеков. г. Ф. Сокольских. в. м. Плотников и др. - 4с: ил.

13. плотников в. н. Взрывоустойчивость вентиляционных сооружений// вентиляционные сооружения в угольных шахтах. А. А. Мясников, ю. А. Ниллер. Н. Е. Комаров/ -М> 1983. - С. 230-247.

14. Шадрин п. н.. Плотников В. н.. Гудков в. и. и др. Исследование взаимодействия ударных воздушных волн с изолирующими и специальными перемычками // техника безопасности и горноспасательное дело -1967. - N1. - С. 37-39.

15. Асанбеков X. А.. Плотников В. н. К определению нагрузок на стены зданий от взрывной волны // Сб. технические науки. Алма-Ата -1975. - С 157-159.

16. плотников в. Н. ■ Абинов А. Г. Рекомендации по защите оснащения горных выработок от разрушения ударными воздушными волнами - м., 1989. - 50с деп. ВНИИС Госстроя СССР, N9457.

17. Плотников в. н. определение рационального коэффициента армирования металлодеревянных шпренгельных балок // Сб. Строительная механика тр. КПТИ, караганда,-1977. - Na С129-131.

18. Плотников В. М. Определение низшей частоты собственных колебани? металлодеревянных шпренгелькыя балок // науч. метод, сб. Строительная механика. - Караганда. 1978. - с. 51-55.

19. Плотников В. м. табличный метод определения частоты собственных колебаний шпренгельных балок // Сб. Конструкции и технологии строительного производства, КПТИ - Караганда-1979. -с. ю-12.

20. a.c. 250081 ссср, нки е21 F5/00. способ локализации взрывов газа и пыли / В. и. Плотников, п. н. Шадрин и др. - 2с: ил.

21. A.c. 250082 СССР, нки E2i F5/00. Взрывоустойчивая противопожар ная перемычка/ в. Н. плотников. Н. н. Шадрин и др. -зс: ил.

22. A.c. 297781 СССР, нки E2l F5/00. Шахтная взрывоустойчивая пере • мычка / г. г. Соболев, в. м. Плотников и др. - зс:ил.

23. А. с. 377522 СССР, нки Е21 F5/00. Противопожарная перемычка / в. н. Плотников, и. А. Пономарев и.др. - Зс: ил.

24. A.c. 470641 СССР. НКИ Е21 F5/00, Противопожарная перемычка /

B. Н. Плотников, А. Н. Дик * Зс: ил.

25. A.c. 638643 СССР, нки E2i F5/00. перемычка для гашения воздупи ударной волны / В.Н.Плотников - зс: ил.

26. А. с. 796462 СССР, нки E2i F5/00. шахтная взрывоустойчивая пере мычка / В. н. Плотников, В. п. Митрофанов и др. -• зс: ил.

27. а. с. 832009 ссср. нки е21 F5/00. шахтная взрывоустойчивая пер(

ньика / В. Н. ПЛОТНИКОВ, А. Г. Абинов и др. - зс: ил.

28. Специальные сооружения для локализации взрывной волны в шахта: Шадрин п. н., в. н. Плотников, в. И. Гудков и др. -н:1шииэи уголь. н< дра, 1972. 25C.

29. a.c. 994766 СССР, нки е21 f5/00. Способ локализации взрывов г за и пыли в шахтах'/ в. М. Плотников. А. г. Абинов - зс: ил.

30. A.c. 994769 СССР. ЯКИ Е21 F5/00. Насыпная взрывогасяшая перем ка / В. н. Плотников, н. И. Гончарова и др. - Зс: ил.

31. A.c. ю58353 ссср, нки E2i Fl/14. Устройство для гашения удар ной волны в горной выработке / В.М.Плотников. -Юс:ил. (не пу ликуется)

32. А. с. Ю06775 СССР. НКИ E2l F5/00. Шахтная взрывоустойчивая пе ремычка / В, М. Плотников, В. П. Митрофанов и др. - Зс: ил.

33,. A.C. 1090885 СССР, нки E2l F5/00. Шахтная перемычка / В. н. Плс ников - Зс: ил.

34. В. Н. Плотников. Абинов А. Г. ■ Чеховских А. Н. Влияние загромождений горных выработок на выбор мест ведения горноспасательных работ при угрозе взрыва // Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело - 1977. - нч* - с. 11-IS.

35. A.c. 1Ю2983 СССР, нки E2i F5/00. способ возведения двойной шахтной изолирующей перемычки / в. и. Плотников, а. н. дик. в. п. Митрофанов - 5с: ил.

36. A.c. 1143858 СССР. НКИ Е21 F5/00. Противопожарная перемычка /

B. м. Плотников, и. с. Чиж и др. - Зс: ил.

38. A.c. 1170161 СССР, НКИ Е21 F5/00. Противопожарная взрьгвоустой-чивая перемычка / в, м, Плотников, и. с. чиж и др, - зс: ил.

39. Пономарев И. А.. В. М. плотников и др. Новая взрывоустойчивая противопожарная перемычка // Сб. Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело - 1970. - N5. - с. 35-37.

40. Дик А. Н.. Плотников В. Н. и др. Безврубовая взрывогасяшая перемычка // Сб. Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело - 1976. - N6 -с. 6-7.

41. Шадрин П. н.. Плотников в. н. и др. Повышение взрывоустойчивости перемычек // Безопасность труда и горноспасательное дело - 1966,

- HI2. - 038-40.

42. Соболев г. г., велик И. г.. Плотников в. м. и др. Взрывоустойчивые преграды // Руководство по изоляции пожаров в шахтах, опасных по газу и пыли / Под редакцией Г. Г. Соболева - и: недра, 1971. -

C. 108-112.

43. петухов А. Н.. плотников В. Н. Взрывобезопасность зданий углеобогатительных фабрик // Сб. технология разработки месторождений полезных ископаемых. КПТИ - Караганда 1977. - Н5. - с.пв-119.

44. Плотников В. н.. дик А. н. и др. взрывоустойчивые перемычки //Тушение подземных пожаров на угольных шахтах / Соболев г. г. , чар-ков В. П. и др. м:Недра - 1971 - с. 190-195.

45. A.c. 1362140 СССР, мки Е21 F5/00. взрывоустойчивая монолитная перемычка / В. Н. Плотников. Э. Н. Курлеутов и др. - 4с: ил. (не публикуется)

46. А. с. 1605639 СССР, НКИ E2i F5/00. Взрывоустойчивая монолитная перемычка / в. н. Плотников. А. к. Бейсебаев и др. - 5с: ил. (не публикуется)

47. A.c. 1177515 СССР, НКИ Е21 F5/00. Способ заполнения пустот в горных выработках / н. А. Дрижд, в, Н. Плотников, и. с. Чиж - Зс: ил.

48. A.C. 1383871 СССР, НКИ Е02 Д5/544. Свая / В. М. ПЛОТНИКОВ, Э. М. курлеутов и др. - 4с: ил. (не публикуется)

49. А. с. 1651606 СССР, НКИ Е02 Д5/42. способ возведения набивной сваи / в. н. Плотников, А. К. Бейсебаев и др. - Зс: ил. (не публикуется)

50. А. с. 748014 СССР, нки E2i F5/00. Устройство для гашения энергии ударной волны / в. м. Плотников. а. н. дик и др. - бс: ил.

51. A.c. 724774 СССР, НКИ E2i F5/00. Шахтная перемычка / Н.Н. худо-совпев, И. Е. Болбат. в. н. Плотников и др. - Зс: ил.

52. А. с. 920230 ссср. нки E2l Fl/14. Пыледымозашитная шахтная перемычка / в. н. Плотников. А. Г. Абинов, А. н. Петухов и др. - 5с: ил.

53. A.c. 964184 ссср, нки E2i F5/00. Устройство для гашения ударной-волны в горной выработке / В. Н. Плотников, ю. А. Логинов и др. -зс: ил.

54. А. с. 968463 СССР, НКИ Е21 F5/00. Устройство для гашения энергии ударной волны в. горной выработке / в. н. Плотников, А. г. Абинов -

55. А.°с. И976Ю4 СССР. НКИ E2i F5/00. Устройство для гашения энргии ударной волны в горной выработке / В.Н.Плотников - зс: ил.

56. плотников в. н., Митрофанов Н. Г., Рогов м. г. Противовзрывной быст-ровозводимый комплект // Современные методы и средства зашиты шахт. Сб. науч. тр. вниигд - Донепк - 1983 - с Ю5-Ю7.

57. а. с. Ю65622 СССР, нки Е21 F5/00. Заслон для локализации взрывов угольной пьши и газов в горных выработках / в. н. плотников

- Пс: ил.

58. a.c. 1199946 ссср. нки e2i f5/00. Заслон для локализации взрывов угольной пыли и газов в горных выработках / А. А. мясников, В.Н.Плотников и др. - 4с: ил.

59. A.c. 1343945 СССР, нки Е21 Fl/14. Устройство для гашения удар- ной волны взрыва в горной выработке /В. М. Плотников. А. Г. Абинов -

бс: ис. <не ягбпикуетсяЗ.

60. Мясников А.А. .Плотников В.«. Управление распространением удар-' . ных воздушных волн в горных выработках // Социально-экономичен кие проблемы достижения коренного перелома в эффективности развития производительных сил Кузбасса: Тез. докл. на Всесоюз. конф. Кемерово - соан ссор гкнт, - 1986. - с. 263-267.

61. Нясников А. А.. Плотников в. И. Противовзрывной парашютный заслон Сб.науч.тр. Управление вентиляцией и газодинамическими процессами в шахтах игд АН ссср,. 3 988. с. из-115

62. A.c. Ю90885 ссср, нки Е21 Fl/14. шахтная перемычка / В.Н.Плотников - Зс: ил.

63. A.c. 1678999 СССР, нки Е04 В1/58. Узловое соединение стержней пространственного каркаса / В. Н. Плотников. А. К. Бейсебаев и др. гс: ил.

64. A.c. 1651606 СССР, НКИ Е04 СЗ/4. Устройство для создания предварительного напряжения в строительных конструкциях / в. н. плотников, А. и. Адигамов. в. в. Беляев и др. - 5с: ил.

65. Плотников В. И.. Беляев В. В. Устройство для создания предваритель-? ного напряжения в строительных конструкциях / опенка состояния

и методы усиления строительных конструкций зданий и сооружений/ Тез. докл. на международной науч. -практ. конф. Караганда. -1992. - . с. 66-68.

66. A.c. 1716207 СССР, нки Е16 ВИ/ОО. Способ получения соединения деталей /В. Н. Плотников, И. С. Чиж и др. - 4с: ил.

67. A.c. 1719538 СССР, НКИ Е02 Д5/22. Стыковое соединение секций, забивных железобетонных свай /В. н. Плотников. А. н. Петухов и др. -Зс: ил.

68. A.c. 1724476 СССР, нки В28 ВИ/ОО. Способ изготовления бетонных изделий /В. Н. Плотников, В. Г. попов и др.' - Зс: ил. 1 *

69. A.C. 1784725 СССР, НКИ Е04 СЗ/10. УСТРОЙСТВО ДЛЯ снижения МЭК-симальных напряжений и прогибов в строительной конструкции /В. И. Плотников. В. Н. Ворожбянов, П. П. Винярский и др. -4с: ил. Т

70. a.c. 1784750-ссср, нки eol g21/12. устройство для предварительного напряжения проволочных сеток /В. Н. Плотников, в. н. Блюй и др.:

- • зс: ил.

71. A.c. 1791598 СССР. НКИ Е04 G21/12. Способ создания предварительного напряжения в железобетонных конструкциях /В. h. плотников.' р. ш. Адигамов. В. в. Беляев, в. н. ворожбянов, А. в. Коннов - 4с: ил.

72. A.c. 1805178 СССР, нки Е04 В1/38. способ соединения элементов / В. н. Плотников, В. в. Беляев, в. Н. Ворожбянов. А. В. Коннов. Р. ш. Адигамов.

- 4с: ил. '

73. плотников в. н. новые анкерные устройства повышенной надежности/. Научно-техническое развитие угольной промышленности Республики Казахстан: Тезисы докл. на' 1 межд.конф. 5-т ная 1993-Караганда.-

. 1993. - с. 101-102. .

74. A.c. 1812286 СССР, НКИ Е04 сз/ю. Устройство для создания предварительного напряжения в строительной конструкции /в. Н. Плотниг ков - зс: ил.

75. плотников В. Н. Автономные устройства для устранения повреждений в трубах // научно-техническое развитие угольной промышленности Республики Казахстан: Тез. докл. на г международной конференции ? 5-7 мая. 1993.- Караганда.- 1995- с.123-124.

76. Плотников В.Н. Взрывоустойчивые преграды в горные выработках* Аналитический обзор - Караганда: КазгосИНТИ. 1994. 43 с.

77. плотников В.«. Использование гипсовых вяжтшх в шахтах / Анализ тический обзор - Караганда: КазгосИНТИ. 1994, 23 с. Цпечии) ;

78. плотников В. и. Новое применение парашютных устройств в технике; Аналитический обзор - Караганда: КазгосИНТИ, 1994, 30 слеп««?!