[go: up one dir, main page]

RU2408788C1 - Protection method against air blast wave and explosion products - Google Patents

Protection method against air blast wave and explosion products Download PDF

Info

Publication number
RU2408788C1
RU2408788C1 RU2009123338/03A RU2009123338A RU2408788C1 RU 2408788 C1 RU2408788 C1 RU 2408788C1 RU 2009123338/03 A RU2009123338/03 A RU 2009123338/03A RU 2009123338 A RU2009123338 A RU 2009123338A RU 2408788 C1 RU2408788 C1 RU 2408788C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pillar
natural
artificial
shock air
destructed
Prior art date
Application number
RU2009123338/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сибагатуллович Нигматуллин (RU)
Владимир Сибагатуллович Нигматуллин
Игорь Владимирович Нигматуллин (RU)
Игорь Владимирович Нигматуллин
Александр Владиславович Вишнев (RU)
Александр Владиславович Вишнев
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" ФГОУ ВПО КазГАСУ
Владимир Сибагатуллович Нигматуллин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" ФГОУ ВПО КазГАСУ, Владимир Сибагатуллович Нигматуллин filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" ФГОУ ВПО КазГАСУ
Priority to RU2009123338/03A priority Critical patent/RU2408788C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2408788C1 publication Critical patent/RU2408788C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

FIELD: blasting operations. ^ SUBSTANCE: method involves construction of obstacle for example cross piece in the working on movement way of air blast wave, at the outlet of zone. Obstacle shall be made from natural or artificial pillar so that free zigzag-shaped passage can be left between the solid mass outline and constructed pillar. Pillar is made so that it can be fully destructed; at that, volume of destructed mass of the pillar provides full blockage of the working. Pillar outline bordering on the solid mass is loosened with drilled wells or by arranging the easily destructed and removed material. ^ EFFECT: providing reliable, almost instantaneous separation of emergency section from environment at the moment of emergency explosion in it, free access to potential dangerous section at its operation in normal mode. ^ 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва, в частности к атомной энергетике, и может быть использовано для защиты окружающей среды от ударной воздушной волны и продуктов аварийного взрыва на подземных АЭС и заводах по производству взрывчатых веществ, боеприпасов, складах и хранилищах взрывоопасных и радиоактивных материалов.The invention relates to methods of protection against shock air waves and explosion products, in particular to nuclear energy, and can be used to protect the environment from shock air waves and products of emergency explosions at underground nuclear power plants and plants for the production of explosives, ammunition, warehouses and storage facilities explosive and radioactive materials.

Известен способ защиты от ударной воздушной волны с помощью различных перемычек, устраиваемых на пути ее распространения (Савенко С.К., Гурин А.А., Малый П.С. Ударные воздушные волны в подземных выработках. М.: Медра, 1973. с. 109-117 [1]).A known method of protection against shock air waves using various jumpers arranged on the path of its propagation (Savenko S.K., Gurin A.A., Maly P.S. Shock air waves in underground workings. M: Medra, 1973. p. . 109-117 [1]).

Недостаток данного способа в том, что устанавливаемые перемычки практически полностью перекрывают поперечное сечение подводящей выработки.The disadvantage of this method is that the installed jumpers almost completely overlap the cross section of the inlet working.

Известен способ гашения ударной воздушной волны с помощью насыпной перемычки, устраиваемой на входах подземных сооружений с вредными и опасными производствами, например, подземных атомных станций (Патент RU 2082887, МПК 6 E21F 17/103 от 27.06.97. Бюл. 18).There is a method of damping an air shock wave using a bulkhead located at the entrances of underground structures with harmful and hazardous industries, for example, underground nuclear power plants (Patent RU 2082887, IPC 6 E21F 17/103 of 06/27/97. Bull. 18).

Недостатком данного способа является отсутствие свободного доступа в потенциально опасную зону при штатном режиме эксплуатации подземного объекта.The disadvantage of this method is the lack of free access to a potentially dangerous area during normal operation of an underground facility.

Известно также защитное устройство подземного сооружения шахтного типа (Патент RU 2098561, МПК 6 E02D 29/00 от 10.12.97. Бюл. 34).A protective device of an underground structure of a mine type is also known (Patent RU 2098561, IPC 6 E02D 29/00 of 12/10/97. Bull. 34).

Недостаток его тот же, что и в предыдущем устройстве.Its disadvantage is the same as in the previous device.

Известен способ локализации ударной воздушной волны с помощью мощной металлической тяжелой двери, управляемой механическим приводом ([1], с.119).A known method of localization of an air shock wave using a powerful metal heavy door controlled by a mechanical drive ([1], p.119).

Недостатком данного способа является отсутствие возможности быстро (с приходом фронта ударной воздушной волны) перекрыть подводящую выработку ввиду относительно длительной фазы ее закрывания.The disadvantage of this method is the inability to quickly (with the arrival of the front of the shock air wave) to shut off the supply generation due to the relatively long phase of its closure.

Известен способ с использованием самозапирающего устройства в складе взрывчатых веществ ([1], с.118).A known method using a self-locking device in a warehouse of explosives ([1], p.118).

Недостатком подобного самозапирающего устройства является отсутствие вероятности надежного перекрытия обоих ходов в очаговую зону, так как легкие переборки обтюратора не выдержат ударной воздушной волны при взрыве взрывчатых веществ в ячейке склада или охлаждающей системы атомного реактора (как было на Чернобыльской АЭС). Увеличение прочности и массы передвижной перемычки увеличит ее инерционность, что при большей скорости (6000 м/с и более) распространения ударной воздушной волны, последняя успеет пройти по обгонной (подводящей) выработке раньше, чем сдвинется и закроет выход массивная перемычка.The disadvantage of such a self-locking device is the lack of probability of reliable closure of both passages to the focal zone, since the light bulkheads of the obturator will not withstand the shock of an air wave during the explosion of explosives in the cell of the storage or cooling system of a nuclear reactor (as was the case at the Chernobyl nuclear power plant). An increase in the strength and mass of the mobile bridge will increase its inertia, which, at a higher velocity (6000 m / s or more) of the propagation of the shock air wave, the latter will have time to pass through the overtaking (supply) excavation before the massive bridge moves and closes the exit.

Наиболее близким к предлагаемому является способ защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва, включающий сооружение в выработке, на пути движения ударной волны, на выходе из очаговой зоны преграды, например перемычки. При этом преграду выполняют из целика естественного - проведением коленчатых выработок, путем выполнения нескольких поворотов, с оставлением свободного зигзагообразного прохода между контуром массива и сооружаемым целиком (Гурин А.А. и др. «Ударные воздушные волны в подземных выработках», М.: Недра, 1983, с.149-151) [2].Closest to the proposed is a method of protection against shock air waves and explosion products, including the construction in the development, on the path of movement of the shock wave, at the exit from the focal zone of the barrier, such as jumpers. At the same time, the obstacle is made from the pillar of the natural — by making cranked workings, by performing several turns, leaving a free zigzag passage between the contour of the massif and the whole being constructed (Gurin A.A. et al. “Shock air waves in underground workings”, M .: Nedra 1983, p.149-151) [2].

Недостатком данного способа является отсутствие гарантии полного отрыва целика либо отрыв крупногабаритными элементами, не обеспечивающих плотное перекрытие выработки.The disadvantage of this method is the lack of a guarantee of complete separation of the pillar or separation of large elements that do not provide a dense overlap of the mine.

Изобретение направлено на обеспечение надежной, практически мгновенной изоляции аварийного участка от окружающей среды, при свободном доступе к перспективно опасному участку, при работе в штатном режиме.The invention is aimed at providing reliable, almost instantaneous isolation of the emergency site from the environment, with free access to a potentially hazardous area, while operating normally.

Результат достигается тем, что в способе защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва, включающем сооружение в выработке, на пути движения ударной воздушной волны, на выходе из очаговой зоны, преграды, например перемычки, при этом преграду выполняют из целика естественного или искусственного, с оставлением свободного зигзагообразного прохода между контуром массива и сооружаемым целиком, целик выполняют с возможностью его полного разрушения, при этом объем разрушенной массы целика обеспечивает полную закупорку выработки.The result is achieved by the fact that in the method of protection against shock air waves and explosion products, including the construction in development, along the path of movement of the shock air wave, at the exit from the focal zone, an obstacle, such as a bridge, the barrier is made from a pillar of natural or artificial, with by leaving a free zigzag passage between the contour of the massif and the whole constructed, the whole pillar is made with the possibility of its complete destruction, while the volume of the destroyed mass of the pillar ensures complete blockage of the mine.

Результат достигается также тем, что контур целика, естественного или искусственного, граничащий с нетронутым массивом, ослабляют, соответственно, обуренными тупиковыми скважинами или размещением легко разрушаемого и извлекаемого материала.The result is also achieved by the fact that the contour of the pillar, natural or artificial, bordering the pristine massif, is weakened, respectively, by drilled blind wells or by the placement of easily destructible and recoverable material.

Результат достигается также тем, что в центральной части целика естественного или искусственного, по направлению движения ударной воздушной волны, выполняют тупиковые полости, соответственно, с помощью обуренных скважин или заложенного легко разрушаемого и извлекаемого материала.The result is also achieved by the fact that in the central part of the pillar of natural or artificial, in the direction of movement of the shock air wave, deadlock cavities are performed, respectively, with the help of drilled wells or embedded easily destructible and recoverable material.

Результат достигается также тем, что за преградой из целика, естественного или искусственного, устраивают в кровле падающие двери, поддерживаемые в штатном режиме стойками и фиксирующими стержнями.The result is also achieved by the fact that behind the barrier from the pillar, natural or artificial, they arrange falling doors in the roof, which are supported in the normal mode by struts and fixing rods.

Технический результат изобретения состоит в обеспечении практически мгновенной локализации аварийного участка, сокращении расходов на ликвидацию последствий возможных аварий, сохранении существующей экологической ситуации окружающей среды и повышении безопасности.The technical result of the invention consists in providing almost instant localization of the emergency site, reducing the cost of eliminating the consequences of possible accidents, maintaining the existing environmental environmental situation and improving safety.

Сущность способа поясняется чертежами, гдеThe essence of the method is illustrated by drawings, where

на фиг.1 показан горизонтальный разрез узла выполнения преграды в виде целика;figure 1 shows a horizontal section of the node execution barriers in the form of a pillar;

на фиг.2 показан поперечный разрез преграды, ослабленной по периметру и в центре скважинами или легко разрушаемым и извлекаемым материалом;figure 2 shows a cross section of a barrier weakened around the perimeter and in the center by wells or easily destructible and recoverable material;

на фиг.3 показана падающая металлическая дверь, временно поддерживаемая стойками с определенной парусностью и фиксирующими стержнями.figure 3 shows a falling metal door, temporarily supported by uprights with a certain windage and fixing rods.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. При сооружении в массиве 1 подводящей выработки 2 на отдельном участке ее оформляют зигзагообразно с двумя изломами 3, под углом менее 90° к оси подводящей выработки 2, далее по ходу проходки в расширенной части 21 подводящей выработки 2 выполняют под углом целик 4, с оставлением свободного прохода между массивом 1 и контуром целика 4. В устойчивых породах естественный целик можно оформить с помощью буровзрывных работ (контурным, гладким взрыванием) или с помощью комбайна избирательного действия, например зарубежные "Паурат" или отечественного из серии ПК.The proposed method is as follows. During the construction in the array 1 of the supply of working 2 in a separate section, it is formed in a zigzag pattern with two kinks 3, at an angle of less than 90 ° to the axis of the supply of working 2, then along the course of penetration in the extended part 2 1 of the supply of working 2, the angle is 4, leaving free passage between the array 1 and the contour of the pillar 4. In stable rocks, the natural pillar can be formed using blasting operations (contour, smooth blasting) or using a combine harvester of selective action, for example foreign “Paurat” or domestic from the PC series.

В недостаточно устойчивых породах естественный целик можно усилить набрызгбетоном или устроить на его месте искусственный, например, из бетона. Объем разрушенной массы целика обеспечивает полную закупорку подводящей выработки в районе излома 3.In insufficiently stable rocks, the natural pillar can be strengthened by spraying concrete or in its place artificial, for example, from concrete. The volume of the destroyed mass of the pillar provides a complete blockage of the supply in the area of fracture 3.

Для облегчения и сокращения времени отрыва целика 4 от естественного массива 1 по контуру целика выбуривают тупиковые скважины 5 на глубину примерно 3/4-2/3 его толщины (мощности) или закладывают на такую же глубину (при сооружении искусственного целика) легко разрушаемый и извлекаемый материал, например пенопласт, пеноплекс и т.п. Для более эффективного разрушения и дробления целика 4 в момент взрыва, в его центральной части предварительно выбуривают аналогичные тупиковые скважины 6 или закладывают (при сооружении искусственного целика) упомянутый выше легко разрушаемый и извлекаемый материал.To facilitate and reduce the separation time of the pillar 4 from the natural massif 1, the dead-end wells 5 are drilled along the contour of the pillar 5 to a depth of about 3 / 4-2 / 3 of its thickness (power) or laid to the same depth (when constructing the artificial pillar), it is easily destroyed and recoverable material, e.g. polystyrene foam, polystyrene foam, etc. For more effective destruction and crushing of the pillar 4 at the time of the explosion, similar dead-end wells 6 are pre-drilled in its central part or the above-mentioned easily destroyed and recoverable material is laid (during the construction of the artificial pillar).

Дополнительно для надежной локализации аварийного участка по ходу движения ударной воздушной волны, за целиком 4, на выходе из зигзагообразного участка 3, устраивают в кровле на шарнирах падающую дверь 7, поддерживаемую в штатном режиме стойками 8 с определенной парусностью и фиксирующими штырями 9. Для подъема и освобождения двери 7 от фиксирующих штырей 9 устанавливают ручную лебедку 10.Additionally, for reliable localization of the emergency section along the direction of the shock air wave, for the whole 4, at the exit from the zigzag section 3, a falling door 7 is arranged on the hinges on the hinge, supported in the normal mode by the struts 8 with a certain windage and fixing pins 9. For lifting and release the door 7 from the locking pins 9 install a manual winch 10.

При штатном режиме эксплуатации аварийно-опасного участка дверь 7 находится в поднятом положении, опирается на стойки 8 с определенной парусностью и зафиксирована штырями 9. При выходе людей с перспективно опасного участка фиксаторы 9 убирают, трос лебедки снимают с двери или ослабляют. Дверь поддерживается лишь стойками 8.In normal operation of the emergency section, the door 7 is in the raised position, rests on racks 8 with a certain windage and is fixed with pins 9. When people exit a prospectively dangerous section, the clips 9 are removed, the winch cable is removed from the door or loosened. The door is only supported by struts 8.

В случае аварии, например взрыва на перспективно опасном участке 11, ударная воздушная волна выбивает стойки 8, дверь 9, закрепленная в кровле одной стороной на шарнирах, второй стороной падает и перекрывает доступ продуктов взрыва из аварийно опасного участка.In the event of an accident, for example, an explosion in a prospectively dangerous section 11, an air shock wave knocks out the struts 8, the door 9, fixed on the hinges on the roof with one side, falls off the other side and blocks the access of the explosion products from the accidentally dangerous section.

Скорость распространения ударной воздушной волны на порядок выше скорости распространения трещин в целике 4 и на несколько порядков выше скорости отрыва целика от массива. Поэтому отрыв целика 4 от массива 1 является вторым этапом действия ударной воздушной волны. Последняя, действуя практически одновременно на стенки полостей 5, образованных ранее по контуру целика 4, и фронтально на целик 4, разворачивает его против часовой стрелки, одновременно разрушаясь с помощью разрыва центральных полостей 6, перекрывает подводящую выработку 2 в районе излома 3. При этом выполненный наклонно в сторону потенциально взрывоопасного участка целик 4 позволяет сконцентрировать энергию ударной воздушной волны (за счет ее смещения) к месту отрыва целика 4.The propagation velocity of a shock air wave is an order of magnitude higher than the propagation velocity of cracks in pillar 4 and several orders of magnitude higher than the velocity of separation of the pillar from the array. Therefore, the separation of the rear sight 4 from the array 1 is the second stage of the action of the shock air wave. The latter, acting almost simultaneously on the walls of the cavities 5, formed earlier along the contour of the rear pillar 4, and frontally on the rear pillar 4, turns it counterclockwise, while collapsing with the help of a rupture of the central cavities 6, blocks the inlet 2 in the area of kink 3. the pillar 4 inclined toward the potentially explosive section allows concentrating the energy of the shock air wave (due to its displacement) to the point of separation of the pillar 4.

Заявленное предложение практически мгновенно изолирует аварийный участок от окружающей среды, исключает негативное влияние атомных станций на население и среду обитания, сокращает или полностью исключает затраты на ликвидацию аварий, повышает безопасность эксплуатации атомных станций и других подобных взрывоопасных объектов.The claimed proposal almost instantly isolates the emergency site from the environment, eliminates the negative impact of nuclear plants on the population and the environment, reduces or eliminates the cost of eliminating accidents, improves the safety of operation of nuclear plants and other similar explosive facilities.

Claims (4)

1. Способ защиты от ударной воздушной волны и продуктов взрыва, включающий сооружение в выработке, на пути движения ударной воздушной волны, на выходе из очаговой зоны преграды, например перемычки, при этом преграду выполняют из целика естественного или искусственного, с оставлением свободного зигзагообразного прохода между контуром массива и сооружаемым целиком, отличающийся тем, что целик выполняют с возможностью его полного разрушения, при этом объем разрушенной массы целика обеспечивает полную закупорку выработки.1. A method of protection against shock air waves and explosion products, including the construction in the development, on the way of movement of the shock air wave, at the exit from the focal zone of the barrier, such as jumpers, while the barrier is made from a pillar of natural or artificial, leaving a free zigzag passage between the contour of the array and constructed entirely, characterized in that the pillar is performed with the possibility of its complete destruction, while the volume of the destroyed mass of the pillar ensures complete blockage of the output. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контур целика естественного или искусственного, граничащий с массивом, ослабляют соответственно обуренными скважинами или размещением легко разрушаемого и извлекаемого материала.2. The method according to claim 1, characterized in that the contour of the pillar of natural or artificial, bordering the array, weaken accordingly drilled wells or placement of easily destructible and recoverable material. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в центральной части целика естественного или искусственного, по направлению движения ударной воздушной волны, выполняют тупиковые полости соответственно с помощью обуренных скважин или заложением легко разрушаемого и извлекаемого материала.3. The method according to claim 1, characterized in that in the central part of the pillar of natural or artificial, in the direction of movement of the shock air wave, deadlock cavities are performed using drilled wells or laying easily destroyed and recoverable material. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что за преградой из целика естественного или искусственного устраивают в кровле, по ходу движения ударной воздушной волны, падающую дверь, временно поддерживаемую стойками и фиксируемую в кровле штырями. 4. The method according to claim 1, characterized in that behind the barrier from the pillar of natural or artificial arrange in the roof, in the direction of the shock air wave, a falling door, temporarily supported by struts and fixed in the roof with pins.
RU2009123338/03A 2009-06-18 2009-06-18 Protection method against air blast wave and explosion products RU2408788C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009123338/03A RU2408788C1 (en) 2009-06-18 2009-06-18 Protection method against air blast wave and explosion products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009123338/03A RU2408788C1 (en) 2009-06-18 2009-06-18 Protection method against air blast wave and explosion products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2408788C1 true RU2408788C1 (en) 2011-01-10

Family

ID=44054644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009123338/03A RU2408788C1 (en) 2009-06-18 2009-06-18 Protection method against air blast wave and explosion products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2408788C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4398451A (en) * 1977-09-30 1983-08-16 Polyweave Products, Inc. Method of ventilating underground mines and improved brattice cloth construction useful therein
RU2174602C2 (en) * 1996-03-26 2001-10-10 Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела Process of localization of energy of blast wave and gear for its realization
RU2236598C1 (en) * 2003-03-24 2004-09-20 Военный инженерно-технический университет Method for protection from air-blast by temporary rock wall
RU2249114C1 (en) * 2004-01-22 2005-03-27 Военный инженерно-технический университет Temporary protective rock wall

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4398451A (en) * 1977-09-30 1983-08-16 Polyweave Products, Inc. Method of ventilating underground mines and improved brattice cloth construction useful therein
RU2174602C2 (en) * 1996-03-26 2001-10-10 Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела Process of localization of energy of blast wave and gear for its realization
RU2236598C1 (en) * 2003-03-24 2004-09-20 Военный инженерно-технический университет Method for protection from air-blast by temporary rock wall
RU2249114C1 (en) * 2004-01-22 2005-03-27 Военный инженерно-технический университет Temporary protective rock wall

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГУРИН А.А. и др. Ударные воздушные волны в подземных выработках. - М.: Недра, 1983, с.148-151. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yandzio et al. Protection of buildings against explosions
Badshah et al. Review of blast loading models, masonry response, and mitigation
Byfield Behavior and design of commercial multistory buildings subjected to blast
CN103898842B (en) Reinforced concrete arch bridge blasting demolishing method
US20110226166A1 (en) Overhead protection system
US7234897B2 (en) Area earthquake defense system
CN101078243A (en) Assembled blast wall and inverted type road lunge combination protection device
EP3604714B1 (en) Anti-explosion protection
KR100438028B1 (en) A tunnel blasting method favorable to the environment,which utilizes pre-splitting and an upper center cut
KR100680032B1 (en) How to dismantle buildings by explosives
RU2408788C1 (en) Protection method against air blast wave and explosion products
Zhou Simulation Calculation of the Collapse Process of High‐Rise Steel Structure Energy‐Forming Cutting Blasting Demolition
Moo et al. Physical protection system vulnerability assessment of a small nuclear research reactor due to TNT-shaped charge impact on its reinforced concrete wall
CN105648931B (en) A kind of blasting method of separate type overpass
RU2284446C2 (en) Pit-fall for ground transport
RU2236598C1 (en) Method for protection from air-blast by temporary rock wall
Remennikov et al. Blast effects and vulnerability of building structures from terrorist attack
Bedair Review of blast analysis and design for industrial/residential buildings and ammunition storage facilities
Moldovan et al. BREACHING IN LIGHT OBSTACLES.
Remennikov et al. Building vulnerability design against terrorist attacks
Alhawasli et al. Improving Residential Buildings Performance against the Explosion Using Passive Defense Requirements Case Study: Designing a Residential Building in Damascus. Tr Civil Eng & Arch 2 (3)-2018
Cormie et al. Basic guidelines for enhancing blast resilience
El-Dash et al. Protection of Public Buildings against the Effects of Explosions
Moo Impact Investigation Using Ansys Autodyn Code on a Reinforced Concrete Model Due To TNT Shaped Charge for Nuclear Security Vulnerability Assessments
Gaikwad et al. Impact Resistant Design of Overhead Protection Structure and Blast Proof Chamber

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110619