книги из ГПНТБ / Шепелев С.Ф. Газовость промышленных взрывчатых веществ на рудниках

При включении контактов реле на соленоид подается напряжение, сердечник втягивается внутрь катушки, сжи­ мая пружину и соответственно освобождая зажимы и резиновый шланг. Из трубопровода по шлангу начинает по­ ступать накачивающийся насосом рудничный воздух, ко­ торый попадает на выходе в резиновую камеру. При раз­ мыкании контактов часов напряжение на реле перестает подаваться и контакты реле размыкаются, что вызывает остановку двигателя и выключение соленоида; пружина

виде около 30 кг. Пробоотборник питается от батареи аккумуляторов с напряжением на зажимах 12 в и емко­ стью 80 а-ч. Электросхема автоматического газового про­ боотборника ИГД АН КазССР приведена на рисунке 28.

Устанавливать прибор следует в 100—150 м от места проведения массового взрыва, предварительно ликвидиро­ вав возможные утечки газа посредством сооружения лег­ ких перемычек. Необходимо проверить, чтобы перед при­ бором не находилось незакрепленных предметов, которые могут нанести повреждения пробоотборнику во время взрыва. Крепление выработки должно быть тщательно проверено. Затем производятся замеры влажности, сече­ ния выработки, давления и скорости воздушной струи. Пробоотборник целесообразно закрепить проволочными растяжками к почве или креплению. Если этого меро­ приятия недостаточно, то можно установить небольшой предохранительный щит размером 20X70 см. Щит рас­ полагается перед прибором так, чтобы верхняя часть его не закрыла лопатку включения. По окончании подготови­ тельных операций заводятся часы, стрелка устанавлива­ ется на время, необходимое для срабатывания пробоотбор-

ника после взрыва; в циферблат часов ввертывается болт, останавливающий прибор после полного срабатывания, и взводится лопатка.

После этого на резиновые трубки со штуцерами наде­

ние 4 час после взрыва, т. е. практически до полного раз­ жижения газообразных продуктов.

Однако общим недостатком приборов является их большой вес и габариты, ухудшающие транспортабель­ ность, особенно в условиях подземных выработок. Более компактными и надежными в работе следует считать дис­ ковые пробоотборники, характерным представителем ко­ торых может служить отборник конструкции ИГД АН КазССР 1967 г.

Прибор содержит двухсекционное дисковое распреде­ лительное устройство с системой радиально расположен­ ных патрубков, пружинных зажимов и электрических кон­ тактов ; часовой механизм с подвижным контактом; реле и насос с приводом. Распределительный диск состоит из двух секций — подвижной и неподвижной. На последней радиально расположены патрубки, соединяющие камеры с насосом и перекрывающие их пружинные зажимы. Гори­ зонтальное расположение диска дало возможность изгото­ вить прибор компактным и удобным в отличие от имею­ щихся конструкций; в приборе используется облегченный насос поршневого типа с обратным клапаном.

82

Пробоотборник схематически изображен на рисун­ ке 29. На рисунке 29, а показана его аксонометрическая проекция, а на 29, б — принципиальная электрическая

схема.

Прибор смонтирован в разъемном корпусе прямоуголь­ ной формы 1, на каждой из сторон которого размещаются штуцеры 2 для присоединения камер. Трубками 3 штуце-’

ры соединяются с неподвижной секцией 4 распределитель­ ного диска, на которой установлены радиальные патруб­ ки 5 и пружинные зажимы 6. Патрубки подключены к коллектору 7, имеющему отвод 8 к насосу. Секция 4 рас­ пределительного диска жестко крепится при помощи опорных стоек 9 к платформе 10. На последней укрепля­ ется коллектор 7, а на ободе секции 4 прикреплен круго­ вой ленточный контакт 11, который имеет отводы к каж­ дому пружинному зажиму 6.

Над неподвижной секцией диска расположена по-, движная 12, которая имеет окно 13 для перекрытия пат­ рубков 5 и расположенный над ним пружинный кон­ такт 14.

Подвижная секция 12 распределительного диска вра­ щается двигателем 15 через зубчатое зацепление 16. Отключающее реле 17, двигатель распределительного дис­ ка и часовой механизм 18 смонтированы на панели 19, которая при помощи пружинных амортизаторов 20 кре­ пится к неподвижной секции 4 распределительного диска. Часовой механизм 18 на пружинных амортизаторах 21 крепится к раме 22 и имеет диск 23 с латунными контак­

83

Время работы пробоотборника, а также время набора каждой пробы и интервал между ними рассчитаны сле­ дующим образом (табл. 4).

По окончании проветривания после массового взрыва на месте установки прибора следует тщательно замерить скорость движения воздуха, влажность и температуру. Эти же замеры нужно провести и до взрыва, после того как установка прибора будет закончена.

Применение электромеханических пробоотборников дает хорошие результаты, однако при их применении не­ обходимо дополнительно использовать энергию аккумуля­ торов для распределительных систем электродвигателей и насосов, а это удорожает и усложняет конструкцию, увеличивает габариты, вес. В этом отношении выгодно от­ личаются инерционные пробоотборники.

Инерционные пробоотборники

В инерционных пробоотборниках распределительный механизм чисто механического действия, а отбор проб осу­ ществляется за счет естественного движения воздуха.

Рис. 30. Многокамерный инерционный пробоотборник газов М. А. Каюмова и А. А. Насибулина: 1 — барабан; 2, 3 — диски; 4 — огра­ ничивающие кольца; 5 — ось спускового механизма; 6 — подвижный шток; 7 — диск; 8 — фиксирующий механизм; 9. 10 — пружины; 11 — заводной ключ; 12 — фиксирующий штифт; 13 — установочное

кольцо.

Одним из таких приборов является многокамерный пробоотборник М. А. Каюмова и А. А. Насибуллина [48]. Он состоит из корпуса с пробоотборными камерами, сейс­

85

мопускателя и программно-исполнительного устройства (рис. 30). Пробоотборные камеры образованы сквозными плоскостями поворотного барабана и дисками, притерты­ ми к торцовым поверхностям барабана. На дисках имеют­ ся отверстия различных проходных сечений, чем достига­ ется запаздывание отбора последующей пробы.

Программно-исполнительное устройство представляет собой пружину, поворачивающую барабан после срабаты­ вания сейсмопускателя.

Прибор срабатывает после взрыва за доли секунды, от­ бирая 3 пробы. Однако достоверность проб в этом случае невелика, поскольку за столь короткое время проба может не заполнить всего объема камеры без искусствен­ ных побудителей тяги и через маленькие окна. К тому же в этом приборе необходима тщательная притертость тор­ цов цилиндра и дисков во избежание диффузии газов в соседние камеры и атмосферу. В производственных усло­

Рис. 31. Инерционно-механиче­ ский автоматический многока­ мерный пробоотборник г&зов ИГД

АН КазССР, 1969 г.

виях осуществить это требование довольно трудно, так как прибор находится под действием ударных взрывных волн. Перечисленных недостатков лишен пробоотборник ИГД АН КазССР конструкции 1969 г., основанный на инерци­ онно-механическом принципе.

Пробоотборник, схематично изображенный на рисун­ ке 31, рассчитан на автоматический набор 15 проб руднич­ ного воздуха при объеме каждой пробы 1,5 л.

Прибор состоит из 15 цилиндрических сосудов 1, пред­ назначенных для набора проб. Каждый из них имеет с торцов крышки 2, соединенные между собой упругими ре­ зиновыми жгутами 3, и краны 20. Шток 4 на концах имеет упоры 5, удерживающие во взведенном положении крыш­ ки сосудов. Сам шток 4 во взведенном положении удер­

86

живается штифтом 6, который перед включением прибора поднимается и ограничивается снизу рычагом 7. В корпу­ се 10 расположен распределительный барабан 8, на кото­ ром по винтовой линии через определенные промежутки времени расположены кулачки 9 и пружинно-часовой механизм 11 Маятник часов 12 в нерабочем положении удерживается фольговым лепестком 13, который через гибкий тросик 14 соединен с флажками 15. Пробоотбор­ ник устанавливается на исходящей струе из блока таким образом, чтобы оси сосудов для отбора проб были парал­ лельны оси движения воздуха, чем и достигается постоян­ ный обмен воздуха в сосудах. Перед взрывом все крышки сосудов открываются и удерживаются упорами 5, при этом шток 4 поворачивается. Флажок ставится в верти­ кальное положение. Стойка флажка своим свободным кон­ цом упирается в сферическую поверхность металличе­ ской шайбы 16, сжимающей пружину тросика 17. Послед­ ний через фольгу удерживает маятник часов.

После взрыва ударная волна опрокидывает флажок, освобожденная пружина тянет за собой тросик с фольгой, которая скользит по колесу маятника и запускает часовой механизм. Последний передает движение валику 18 и за­ крепленному на нем распределительному барабану 8.

При вращении распределительного барабана кула­ чок 9 зацепляет рычаг 7, поворачивает его и освобождает штифт 6. Под действием пружины 19 поворачивается шток 4 и упоры освобождают крышки, которые сразу же захлопываются под действием резинового жгута 3. Таким образом происходит отбор всех проб. Первая проба в зави­ симости от регулировки отбирается через 1—3 мин после

образом, данный пробоотборник позволяет проследить ди­ намику загазованности в течение 5 час и более после взрывных работ.

Испытания пробоотборника на руднике Текели дали вполне удовлетворительные результаты. Была достигнута полная идентичность проб, отобранных вручную и пробо­ отборником. Однако этот прибор имеет большие габариты, что вызывает известные неудобства эксплуатации. Поэто­ му в модели 1970 и 1971 гг. были внесены соответствую­ щие конструктивные изменения, позволяющие довести прибор до требований производства. В этой модели приме­ нена более надежная кинематическая схема, а часы слу­ жат не только командным, но и исполнительным органом. Схема прибора изображена на рисунке 32, а, а внешний вид

87

рычагов. С другой стороны на корпусе часов крепится винт 11 с прикрученной втулкой 17 при помощи поворот­ ной ручки 12.

При транспортировке диски 15 сдвигаются внутрь при помощи раздвижного устройства 11, 12, 17, резиновые ру­ кава прогибаются, крышки 5, 9 закрываются, флажок 6 опускается и прибор помещается в предохранительный кожух размером 400X400X450 мм.

Установка прибора производится в обратном порядке. Пробоотборник вынимают из кожуха, и раздвижным ме­ ханизмом разводят диски. Резиновые рукава натягивают­ ся и принимают строго цилиндрическую форму. Ручкой 8 заводят часы и стопорят их, поднимая складывающуюся лопатку 6. Отпускают крепежную гайку нониуса и про­ кручивают его в крайнее правое положение до упора о стопор, затем гайку закручивают, закрепляя распредели­ тельный механизм на оси часов.

Делительные кольца нониуса устанавливаются таким образом, чтобы прорезь последующего кольца была сдви­ нута на определенный угол по отношению к прорези пре­ дыдущего. Этим задается время между отбором проб. Пос­ ле установки нониуса открывают по порядку крышки 5 и стопорят их при помощи рычагов 3. Для этого верхние ры­ чаги 3 вводят в прорези кожуха распределительного меха­ низма и вставляют в определенном порядке между дели­ тельными кольцами.

Далее открывают крышки 9 и закрепляют их при по­ мощи откидывающихся коромысел 10. В таком состоянии прибор готов к работе. Теперь необходимо его установить так, чтобы ось пробоотборных сосудов была параллельна оси движения воздуха.

После взрыва флажок 6 опрокидывается ударной вол­ ной и посредством тросика 7 запускает часовой меха­ низм 2, при этом, вращаясь, ось поворачивает нониус. Че­ рез заданное время прямоугольный вырез первого дели­ тельного кольца подходит к рычагу 3 и освобождает его. Вслед за этим освобождается крышка 5 и за счет натяже­ ния резинового жгута захлопывается. Во время движения крышки 5 натягивается тяга 18, которая откидывает ко­ ромысло 10, и крышка 9 тоже захлопывается. Все после­ дующие пробы отбираются в том же порядке с заданным интервалом времени.

Как показали испытания, пробоотборник надежен в работе, прост по конструкции и отличается хорошей гер­ метизацией набранных проб. Преимуществом прибора является его распределительный механизм, позволяющий

89

регулировать интервал времени между пробами от 1 до 4 час, что невозможно в других приборах. Габариты и вес прибора дают возможность переносить его по выработкам одному человеку, что также являетя немаловажным фак­ тором.

Основные пути совершенствования рудничных автоматических пробоотборников газа

Основными требованиями, предъявляемыми к автома­ тическим пробоотборникам, являются их портативность и надежность в работе. Для более точного выяснения аэрогазодинамических процессов в выработках необходим также быстрый отбор каждой пробы в точно заданный промежуток времени.

Этим требованиям в большей степени удовлетворяют вакуумные и инерционные пробоотборники. Существую­ щие гидравлические и электромеханические приборы име­ ют довольно большой вес, и отбор проб ими осуществля­ ется за длительные отрезки времени.

Помимо этого они имеют сложное устройство и неудоб­ ны в эксплуатации. Поэтому дальнейшее развитие долж­ ны получить более простые их конструкции, надежные в работе вакуумные и инерционные газопробоотборники. Последние имеют определенные преимущества перед ва­ куумными. Во-первых, они не требуют дополнительных затрат времени перед установкой, во-вторых, имеют более надежный распределительный механизм отбора проб. В свою очередь, вакуумные пробоотборники можно устанав­ ливать в любом месте, а инерционные — только на возду­ ховыдающих выработках. На производстве применяются оба вида этих пробоотборников в зависимости от постав­ ленных задач и условий производства наблюдений.

Однако оба типа приборов нуждаются в дальнейшем совершенствовании. Вакуумные, например, должны быть более компактными и иметь один регулятор времени отбо­ ра проб, отличающийся простотой и надежностью устрой­ ства. Первые такие попытки предпринимались И. В. Боб­ ровым [31], однако отбор всех проб после взрыва осуще­ ствлялся за очень короткий промежуток времени. Это ограничивает возможности применения приборов. Необхо­ димо увеличить и объем отбираемых проб, так как для об­ щего газового анализа требуется до 1,5—2 л газа.

Инерционные газоотборники более компактны. Тем не менее рычажную систему, служащую для открывания и закрывания крышек пробоотборных сосудов, следует

90