RU235767U1

RU235767U1 - Explosion suppression and localization device

Info

Publication number: RU235767U1
Application number: RU2025106353U
Authority: RU
Inventors: Юрий Владимирович Горлов; Андрей Юрьевич Горлов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МВК по взрывному делу" (ООО "МВК по ВД")
Filing date: 2025-03-18
Publication date: 2025-07-16

Abstract

Полезная модель относится к горной промышленности, в частности к технологии и техническим средствам защиты производственного и иного персонала, находящегося в подземных горных выработках, оборудования, размещенного в них и самих подземных горных выработок от взрывов смесей шахтного газа или (и) угольной пыли, содержащихся в атмосфере угольных шахт, а именно к средствам взрывоподавления-локализации взрывов. Устройство для взрывоподавления и локализации взрывов пылегазовоздушной смеси в горной выработке включает бункер с конической наружной поверхностью, заполненный огнетушащим порошком, перекрытый разрушаемой диафрагмой на его выходе на переднем торце и распылителем, размещенную внутри камеру высокого давления с газом и выхлопными отверстиями, выходящими в бункер и перекрываемыми подвижным поршнем, размещенным в камере высокого давления, и механизм срабатывания, обеспечивающий возможность движения поршня с целью открытия выхлопных отверстий, что приводит к выбросу огнетушащего порошка газом в защищаемую горную выработку. Оно дополнительно оснащено датчиком контроля выброса огнетушащего порошка, выполненным с возможностью передачи информации о фактическом срабатывании устройства взрывоподавления и локализации взрывов пылегазовоздушной смеси в горной выработке в блок управления и в многофункциональную систему безопасности шахты. Позволяет обеспечить нормативные требования, повысить уровень безопасности за счет формирования сводной картины аварийной ситуации и контроля фактически выполняемых мер по локализации взрывов, и, как следствие этого - приводит к повышению безопасности работ при использовании в угольных шахтах и рудниках. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. The utility model relates to the mining industry, in particular to the technology and technical means of protecting production and other personnel located in underground mine workings, equipment located in them and the underground mine workings themselves from explosions of mixtures of mine gas or (and) coal dust contained in the atmosphere of coal mines, namely to means of explosion suppression and explosion localization. The device for explosion suppression and localization of dust-gas-air mixture explosions in a mine working includes a hopper with a conical outer surface filled with fire-extinguishing powder, covered by a destructible diaphragm at its outlet at the front end and a sprayer, a high-pressure chamber located inside with gas and exhaust openings that exit into the hopper and are covered by a movable piston located in the high-pressure chamber, and an actuation mechanism that ensures the possibility of piston movement in order to open the exhaust openings, which leads to the ejection of fire-extinguishing powder by gas into the protected mine working. It is additionally equipped with a sensor for monitoring the ejection of fire-extinguishing powder, made with the possibility of transmitting information about the actual actuation of the device for explosion suppression and localization of dust-gas-air mixture explosions in a mine working to the control unit and to the multifunctional mine safety system. Allows to ensure regulatory requirements, increase the level of safety by forming a summary picture of the emergency situation and monitoring the actual measures taken to localize explosions, and, as a consequence of this, leads to an increase in the safety of work when used in coal mines and pits. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к горной промышленности, в частности к технологии и техническим средствам защиты производственного и иного персонала, находящегося в подземных горных выработках, оборудования, размещенного в них и самих подземных горных выработок от взрывов смесей шахтного газа или (и) угольной пыли (пылегазовоздушные смеси), содержащихся в атмосфере подземных выработок угольных шахт и рудников.The utility model relates to the mining industry, in particular to the technology and technical means of protecting production and other personnel located in underground mine workings, equipment located in them and the underground mine workings themselves from explosions of mixtures of mine gas and/or coal dust (dust-gas-air mixtures) contained in the atmosphere of underground workings of coal mines and pits.

Известно устройство локализации взрыва метановоздушной смеси и угольной пыли (патент на изобретение РФ № 2244833), включающее заполненный пламегасящим порошком бункер, имеющий на корпусе заправочную горловину, закрытую крышкой, и на выходе легко разрушаемую диафрагму и распылитель, пневматический патрон, механизм срабатывания со сферическими подвижными опорами. Указанное устройство имеет механическую конструкцию без электропитания и каких-либо электронных компонентов, датчиков. Таким образом, передача в многофункциональную систему безопасности (далее МФСБ) угольной шахты информации о фактическом срабатывании устройства невозможна.A device for localizing the explosion of a methane-air mixture and coal dust is known (patent for invention of the Russian Federation No. 2244833), including a hopper filled with flame-extinguishing powder, having a filling neck on the body, closed with a lid, and at the outlet an easily destroyed diaphragm and a sprayer, a pneumatic cartridge, a trigger mechanism with spherical movable supports. The said device has a mechanical design without power supply and any electronic components, sensors. Thus, the transfer of information to the multifunctional security system (hereinafter MFSS) of the coal mine about the actual triggering of the device is impossible.

Аналогично известны:Similarly known are:

устройство для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках (патент на изобретение RU № 2440496), включающее емкость, заполненную огнетушащим порошком, размещенную внутри емкости камеру высокого давления с выхлопными отверстиями, выходящими в емкость и перекрываемыми подвижным поршнем, размещенным внутри камеры высокого давления, и механизм инициирования перемещения поршня, включающий скользящую муфту, соединенную с приемным щитом, при этом на боковой поверхности камеры высокого давления размещен штуцер для заправки ее сжатым газом, а на переднем торце камеры высокого давления размещен прибор для измерения давления в ней;a device for localizing explosions of dust-gas-air mixtures in underground mine workings (patent for invention RU No. 2440496), including a container filled with fire-extinguishing powder, a high-pressure chamber located inside the container with exhaust openings that exit into the container and are closed by a movable piston located inside the high-pressure chamber, and a mechanism for initiating the movement of the piston, including a sliding sleeve connected to a receiving shield, while a nozzle for filling it with compressed gas is located on the side surface of the high-pressure chamber, and a device for measuring the pressure in it is located on the front end of the high-pressure chamber;

устройство для локализации взрывов метановоздушной смеси и угольной пыли (патенты на изобретение RU № 2651821, RU № 2674378), включающее бункер для размещения пламегасящего порошка, рабочую камеру с выхлопными отверстиями, ориентированными под углом 45 градусов относительно центральной оси корпуса рабочей камеры, и цилиндрическим поршнем с центральной калиброванной полостью, перекрывающим выхлопные отверстия рабочей камеры, коаксиально размещенной в бункере конусной формы, перекрытым легко разрушаемой диафрагмой и распылителем, металлическую выносную штангу с приемным щитом, узел присоединения выносной металлической штанги, опорные металлические шарики;a device for localizing explosions of a methane-air mixture and coal dust (patents for invention RU No. 2651821, RU No. 2674378), including a hopper for placing flame-extinguishing powder, a working chamber with exhaust openings oriented at an angle of 45 degrees relative to the central axis of the working chamber body, and a cylindrical piston with a central calibrated cavity blocking the exhaust openings of the working chamber, coaxially placed in a conical hopper, blocked by an easily destructible diaphragm and a sprayer, a metal remote rod with a receiving shield, a connection unit for the remote metal rod, and support metal balls;

устройство для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках (патент на изобретение RU № 2717546), включающее емкость, заполненную огнетушащим порошком, размещенную внутри емкости камеру высокого давления для заполнения ее сжатым газом, выполненную с выхлопными отверстиями, выходящими в емкость и перекрываемыми полым поршнем, механизм срабатывания, обеспечивающий перемещение поршня от камеры высокого давления за счет перепада давления и открытие вследствие этого выхлопных отверстий, и клапан, связывающий полость поршня с атмосферой, отличающееся тем, что клапан, связывающий полость поршня с атмосферой, выполнен управляемым, а механизм срабатывания представляет собой подвижный шток, установленный в полости поршня с образованием вспомогательной камеры, и сферические стопорные элементы, удерживающие поршень за счет упора в шток и освобождающие поршень при перемещении штока во вспомогательную камеру.a device for localizing explosions of dust-gas-air mixtures in underground mine workings (patent for invention RU No. 2717546), including a container filled with fire extinguishing powder, a high-pressure chamber located inside the container for filling it with compressed gas, made with exhaust openings that go into the container and are blocked by a hollow piston, an actuation mechanism that ensures the movement of the piston from the high-pressure chamber due to a pressure drop and the opening of the exhaust openings as a result, and a valve connecting the piston cavity with the atmosphere, characterized in that the valve connecting the piston cavity with the atmosphere is made controllable, and the actuation mechanism is a movable rod installed in the piston cavity to form an auxiliary chamber, and spherical locking elements that hold the piston due to a stop against the rod and release the piston when the rod moves into the auxiliary chamber.

В данных устройствах также описана строго механическая конструкция без электропитания и каких-либо электронных компонентов, датчиков. Таким образом, передача в МФСБ информации о фактическом срабатывании устройства невозможна.These devices also describe a strictly mechanical design without power supply and any electronic components or sensors. Thus, it is impossible to transmit information about the actual operation of the device to the MFSB.

Известно устройство, осуществляющее автоматическую локализацию и подавление взрывов метановоздушных смесей (патент на изобретение РФ № 2278270). Устройство включает датчики контроля ударной волны и открытого пламени. Датчики связаны со средствами разгазирования, препятствия и подавления распространения пламени и ударной волны на определенном участке. В указанном устройстве блок подавления взрыва имеет только управляющие входы, но принципиально отсутствует выход, осуществляющий контроль срабатывания. Таким образом, передача в МФСБ информации о фактическом срабатывании устройства не предусмотрена.A device is known that automatically localizes and suppresses explosions of methane-air mixtures (patent for invention of the Russian Federation No. 2278270). The device includes sensors for monitoring the shock wave and open flame. The sensors are connected to the means of degassing, preventing and suppressing the spread of flame and shock wave in a certain area. In the specified device, the explosion suppression unit has only control inputs, but fundamentally there is no output that monitors the operation. Thus, the transfer of information to the MFSB about the actual operation of the device is not provided.

Известно устройство, осуществляющее автоматическую локализацию и подавление взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках, включающее емкость, выполненную в виде усеченного конуса, заполненную огнетушащим порошком и на ее выходе в переднем торце перекрытую легко разрушаемой диафрагмой, размещенную внутри емкости коаксиально ей камеру высокого давления с выхлопными отверстиями, выходящими в емкость и перекрываемыми подвижным поршнем, размещенным внутри камеры высокого давления, и механизм срабатывания, приводящий в действие подвижный поршень, при этом камера высокого давления снабжена штуцером для подачи сжатого газа и прибором для измерения давления в ней (патент на изобретение RU № 2342535). Устройство работает автономно, не требует внешнего электропитания, однако может оснащаться автономной закольцованной линией электросвязи. При подходе фронта ударной волны, он воздействует на включатель, при этом передается электрический сигнал (команда) в закольцованную линию электросвязи на срабатывание всех установленных на взрывозащищаемом участке горной выработки устройств – устройства срабатывают за счет внутренней силы, образованной в результате работы газогенерирующего химического состава или электромагнитного привода. В связи с этим, контроль выброса огнетушащего реагента отсутствует, как и не предусматривается подключение к внешним информационным сетям. Таким образом, передача в МФСБ информации о фактическом срабатывании устройства невозможна.A device is known that automatically localizes and suppresses explosions of dust-gas-air mixtures in underground mine workings, including a container made in the form of a truncated cone, filled with fire-extinguishing powder and at its outlet in the front end blocked by an easily destructible diaphragm, a high-pressure chamber located inside the container coaxially with it with exhaust openings that exit into the container and are blocked by a movable piston located inside the high-pressure chamber, and an actuation mechanism that actuates the movable piston, wherein the high-pressure chamber is equipped with a nozzle for supplying compressed gas and a device for measuring the pressure in it (patent for invention RU No. 2342535). The device operates autonomously, does not require external power supply, but can be equipped with an autonomous looped telecommunication line. When the shock wave front approaches, it acts on the switch, and an electric signal (command) is transmitted to the looped telecommunication line to trigger all devices installed in the explosion-proof section of the mine workings - the devices are triggered by the internal force generated as a result of the operation of the gas-generating chemical composition or electromagnetic drive. In this regard, there is no control over the release of the fire extinguishing agent, as well as no connection to external information networks is provided. Thus, it is impossible to transmit information to the MFSB about the actual triggering of the device.

Известно устройство для предотвращения взрывов и пожаров начальной стадии их возникновения в сетях горных выработок и угольных шахтах (патент на изобретение РФ № 2225512). Взрывоподавляющее устройство включает корпус, выполненный с глухой торцевой стенкой, на которой соосно с корпусом закреплен газогенератор с соплами, и выходным отверстием на противоположном торце корпуса, а также ингибитор, размещенный в корпусе изолированно от внешней среды, отличающееся тем, что в корпусе установлены перпендикулярно его продольной оси передняя и задняя опорные решетки, при этом корпус разделен на отсеки, причем отсек, где размещен газогенератор, отделен от отсека с ингибитором задней опорной решеткой, совмещенной с разрывной мембраной, а ингибитор размещен в отсеке корпуса между передней и задней опорными решетками. Данное устройство позволяет получать внешнюю управляющую команду на срабатывание, однако в нем в принципе отсутствует какой-либо контроль состояния и главное – контроль выброса ингибитора из отсека, т.е. отсутствует контроль срабатывания. Таким образом передача в МФСБ информации о фактическом срабатывании устройства невозможна.A device is known for preventing explosions and fires at the initial stage of their occurrence in networks of mine workings and coal mines (patent for invention of the Russian Federation No. 2225512). The explosion suppression device includes a housing made with a blind end wall, on which a gas generator with nozzles is fixed coaxially with the housing, and an outlet opening on the opposite end of the housing, as well as an inhibitor placed in the housing isolated from the external environment, characterized in that front and rear support grids are installed in the housing perpendicular to its longitudinal axis, wherein the housing is divided into compartments, wherein the compartment where the gas generator is located is separated from the compartment with the inhibitor by a rear support grid combined with a bursting membrane, and the inhibitor is placed in the housing compartment between the front and rear support grids. This device allows receiving an external control command for operation, however, in principle, it lacks any control of the state and, most importantly, control of the release of the inhibitor from the compartment, i.e. there is no control of operation. Thus, the transfer of information to the MFSB about the actual operation of the device is impossible.

Аналогично известны:Similarly known are:

устройство формирования пылевого облака для локализации взрывов (патент на изобретение РФ № 2335633). Устройство содержит заполненный пламегасящим порошком корпус, имеющий на выходе легко разрушаемую диафрагму, рассекатель, камеру высокого давления, размещенную коаксиально корпусу, систему подачи газа в корпус с порошком и механизм инициации, отличающееся тем, что корпус устройства разделен на три отсека, крайние из которых заполнены пламегасящим порошком, а средний разделен на две полости перегородкой, в которой соосно корпусу размещен газогенератор с соплами, направленными в обе полости, с возможностью выделения газа высокого давления в эти полости и сосредоточения его в свободном объеме перед порошком, при этом генератор включает два механизма инициации, каждый из которых содержит капсюль и боек, застопоренный пружиной, хвостовик которого через штырь, размещенный внутри трубки коаксиально корпусу, сопряжен с приемным элементом, в корпусе между средним и крайними отсеками установлены внутренние, непроницаемые, гибкие перегородки с возможностью их перемещения к выходному торцу, а выходные торцы корпуса защищены сбрасываемой крышкой;device for generating a dust cloud to localize explosions (patent for invention of the Russian Federation No. 2335633). The device comprises a housing filled with flame-extinguishing powder and having an easily destructible diaphragm at the outlet, a diffuser, a high-pressure chamber located coaxially with the housing, a system for feeding gas into the housing with the powder and an initiation mechanism, characterized in that the housing of the device is divided into three compartments, the outer ones of which are filled with flame-extinguishing powder, and the middle one is divided into two cavities by a partition, in which a gas generator with nozzles directed into both cavities is placed coaxially with the housing, with the possibility of releasing high-pressure gas into these cavities and concentrating it in a free volume in front of the powder, wherein the generator includes two initiation mechanisms, each of which contains a primer and a striker locked with a spring, the tail of which is coupled with a receiving element through a pin located inside the tube coaxially with the housing, internal, impermeable, flexible partitions are installed in the housing between the middle and outer compartments with the possibility of their movement toward the outlet end, and the outlet ends of the housing are protected by a resettable cover;

мортира пылеметная газодинамическая (патент на изобретение РФ № 2457333). Мортира содержит корпус, контейнер, наполненный огнетушащим порошком и на выходе перекрытый легко разрушаемой диафрагмой, поршень, камеру с заданным давлением находящегося в ней газа, средство, обеспечивающее генерирование газа, снабженное электровоспламенителем, отличающаяся тем, что корпус выполнен цилиндрическим, со стороны контейнера оснащен фланцем, внутренний диаметр которого меньше диаметра поршня, средство, обеспечивающее генерирование газа представляет собой газогенератор, закрепленный в горловине корпуса соосно и размещенный в полости, образованной корпусом и поршнем, выполненным с постоянной толщиной, камера с заданным давлением находящегося в ней газа через, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в поршне сообщена с полостью, в которой размещен газогенератор, отделена от контейнера с огнетушащим порошком вскрываемой мембраной, в контейнере с зазором от вскрываемой мембраны расположена первая перегородка, а со стороны выпуска газопорошковой смеси вплотную к диафрагме – вторая перегородка, причем перегородки выполнены подвижными, а первая перегородка в нижней части имеет сквозную выборку по хорде.gas-dynamic dust-throwing mortar (patent for invention of the Russian Federation No. 2457333). The mortar comprises a housing, a container filled with fire extinguishing powder and closed at the outlet by an easily destructible diaphragm, a piston, a chamber with a given pressure of gas located therein, a means for generating gas, equipped with an electric igniter, characterized in that the housing is made cylindrical, on the side of the container it is equipped with a flange, the internal diameter of which is smaller than the diameter of the piston, the means for generating gas is a gas generator, fixed in the neck of the housing coaxially and placed in a cavity formed by the housing and a piston made with a constant thickness, the chamber with a given pressure of gas located therein is communicated through at least one through hole in the piston with the cavity in which the gas generator is located, separated from the container with fire extinguishing powder by an openable membrane, in the container with a gap from the openable membrane there is a first partition, and on the side of the outlet of the gas-powder mixture close to the diaphragm - a second partition, wherein the partitions are made movable, and the first partition in the lower part has a through sample along the chord.

В данных устройствах также описана конструкция, которая позволяет получать внешнюю управляющую команду на срабатывание – запуск газогенератора. Однако в них в принципе отсутствует какой-либо контроль как состояния, так и основной контроль – контроль выброса огнетушащего порошка из отсека (контейнера), т.е. отсутствует контроль срабатывания. Таким образом, передача в МФСБ информации о фактическом срабатывании устройства невозможна.These devices also describe a design that allows receiving an external control command for operation - starting the gas generator. However, they basically lack any control of both the state and the main control - control of the release of fire extinguishing powder from the compartment (container), i.e. there is no control of operation. Thus, the transfer of information to the MFSB about the actual operation of the device is impossible.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является многофункциональная автоматическая система локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках и входящие в нее устройства локализации взрывов (патент на изобретение РФ № 2658690), многофункциональная автоматическая система локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках состоит из группы датчиков состояния шахтной атмосферы, реагирующих на параметры взрыва (ударную воздушную волну или излучение воспламенения метана), установленных в местах возможного возникновения взрыва или вспышки, связанных по линии связи с блоком управления и контроля, приводящим в действие устройства локализации взрыва и осуществляющим передачу в многофункциональную систему безопасности шахты информацию о состоянии устройств локализации взрыва и при необходимости обратного сигнала на их срабатывание. В протяженных горных выработках проходческих или очистных забоях она включает не менее двух датчиков ударной волны, расположенных по обе стороны от каждого устройства локализации взрыва. Устройство локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках по данному изобретению включает корпус, бункер, выполненный в виде усеченного конуса, заполненный огнетушащим порошком и на выходе перекрытый легко разрушаемой диафрагмой и распылителем, рабочую камеру с подвижным поршнем, перекрывающим выхлопные отверстия рабочей камеры, выполненные в ее хвостовой части, и механизм срабатывания, обеспечивающий передвижение подвижного поршня до открытия выхлопных отверстий рабочей камеры, отличающееся тем, что механизм срабатывания выполнен в виде постоянного электромагнита обратного действия с размещенной вокруг него пружиной, электромагнит расположен внутри подвижного стакана, охватывающего скользящую муфту, охватывающую, в свою очередь, заднюю часть рабочей камеры, при этом электромагнит удерживает ударник, имеющий возможность при отключении электромагнита освобождаться и за счет воздействия пружины перемещаться к заднему торцу подвижного стакана, вызывая его сдвиг назад, скользящая муфта выполнена с радиальными сквозными отверстиями, в которых установлены наружные шарики, опирающиеся в радиальном направлении на стенку подвижного стакана, а в осевом – на внутренние заплечики корпуса, фиксирующие скользящую муфту и освобождающие ее для перемещения назад при сдвиге назад подвижного стакана, внутренняя поверхность передней части скользящей муфты выполнена с коническим скосом, на который в радиальном направлении опираются внутренние шарики, размещенные в сквозных отверстиях рабочей камеры, а в осевом направлении – на заплечики подвижного поршня, фиксирующие его и освобождающие при перемещении назад скользящей муфты.The closest to the claimed utility model is a multifunctional automatic system for localizing explosions of dust-gas-air mixtures in underground mine workings and explosion localization devices included therein (patent for invention of the Russian Federation No. 2658690), the multifunctional automatic system for localizing explosions of dust-gas-air mixtures in underground mine workings consists of a group of sensors for the state of the mine atmosphere, reacting to the parameters of the explosion (shock air wave or radiation of methane ignition), installed in places where an explosion or flash may occur, connected via a communication line to a control and monitoring unit that activates the explosion localization devices and transmits information to the multifunctional mine safety system on the state of the explosion localization devices and, if necessary, a feedback signal for their operation. In extended mine workings of tunneling or production faces, it includes at least two shock wave sensors located on both sides of each explosion localization device. The device for localizing explosions of dust-gas-air mixtures in underground mine workings according to this invention includes a housing, a hopper made in the form of a truncated cone, filled with fire extinguishing powder and blocked at the outlet by an easily destructible diaphragm and a sprayer, a working chamber with a movable piston blocking the exhaust openings of the working chamber made in its tail section, and an actuation mechanism ensuring the movement of the movable piston until the exhaust openings of the working chamber open, characterized in that the actuation mechanism is made in the form of a permanent reverse-action electromagnet with a spring placed around it, the electromagnet is located inside the movable cup covering a sliding sleeve, which in turn covers the rear part of the working chamber, wherein the electromagnet holds the striker, which is capable of being released when the electromagnet is disconnected and, due to the action of the spring, moving toward the rear end of the movable cup, causing it to shift back, the sliding sleeve is made with radial through openings in which external balls resting in the radial direction on the wall of the movable cup, and in the axial direction - on the internal shoulders of the housing, fixing the sliding sleeve and releasing it for movement backwards when the movable cup is shifted backwards, the inner surface of the front part of the sliding sleeve is made with a conical bevel, on which in the radial direction the internal balls placed in the through holes of the working chamber rest, and in the axial direction - on the shoulders of the movable piston, fixing it and releasing it when the sliding sleeve is moved backwards.

Однако известное решение не содержит средств, обеспечивающих контроль срабатывания устройства. Данные о состоянии устройства представляют собой лишь контроль готовности к срабатыванию (контроль исправности) устройства, принципиально отсутствует какие-либо датчики выброса огнетушащего порошка из устройства, т.е. отсутствует контроль срабатывания. Таким образом, передача в МФСБ информации о фактическом срабатывании устройства невозможна.However, the known solution does not contain means to ensure control of the device's operation. The data on the device's state represent only control of the readiness for operation (serviceability control) of the device, there are no sensors for the emission of fire extinguishing powder from the device, i.e. there is no control of the operation. Thus, it is impossible to transfer information to the MFSB about the actual operation of the device.

Технической задачей, решение которой обеспечивается настоящей полезной моделью, является однозначное детектирование события срабатывания средства локализации взрывов, заключающееся в обнаружении выброса огнетушащего реагента (ингибитора) в пространство горной выработки и передача соответствующей информации в МФСБ шахты, за счет чего производится выполнение нормативных требований, повышение уровня безопасности за счет формирования сводной картины аварийной ситуации и контроля фактически выполняемых мер по локализации взрывов. The technical task, the solution of which is provided by the present utility model, is the unambiguous detection of the event of the activation of the means of explosion localization, consisting of detecting the emission of a fire extinguishing agent (inhibitor) into the space of a mine working and transmitting the corresponding information to the mine's fire extinguishing system, due to which regulatory requirements are met, the level of safety is increased by forming a consolidated picture of the emergency situation and monitoring the actual measures taken to localize explosions.

Указанная техническая задача решается тем, что в устройстве для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках, включающем бункер в виде усеченного конуса, заполненный огнетушащим материалом (порошком), перекрытый легко разрушаемой диафрагмой на его выходе в переднем торце и распылителем, размещенную внутри емкости камеру высокого давления с газом и выхлопными отверстиями, выходящими в емкость и перекрываемыми подвижным поршнем, размещенным внутри камеры высокого давления, и механизм срабатывания, обеспечивающий по команде или от воздействия ударной волны взрыва пылегазовоздушной смеси возможность движения поршня с целью открытия выхлопных отверстий, что приводит к выбросу огнетушащего порошка газом в защищаемую горную выработку, а также группу датчиков, реагирующих на параметры взрыва, связанных по линии связи с блоком управления и контроля, приводящих в действие устройство взрывоподавления-локализации взрыва и осуществляющих связь с многофункциональной системой безопасности шахты, оно дополнительно оснащено датчиком контроля выброса, который помимо информации о состоянии устройства локализации взрыва, передает информацию о реальном срабатывании системы.The said technical problem is solved in that in a device for localizing explosions of dust-gas-air mixtures in underground mine workings, including a bunker in the form of a truncated cone filled with a fire-extinguishing material (powder), blocked by an easily destructible diaphragm at its outlet at the front end and a sprayer, a high-pressure chamber with gas placed inside the tank and exhaust openings that exit into the tank and are blocked by a movable piston placed inside the high-pressure chamber, and an actuation mechanism that ensures, upon command or from the impact of a shock wave from an explosion of a dust-gas-air mixture, the possibility of moving the piston in order to open the exhaust openings, which leads to the ejection of fire-extinguishing powder by gas into the protected mine working, as well as a group of sensors that respond to the parameters of the explosion, connected via a communication line to a control and monitoring unit, activating the explosion suppression-explosion localization device and communicating with the multifunctional mine safety system, it is additionally equipped with a sensor emission control, which, in addition to information about the state of the explosion localization device, transmits information about the actual operation of the system.

Датчик контроля выброса, выдающий информацию о реальном срабатывании системы, установлен на выхлопных отверстиях камеры высокого давления.The emission control sensor, which provides information on the actual operation of the system, is installed on the exhaust ports of the high-pressure chamber.

Применение указанного выше датчика контроля выброса огнетушащего порошка (ингибитора) обеспечивает однозначный контроль срабатывания устройства локализации взрывов и передачу актуальной информации в реальном времени в МФСБ шахты. Конечный результат предлагаемого выполнения устройства для локализации взрывов заключается в повышении надежности всей системы взрывозащиты угольной шахты, оперативного контроля ликвидации аварийной ситуации и вследствие этого – к повышению безопасности работ при его использовании в угольных шахтах.The use of the above-mentioned fire extinguishing powder (inhibitor) emission control sensor ensures unambiguous control of the explosion localization device operation and the transmission of relevant information in real time to the mine's MFSB. The final result of the proposed implementation of the explosion localization device is to increase the reliability of the entire coal mine explosion protection system, operational control of the elimination of an emergency situation and, as a result, to increase the safety of work when using it in coal mines.

На фиг. 1 представлен продольный схематический разрез по оси устройства для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках.Fig. 1 shows a longitudinal schematic section along the axis of a device for localizing explosions of dust-gas-air mixtures in underground mine workings.

Устройство для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей в подземных горных выработках включает бункер 1, выполненный в виде конуса, в том числе усеченного, передний торец которого скошен наклонной сверху вниз секущей плоскостью. Бункер 1 заполнен огнетушащим порошком 2. Для гидроизоляции порошка 2 и предотвращения его высыпания из емкости выход последней из переднего торца перекрыт легко разрушаемой полимерной диафрагмой 3. В бункере 1 размещена камера 4 высокого давления с выхлопными отверстиями 5, перекрываемыми подвижным поршнем 6, размещенным внутри камеры 4 высокого давления. Подвижный поршень 6 удерживается в режиме ожидания в исходном положении механизмом 7 срабатывания – инициатором его перемещения. Для заправки камеры 4 высокого давления сжатым газом устройство снабжено заправочным штуцером 8 с клапаном, предотвращающим утечку сжатого газа из камеры 4 высокого давления в атмосферу. Заправочный штуцер 8 размещен на наружном торце полого патрубка 9, установленного радиально во внутреннем объеме емкости 1, выступая за пределы боковой поверхности последней и выходя в камеру 4 высокого давления с внутренним торцом. Для контроля давления в камере 4 высокого давления при заправке устройства сжатым газом и для контроля работоспособности устройства в целом при его эксплуатации в режиме ожидания, устройство снабжено прибором 10 на наружном торце полого патрубка 11, установленного радиально во внутреннем объеме бункера 1, выступающего за пределы боковой поверхности последнего и выходя в камеру 4 высокого давления с внутренним торцом. Указанный прибор может представлять собой механический, электрический или электронный манометр для визуального контроля параметров сжатого газа в камере 4 высокого давления или их модификацию, позволяющую одновременно с этим направлять данные в централизованную систему контроля состояния безопасности в шахте. Прибор 10 для измерения давления в камере 4 высокого давления может быть выполнен также в виде датчика давления, обеспечивающего непрерывный дистанционный контроль состояния устройства для локализации взрывов пылегазовоздушных смесей. Полые патрубки 9 и 11 могут быть смещены вдоль продольной оси камеры 4 высокого давления и повернуты относительно вертикальной плоскости под необходимым углом, исходя из условий удобного доступа к штуцеру и прибору 10 для измерения давления и безопасного обращения с устройством при его снаряжении огнетушащим порошком 2, заправке сжатым газом и установке в горной выработке. На выхлопных отверстиях 5 установлен датчик 12 контроля выброса огнетушащего порошка 2. Датчик 12 выполнен разрывным, например АСВП-ЛВ. МФУ, и выдает сигнал в шахтную сеть. Блок 13 управления получает информацию о давлении от прибора 10 для измерения давления, от датчика 12 контроля выброса огнетушащего порошка 2 (ингибитора) и передает ее в реальном времени в МФСБ шахты. Помимо этого, блок 13 управления и контроля может быть сопряжен с выносными датчиками 15, реагирующих на параметры взрыва, по сигналу которых может выдавать команду механизму срабатывания 7; аналогичную команду на срабатывание блок 13 управления и контроля может получать от МФСБ шахты. Механизм 7 срабатывания может оснащаться приемным щитом 14, в том числе на выносной штанге (не показана).The device for localizing explosions of dust-gas-air mixtures in underground mine workings includes a hopper 1 made in the form of a cone, including a truncated one, the front end of which is beveled by a cutting plane inclined from top to bottom. The hopper 1 is filled with a fire-extinguishing powder 2. For waterproofing the powder 2 and preventing it from spilling out of the container, the outlet of the latter from the front end is blocked by an easily destructible polymer diaphragm 3. In the hopper 1, a high-pressure chamber 4 is placed with exhaust openings 5 blocked by a movable piston 6 placed inside the high-pressure chamber 4. The movable piston 6 is held in the standby mode in the initial position by an actuation mechanism 7 - the initiator of its movement. For filling the high-pressure chamber 4 with compressed gas, the device is equipped with a filling nipple 8 with a valve preventing leakage of compressed gas from the high-pressure chamber 4 into the atmosphere. The filling nipple 8 is located on the outer end of the hollow branch pipe 9 installed radially in the internal volume of the container 1, protruding beyond the side surface of the latter and exiting into the high-pressure chamber 4 with an internal end. In order to monitor the pressure in the high-pressure chamber 4 when filling the device with compressed gas and to monitor the operability of the device as a whole during its operation in the standby mode, the device is provided with a device 10 on the outer end of the hollow branch pipe 11 installed radially in the internal volume of the bunker 1, protruding beyond the side surface of the latter and exiting into the high-pressure chamber 4 with an internal end. The said device can be a mechanical, electrical or electronic pressure gauge for visual monitoring of the parameters of the compressed gas in the high-pressure chamber 4 or a modification thereof that allows simultaneously sending data to a centralized system for monitoring the safety status in the mine. The device 10 for measuring the pressure in the high-pressure chamber 4 can also be made in the form of a pressure sensor, providing continuous remote monitoring of the state of the device for localizing explosions of dust-gas-air mixtures. The hollow pipes 9 and 11 can be shifted along the longitudinal axis of the high-pressure chamber 4 and turned relative to the vertical plane at the required angle, based on the conditions of convenient access to the nozzle and the device 10 for measuring the pressure and safe handling of the device when it is equipped with the fire-extinguishing powder 2, filled with compressed gas and installed in the mine working. A sensor 12 for monitoring the emission of the fire-extinguishing powder 2 is installed on the exhaust openings 5. The sensor 12 is made of a discontinuous type, for example ASVP-LV. MFU, and sends a signal to the mine network. The control unit 13 receives information about the pressure from the pressure measuring device 10, from the sensor 12 for monitoring the discharge of the fire extinguishing powder 2 (inhibitor) and transmits it in real time to the mine's MFSB. In addition, the control and monitoring unit 13 can be coupled with remote sensors 15 that respond to the explosion parameters, based on the signal from which it can issue a command to the triggering mechanism 7; the control and monitoring unit 13 can receive a similar command for triggering from the mine's MFSB. The triggering mechanism 7 can be equipped with a receiving shield 14, including on a remote rod (not shown).

Устройство работает следующим образом. The device works as follows.

При взрыве метана и/или угольной пыли излучение воспламенения и (или) ударная волна регистрируется датчиками 15, что детектируется блоком 13 управления и контроля, который выдает команду на срабатывание механизму 7 срабатывания. Аналогично, в случае оснащения механизма 7 срабатывания приемным щитом 14 – срабатывание происходит непосредственно от механического воздействия ударной волны на щит. Вследствие срабатывания, подвижный поршень 5 высвобождается и под действием избыточного давления сжатого газа в камере высокого давления 4 перемещается, открывая выхлопные отверстия 5. При этом сжатый газ, поступая через выхлопные отверстия 5 в бункер 1, интенсивно перемешивается с огнетушащим порошком 2 и, разрывая легко разрушаемую диафрагму 3 в торце передней части емкости бункера 1, выбрасывает его в горную выработку, формируя в ней взрыволокализующий заслон. Данный выброс огнетушащего реагента фиксируется датчиком 12 контроля выброса огнетушащего порошка 2 (ингибитора) и передается блоком 13 управления и контроля в МФСБ шахты.In the event of an explosion of methane and/or coal dust, the ignition radiation and/or shock wave are registered by sensors 15, which is detected by control and monitoring unit 13, which issues a command to actuate actuation mechanism 7. Similarly, in the case of equipping the actuation mechanism 7 with a receiving shield 14, actuation occurs directly from the mechanical action of the shock wave on the shield. As a result of actuation, the movable piston 5 is released and, under the action of excess pressure of the compressed gas in the high-pressure chamber 4, moves, opening the exhaust openings 5. In this case, the compressed gas, entering through the exhaust openings 5 into the bunker 1, is intensively mixed with the fire-extinguishing powder 2 and, breaking the easily destructible diaphragm 3 at the end of the front part of the bunker 1 tank, throws it into the mine working, forming an explosion-localizing barrier in it. This emission of fire extinguishing agent is recorded by sensor 12 for monitoring the emission of fire extinguishing powder 2 (inhibitor) and is transmitted by control and monitoring unit 13 to the mine’s MFSB.

Устройство срабатывает как от воздействия ударной волны, так и по команде оператора.The device is triggered both by the impact of a shock wave and by the operator’s command.

Claims

1. A device for explosion suppression and localization of dust-gas-air mixture explosions in a mine working, comprising a hopper with a conical outer surface filled with fire-extinguishing powder, closed by a destructible diaphragm at its outlet at the front end and a sprayer, a high-pressure chamber located inside with gas and exhaust openings that exit into the hopper and are closed by a movable piston located in the high-pressure chamber, and an actuation mechanism that ensures the possibility of moving the piston in order to open the exhaust openings, which leads to the ejection of fire-extinguishing powder by gas into the protected mine working, characterized in that it is additionally equipped with a sensor for monitoring the emission of fire-extinguishing powder, designed with the possibility of transmitting information about the actual actuation of the device for explosion suppression and localization of dust-gas-air mixture explosions in the mine working to the control unit and to the multifunctional mine safety system.

2. The device according to item 1, characterized in that the sensor for monitoring the emission of fire extinguishing powder is installed on the exhaust openings of the high-pressure chamber.