PL207326B1 - Tama przeciwwybuchowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest tama przeciwwybuchowa przeznaczona do szybkiego i skutecznego izolowania wyrobisk górniczych w czasie pożarów podziemnych przy zagrożeniu wybuchem gazów pożarowych.

W prowadzeniu akcji ratowniczych przy stosowaniu izolowania pól poż arowych tamami przeciwwybuchowymi ważne jest szybkie wykonanie szczelnych zawarć tamowych oraz na jak najwcześniejsze wypełnienie korka tamowego materiałem szybkowiążącym o dużej wytrzymałości.

Dotychczas znane są górnicze tamy przeciwwybuchowe, których właściwości skutecznej ochrony w sytuacji wybuchu gazów lub pyłu węglowego uzyskuje się dzięki dużej masie bezwładnościowej wypełnienia korków podsadzkowych lub poprzez odpowiednio mocne, ale pracochłonne konstrukcje drewniane. Tamy w postaci korków podsadzkowych wykonuje się poprzez zabudowę dwóch zawarć tamowch o konstrukcji drewnianej, usztywnionych na zewnątrz ryglami i rozporami z okrąglaków. Przestrzeń pomiędzy przegrodami wypełnia się, na przykład takimi materiałami, jak; piasek, gips, anhydryt, popioły dymnicowe. Głównym materiałem budowlanym, stanowiącym jednocześnie zasadniczą przeszkodę dla przemieszczającej się fali uderzeniowej wybuchu jest materiał wypełniający wygrodzoną przestrzeń tamy. Masa tego materiału, na ogół luźno związana lub o zbyt słabych wiązaniach mechanicznych, jest odpowiednio duża, gdyż zwykle tego typu tamy budowane są na długości do 15 metrów. Budowa tak masywnych obiektów nie tylko jest materiałochłonna, ale wiąże się ze zwiększonym ryzykiem pracujących górników z uwagi na czas jej budowy w obszarze zagrożonym wybuchem. W celu zwiększenia wytrzymałości tam i zmniejszenia pracochłonności stosowane są różnorodne wzmocnienia. Z polskiego opisu patentowego nr Pl 146768 znana jest przeciwwybuchowa górnicza tama izolacyjna, zawierająca dodatkowe wzmocnienia, wykonane w postaci rygli i zastrzałów z drewna, usytuowanych od strony spodziewanego wybuchu. Przegrody wraz z rozporami zalane są mieszaniną wiążąco-uszczelniającą zawierającą gips. Wadą konstrukcji wielkogabarytowych zawierających mieszaniny gipsu jest problem z uzyskaniem wymaganej wytrzymałości. Gipsy stosuje się z duż ym nadmiarem wody w stosunku do teoretycznej iloś ci wody potrzebnej do utwardzenia (reakcji uwodnienia) Teoretyczne zapotrzebowanie na wodę wynosi 265 g wody na 1000 g gipsu bezwodnego (anhydrytu). W przypadku gipsu półwodnego (bassanitu) zapotrzebowanie to jest jeszcze niższe i wynosi 186 g wody na 1000 g gipsu. W praktyce stosuje się ilości wody odpowiadające 350 do 1000 g wody na 1000 g gipsu. Dla przykładu gips budowlany czy górniczy (gips półwodny) zazwyczaj stosuje się przy ilości około 700 g wody na 1000 g gipsu. W takiej sytuacji ponad 500 g wody na 1000 g gipsu pozostaje w układzie. Gips nie jest materiałem hydraulicznym (odpornym na działanie wody). Po szybkim początkowym przyroście wytrzymałości, jeśli nie nastąpi szybkie odparowanie wody, co w przypadku obiektów masywnych takich jak tamy przeciwwybuchowe jest niemoż liwe, to nastę puje rekrystalizacja kryształów gipsu i stopniowa utrata wytrzymałości. W ciągu kilku dni może nastąpić znaczny (nawet kilkukrotny) spadek wytrzymałości.

Z opisu wynalazku nr Pl 180978 znana jest tama przeciwwybuchowa, której zbrojenie wykonane w jej wnętrzu, zawiera odrzwia wolnostojącej obudowy łukowej, do której na całym obwodzie łuku przymocowany jest, od strony ewentualnego wybuchu, pierścień zbrojeniowy, usytuowany prostopadle względem osi obudowy. Pierścień zbrojeniowy tworzą elementy siatki stalowej, wystającej poza obrys łuku odrzwi obudowy, przy czym częściowo pierścień wprowadzony jest w przestrzeni wrębu. Pierścień i odrzwia obudowy łukowej związane są trwale z szybko tężejącym spoiwem mineralnym, stanowiącym korzystnie mieszaninę cementu glinowego, siarczanu wapna i cementu portlandzkiego z wodą, przy czym przegrody (zawarcia), pomiędzy którymi umieszczone jest spoiwo, oddalone są od siebie na odległość od 1 do 3 metrów. Pierścień zbrojeniowy, w drugiej odmianie tamy, tworzą kotwy promieniście i równomiernie rozmieszczone na całym obwodzie wyrobiska, przy czym 1 kotew przypada na 0,5 do 1,5 m² pola przekroju poprzecznego tamy.

z opisu wynalazku nr Pl 182605 znana jest mieszanina mineralna, która zawiera w swym skł adzie cement wysokoglinowy w ilości 5% do 50% wagowych, siarczan wapnia w ilości 5% do 70% wagowych, do 70% wagowych cementu portlandzkiego i/lub do 15% wagowych wapna, korzystnie wapna hydratyzowanego lub tlenku wapnia i dodatki akcesoryczne. Jako dodatki akcesoryczne mieszanina zawiera substancje przyspieszające tężenie w postaci soli metali alkalicznych w ilości do 5% wagowych oraz katalizator hydratacji mieszaniny w postaci soli metali 3 grupy, również w ilości do 5% wagowych. Mieszanina ponadto zawiera bentonit w ilości do 10% wagowych i materiały odpadowe w postaci pyłów i żużli z procesów elektrownianych lub ciepłowniczych w ilości do 70% wagowych.

PL 207 326 B1

Natomiast mieszanina mineralno-organiczna zawiera dodatkowo organiczny dodatek spieniający w ilości 0,1% do 1% wagowego.

W wyrobisku chodnikowym wedł ug wynalazku znajdują się oddalone od siebie na szerokość korka tamowego dwie konstrukcje zawarć tamowych. Konstrukcję szkieletu zawarcia tworzą segmentowe stojaki rurowe usytuowane w podstawkach regulacyjnych, połączone poprzecznymi ryglami za pomocą złącz obrotowych. Pierwszy element rurowy stojaka posiada w wydłużonym kielichu lub wpuście otwory umożliwiające skokową regulację wysokości. Złącze obrotowe zawiera połączone obrotowo zaciskowe obejmy. Od wewnątrz konstrukcja rurowa zawarcia pokryta jest elastyczną siatką z płótnem podsadzkowym, a ich brzegi wywinięte są do wewnątrz i przylegają do ociosu. W przestrzeni pomiędzy zawarciami znajduje się szybko tężejące spoiwo korka tamowego, które wprowadza się rurą tłoczną z odpowietrzeniem. Spoiwem korka jest mieszanina, która zawiera w swym składzie cement glinowy w ilości 5% do 40% wagowych, siarczan wapnia w ilości 10% do 60% wagowych, do 60% wagowych klinkieru portlandzkiego i dodatki akcesoryczne. Jako dodatki akcesoryczne spoiwo korka zawiera substancje przyspieszające tężenie w postaci soli metali alkalicznych w ilości do 5% wagowych oraz związki wapnia i/lub krzemu, jako stabilizatory procesu wiązania. Mieszanina korka tamowego ponadto zawiera minerały ilaste w ilości do 10% wagowych i materiały odpadowe w postaci żużli z procesów wytopu metali w ilości do 70% wagowych oraz organiczny dodatek w ilości do 1% wagowego.

Konstrukcja tamy według wynalazku umożliwia jej bardzo szybkie i szczelne wykonanie oraz jak najwcześniejsze wypełnienie korka tamowego materiałem szybkowiążącym o dużej wytrzymałości, zwłaszcza w warunkach prowadzenia akcji ratowniczych, na przykład przy stosowaniu izolowania pól pożarowych tamami przeciwwybuchowymi. Elementy składowe charakteryzują się lekkością i wymiarami, które nie stanowią utrudnienia w transporcie dołowym. Zastosowanie szybko tężejącej mieszaniny z uwagi na swą wysoką wydajność znacznie zmniejsza koszty transportu na dół kopalni. Mieszanina nie kurczy się w czasie wiązania, nie rozwarstwia się, jest łatwa w stosowaniu, wydatnie zmniejsza pracochłonność i czas trwania robót ratowniczych.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok tamy od przodu, a fig. 2 - widok w przekroju podłużnym.

Konstrukcja szkieletu nowego typu szybkich do wykonania zawarć tamowych zawiera segmentowe stojaki rurowe 1 z wpustami lub kielichami, podstawki śrubowe regulacyjne 2, elementy rurowe 3 stanowiące jednocześnie przedłużenie stojaków oraz rygle poziome 4, a także złącza obrotowe 5 do wiązania stojaków z ryglami i wzajemnego łączenia rygli. W wyrobisku chodnikowym znajdują się oddalone od siebie na szerokość korka tamowego 6 dwie konstrukcje zawarć tamowych. Konstrukcję szkieletu zawarcia tworzą segmentowe stojaki i rurowe usytuowane w podstawkach regulacyjnych 2, połączone poprzecznymi ryglami 4 za pomocą złącz obrotowych 5. Od wewnątrz konstrukcja rurowa zawarcia pokryta jest elastyczną siatką z płótnem podsadzkowym 7, a ich brzegi wywinięte są do wewnątrz i przylegają do ociosu.

W przestrzeni pomiędzy zawarciami znajduje się szybko tężejące spoiwo korka tamowego 6, które wprowadza się rurą tłoczną z odpowietrzeniem. Spoiwem tym jest mieszanina, która zawiera w swym składzie cement glinowy w ilości 5% do 40% wagowych, siarczan wapnia w ilości 10% do 60% wagowych, do 60% wagowych klinkieru portlandzkiego i dodatki akcesoryczne. Jako dodatki akcesoryczne mieszanina zawiera substancje przyspieszające tężenie w postaci soli metali alkalicznych w ilości do 5% wagowych oraz związki wapnia i/lub krzemu, jako stabilizatory procesu wiązania. Mieszanina ponadto zawiera minerały ilaste w ilości do 10% wagowych i materiały odpadowe w postaci żużli z procesów wytopu metali w ilości do 70% wagowych. Ponadto mieszanina zawiera dodatkowo organiczny dodatek w ilości do 1% wagowego.

Podstawy śrubowe regulacyjne 2 znajdują się w dolnej części stojaka 1. Regulacja wysokości podstawą śrubową jest realizowana poprzez obracanie na gwincie podstawy pierścienia z gwintem wewnętrznym, na którym to pierścieniu wsparty jest pierwszy element rurowy bez gwintu wewnętrznego, lub w innej wersji na obracaniu na podstawie śrubowej pierwszego elementu rurowego z wewnętrznym gwintem. Elementy rurowe segmentowych stojaków 1 zakończone są wpustem lub kielichem umożliwiającym dokładanie następnych elementów rurowych z wpustem lub kielichem celem przedłużenia stojaka.

Pierwszy element rurowy posiada w wydłużonym kielichu lub wpuście otwory umożliwiające skokową regulację wysokości.

PL 207 326 B1

Łączenie stojaków rurowych z poziomymi ryglami rurowymi odbywa się przy pomocy złącza obrotowego 5 zawierającego połączone obrotowo zaciskowe obejmy.

Do szkieletu wykonanego z segmentowe połączonych stojaków i rygli dowiązywana jest podatna na formowanie, elastyczna siatka z płótnem podsadzkowym 7, która stanowi szczelne zamknięcie zawarcia tamy pozwalając na wypełnienie jej szybko wiążącym spoiwem. Wysoki stosunek wody do pozostałych suchych składników określa wysoką wydajność tego typu mieszanin. Określa to tym samym niskie koszty transportu i ostatecznie niskie koszty korka tamowego. Możliwe jest to dzięki temu, że woda użyta do wytworzenia mieszaniny podsadzkowej zostaje trwale w niej związana, a mieszanina już po kilku godzinach uzyskuje wysoką wytrzymałość. Spoiwa stanowiące wypełnienie korka tamowego pomimo szybkiego żelowania, pozwalają na transport mieszaniny rurociągiem na znaczne odległości.

Zawarcia o lekkiej konstrukcji są montowane w przekroju wyrobiska lub odrzwiach tamy bezpieczeństwa.

Wykonanie szkieletu tamy polega na:

• Postawieniu przyociosowych stojaków i zawarcia przedniego i tylnego regulując ich wysokość przy pomocy podstaw śrubowych 2, we wzajemnej odległości zawarć wynikającej z przekroju wyrobiska.

• Połączeniu segmentowych stojaków poszczególnych zawarć ryglami dolnymi 4 z rur wykorzystując złącze obrotowe 5 (rygle rozsunięte do ociosów). Rozstaw rygli oraz stojaków zawiera się pomiędzy 0,8 m a 1,0 m.

• Ułożeniu lutni 8 przepustu na dolnych ryglach.

• Ustawieniu stojaków i zawarcia przy lutni 8, wyregulowaniu ich wysokości podstawami śrubowymi 2 i połączeniu ich z ryglami 4 dolnymi złączem obrotowym 5.

• Zamontowaniu rurowego rygla środkowego rozsunięciem go do ociosu i przymocowaniu złączem obrotowym do stojaków.

• Zamontowaniu rygla górnego przymocowaniu go do stojaków złączem obrotowym.

• Wykonaniu spięcia pomiędzy ryglami dolnymi oraz środkowymi przy pomocy łańcucha ze spinkami i napięciu go śrubą rzymską.

• Po wykonaniu konstrukcji szkieletu opina się je poprzez przywiązanie elastycznej, sprężynującej siatki stalowej pozwalającej na swobodne dopasowanie opinki do nierówności w ociosach i stropie wyrobiska, a także kształtu lutni przepustu tamowego. Siatka ta po przyszyciu miękkim drutem jest jednocześnie nośnikiem dla płótna podsadzkowego, co umożliwia uzyskanie wystarczającej szczelności korka tamowego podczas wypełniania spoiwem. Następnie podaje się mieszaninę korka tamowego 6 rurą tłoczną 9 a rurą odpowietrzającą 10 wyprowadza się powietrze eliminując nadciśnienie.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Tama przeciwwybuchowa, która posiada oddalone od siebie na szerokość korka tamowego z szybko tężejącego spoiwa dwa lekkiej konstrukcji zawarcia tamowe, znamienna tym, że segmentowe stojaki rurowe (1) usytuowane w podstawkach regulacyjnych (2), połączone są poprzecznymi ryglami (4) za pomocą złącz obrotowych (5), a od wewnątrz konstrukcja rurowa zawarcia pokryta jest elastyczną siatką z płótnem podsadzkowym (7), których brzegi wywinięte są do wewnątrz i przylegają do ociosu, natomiast w przestrzeni pomiędzy zawarciami znajduje się szybko tężejące spoiwo korka tamowego (6).

2. Tama według zastrz. 1, znamienna tym, że spoiwem korka tamowego (6) jest mieszanina, która zawiera w swym składzie cement glinowy w ilości 5% do 40% wagowych, siarczan wapnia w ilości 10% do 60% wagowych, do 60% wagowych klinkieru portlandzkiego i dodatki akcesoryczne przyspieszające tężenie w postaci soli metali alkalicznych w ilości do 5% wagowych oraz związki wapnia i/lub krzemu, jako stabilizatory procesu wiązania, ponadto spoiwo zawiera minerały ilaste w ilości do 10% wagowych i materiały odpadowe w postaci żużli z procesów wytopu metali w ilości do 70% wagowych oraz organiczny dodatek w ilości do 1% wagowego.

3. Tama według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwszy element rurowy stojaka (1) posiada w wydłużonym kielichu lub wpuście otwory umożliwiające skokową regulację wysokości, a w dolnej części podstawę śrubową, która umożliwia jego płynną regulację.

4. Tama według zastrz. 1, znamienna tym, że złącze obrotowe (5) zawiera połączone obrotowo zaciskowe obejmy.