Результат интеллектуальной деятельности: Способ строительства вентиляционного сооружения в угольных шахтах

Настоящее изобретение относится к горной промышленности, к строительству вентиляционных сооружений в подземных выработках угольных шахт.

Для обеспечения работы высокопроизводительных очистных забоев и высокоскоростных проходческих забоев требуется своевременное возведение вентиляционных сооружений: кроссингов; изолирующих перемычек; вентиляционных перемычек для регулирования движения воздуха по горным выработкам шахты, изоляции отработанного пространства. При этом перемычки, возводимые в шахте можно разделить на две категории по несущей способности: несущие изолирующие перемычки; самонесущие вентиляционные перемычки. Несущие изолирующие перемычки - это сооружение с рассчитываемой прочностью на внешнее воздействие: воздействие взрывной волны - взрывоустойчивые изолирующие перемычки; воздействие давления воды - водоупорные изолирующие перемычки. Самонесущие вентиляционные перемычки это сооружения служащие для регулирования направления движения воздуха по горным выработкам, например: временная перемычка глухая, временная перемычка с проходом для людей, перемычка глухая врубовая, перемычка с проходом для людей (Приказ Ростехнадзора от 28.11.2014 N 530 "Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Инструкция по изоляции неиспользуемых горных выработок и выработанных пространств в угольных шахтах").

Основными требованиями при проектировании самонесущих вентиляционных перемычек являются: затрачиваемое время на доставку материалов по горным выработкам и возведения сооружения; воздухонепроницаемость возведенного сооружения (герметичность) во весь период эксплуатации сооружения; податливость конструкции сооружения под влиянием деформаций вмещающих пород в выработках, в которых они возведены.

Из существующего уровня техники и технологии в строительной отрасли известны различные способы и материалы для строительства легких, прочных, огнестойких и герметичных самонесущих перегородок и перекрытий. Наиболее близким к представляемому способу послойного строительства вентиляционного сооружения в угольной и сланцевой шахте является способ, указанный в патенте RU 2187652. В патенте RU 2187652 предложена технология послойного напыления пенополиуретанов ППУ, получаемых из 2-х компонентов путем смешения в «пистолете»- распылители.

Данная технология позволяет возводить эффективные герметичные вентиляционные перемычки за небольшой промежуток времени. Однако, у указанного в патенте RU 2187652 способа есть недостатки. Материалы применяемые по данной технологии пенополиуретаны ППУ: ППУ-17Н-1, ППУ350-Н, Изолан-6, Вилан-405 и другие являются по своему составу синтетическими полимерными материалами и без специальных, дополнительных технологических операций связанных с защитой пенополиуретана путем нанесения эффективного теплоизолирующего и огнезащитного покрытия применятся в угольных и сланцевых шахтах не могут по требованиям пожарной безопасности. Согласно требованиям пункта 474 Приказа Ростехнадзора №550 от 15.11.2013 «Правила безопасности в угольных шахтах» вещества и материалы, используемым в шахтах должны относится к трудногорючим и негорючим по категории горючести. Материалы для возведения и ремонта вентиляционных сооружений, указанные в патенте RU 2187652 относятся к горючим, по степени пожарной опасности. Прочность конструкции вентиляционного сооружения, выполненного из ППУ незначительная и характеризуется прочностными характеристиками ППУ, эти значения при изгибе имеют максимальное значение не более 1 МПа. По этой причине основная прочностная нагрузка по удержанию слоя ППУ возведенной перемычки, давления воздуха, движущегося по горным выработкам, на вентиляционную перемычку будет приходится на деревянную опалубку. Для увеличения прочности ППУ возможно применять армирующие слои, например армирующие слои из тканей. При применении армирующих слоев из специальной огнезащитной ткани можно решить задачу увеличения прочности на изгиб слоя ППУ, и одновременно, обеспечить огнезащиту и термоизоляцию слоя ППУ. Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является способ строительства в условиях угольных и сланцевых шахт самонесущего вентиляционного сооружения.

Поставленная задача решена путем послойного возведения самонесущего вентиляционного сооружения.

Сущность изобретения. Самонесущее вентиляционное сооружение возводят слоями из материалов, которые при транспортировке имеют небольшие габариты и вес, а при строительстве позволяют возвести конструкцию, которая в сооружении является одним из конструктивных слоев. Например, калиброванные деревянные бруски размером 80 мм ×140 мм ×3000 мм пропитанные огнезащитным составом при транспортировке укладываются в штабель малых габаритов и небольшого веса, а при строительстве позволяют возвести прочную и податливую конструкцию - деревянный каркас большой площади.

Технический результат. При строительстве самонесущего вентиляционного сооружения в подземных условиях шахт послойным способом возведения реализуется задача сокращения времени строительства сооружения. Проектирование и строительство такого вентиляционного сооружения выполняется из условия максимального снижения массы материала слоя к максимально конструктивно возможной площади возводимого слоя. Соблюдение этого условия приводит к значительному снижению массы материалов и занимаемого ими объема при транспортировании к месту возведения вентиляционного сооружения по горным выработкам шахты.

Предлагаемый способ был использован при устройстве герметичной вентиляционной перемычки для оперативного регулирования направления движения воздуха по горным выработкам и профилактического ремонта вентиляционной изолирующей перемычки на одном из угольных предприятий в Кузбассе. На рисунке №1 представлена схема послойного строительства герметичной вентиляционной перемычки для оперативного регулирования направления движения воздуха по горным выработкам в условиях угольных и сланцевых шахт, рудников. Первым слоем возводится каркас (1) из калиброванных деревянных брусков, обработанных огнезащитным составом, вторым слоем на деревянный каркас крепится базальтовая огнезащитная изоляция (2) МБОР по ТУ 5769-003-48588528-00 в фольгированной обкладке, третьим слоем на базальтовое волокно МБОР и конструкцию каркаса наносится пенополиуретан (3) из автономной двухкомпонентной системы торговой марки Touch' n Seal толщиной 90 мм, четвертым слоем на каркас крепится базальтовая огнезащитная изоляция (2) МБОР, при этом одновременно склеивается базальтовое волокно МБОР (2) и пенополиуретан (3), нанесенный третьим слоем, пенополиуретаном из автономной двухкомпонентной системы торговой марки Touch' n Seal.

Схема послойного возведения при строительстве вентиляционной перемычки представлена на рисунке №1. Краткое описание чертежей.

На рисунке №1 представлена схема послойного устройства герметичной вентиляционной перемычки для оперативного регулирования направления движения воздуха по горным выработкам в условиях угольных и сланцевых шахт, рудников:

1. Каркас из деревянных калиброванных брусков, обработанных огнезащитным составом;

2. Базальтовая огнезащитная изоляция МБОР по ТУ 5769-003-48588528-00 в фольгированной обкладке;

3. Пенополиуретановая пена толщиной 90 мм из автономной двухкомпонентной системы торговой марки Touch' n Seal.

Литература.

1. Приказ Ростехнадзора от 28.11.2014 N 530 "Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Инструкция по изоляции неиспользуемых горных выработок и выработанных пространств в угольных шахтах".

2. RU 2187652.

3. Приказ Ростехнадзора №550 от 15.11.2013 «Правила безопасности в угольных шахтах».