CC BY
11
Ю.И. Донсков
заведующий сектором ООО «ВостЭКО»
А.А. Ли
д-р техн. наук, проф., ученый секретарь ОАО «НЦ ВостНИИ»
УДК 622.001 (088.8)
ОБЗОР РАЗРАБОТОК ОХРАНОСПОСОБНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ ОАО «НЦ ВОСТНИИ» ЗА ПЕРИОД 1962-2010 ГГ.
Приведены результаты патентных исследований за период 1962-2010 гг. при выполнении научно-исследовательских работ ОАО «НЦ ВостНИИ» по основным направлениям деятельности - проблемам аэрогазопылединамики, борьбы с эндогенными пожарами, внезапными выбросами угля и газа, безопасного применения ВВ и электроэнергии, горных машин и транспорта.
Ключевые слова: АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО, ПАТЕНТ, ИЗОБРЕТЕНИЕ, УГОЛЬНАЯ И ПОРОДНАЯ ПЫЛЬ, ЭНДОГЕННЫЕ ПОЖАРЫ, БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ, ПРОВЕТРИВАНИЕ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ И ОЧИСТНЫХ ВЫРАБОТОК, ВНЕЗАПНЫЕ ВЫБРОСЫ УГЛЯ И ГАЗА, ДЕГАЗАЦИЯ, ГОРНЫЕ МАШИНЫ, ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
За период с 1962 по 2005 гг. ОАО «НЦ ВостНИИ» было выполнено 120 научно-исследовательских работ по вопросам безопасности на предприятиях угольной отрасли. В институте был сформирован патентный фонд по тематике выполняемых работ - 42 тыс. полных описаний изобретений и полезных моделей по клас-
сам Е2^ 1/00 - 17/00, С06В, F42D 1/00-5/06, G01N 1/00-33/32, Н01В, Н02Н и др.
Кроме того, в институте имеется полная картотека изобретений и полезных моделей по указанным классам России, СССР, США, Германии, Великобритании, Франции и других стран с развитой угольной промышленностью. Средний процент
выдачи охранных документов по заявкам института увеличился с 52 % в 1962-1966 гг. до 100 % в 19872010 гг.
Ниже приводятся наиболее значимые разработки по отдельным направлениям.
Борьба с угольной и породной пылью
За указанный период в области борьбы с угольной и породной пылью было получено 96 изобретений и полезных моделей, в том числе многие изобретения и полезные модели используются на шахтах Кузбасса до настоящего времени или прекратили свое действие в последние годы. Например, изобретение по авторскому свидетельству №713196 (кл. Е2^5/02, заявлено 10.11.1978) до настоящего времени выпускается серийно под маркой НВР-02 Украинским заводом гидро-
оборудования и используется шахтами России и Украины при нагнетании жидкости в пласт для снижения газовыделения, пылеобразования и предотвращения внезапных выбросов угля и газа. В данной насосной установке впервые обеспечена автоматическая плавная регулировка параметров нагнетания жидкости в зависимости от фильтрационно-коллекторских свойств пласта. Результаты испытаний свидетельствуют об увеличении эффективности установки: пылеобразование снижается на 80 %, тогда как при использовании известных способов только на 35-40 %, энергоемкость уменьшается в 2 раза, при этом экономический эффект в 1990 г. составил 6709 руб. на одну установку в ценах 1990 г
Изобретение №1305389 (кл. Е2^5/00, заявлено и опубликовано в 1985 г.) «Устройство для водяного заслона» использовалось на шахтах Кузбасса до 1992 г Испытания показали, что пленочные сферические сосуды останавливают распространение пламени как при сильных, так и при слабых взрывах. Данные сосуды использовали на шахтах Кузбасса до организации выпуска новых сосудов для борьбы со взрывами газа и пыли производства Польши и Германии.
В августе 2005 г. на вооружение шахтеров поступил гидрореактивный пылеподавитель по патенту на полезную модель №52447 (кл. Е2^5/04), являющийся усовершенствованием предложенного институтом в 1972-1980 гг. устройства для пылеподавления по изобретениям института №395592 и 900032. В 2011 г. авторы изобретения Трубицын А.А. и Трубицына Н.В. предложили новую конструкцию пылеподавителя, которую принял к производству ОАО «Кемеровский экспериментальный завод средств
безопасности» (ОАО «КЭЗСБ»). В 2005 г. институтом был предложен способ оценки токсичности продуктов горения материалов, используемых в шахтах, по патенту на изобретение №2300098 (авторы: Трубицын А.А., Трубицына Н.В., Уварова В.А. и Грачева Т.М.). Сущность изобретения заключается в том, что газовые компоненты оценивают на однонаправленность действия путем приведения их к значению удельной массы одного из них, обладающему наиболее выраженным действием.
Борьба с эндогенными пожарами
Способы борьбы с эндогенными пожарами защищены 49 изобретениями и одним патентом на полезную модель.
Наиболее характерной является защита рядом изобретений способа снижения эндогенной пожароопас-ности выработанного пространства действующего очистного забоя. Наиболее ранним является изобретение №746123 (кл. Е2^5/02, заявлено 25.04.1978, опубликовано в 1980 г., Б.№25, авторы: Белавенцев Л.П., Скрицкий В.А., Миллер Ю.А., Линденау Н.И.). Данный способ и его разновидности применяют до настоящего времени при различных технологических схемах ведения очистных работ с обрушением кровли и различных способах и схемах проветривания выемочных участков. Способ заключается в том, что из действующего очистного забоя сонаправленно с утечками воздуха в выработанное пространство с помощью обособленной струи вводят антипироген во взвешенном состоянии.
Преимущества способа в том, что он позволяет качественно и своевременно производить профилак-
тическую обработку всей площади выработанного пространства без остановки очистного забоя и без оставления необработанных участков, что важно при отработке угольных пластов с геологическими нарушениями; сокращает в два раза расход раствора антипирогена и исключает возможность прорыва его в действующий очистной забой. Варианты данного способа запатентованы в 1982-1988 гг. (свидетельства № 972144, 1112127). С 1989 г. на шахтах Кузбасса применяют состав для предупреждения эндогенных пожаров, массовое содержание компонентов в котором равно: 0,001-0,030 - нитраты; 0,0001-0,01
- нитриты; 0,003-0,01 - хлориды; 0,06-0,5 - сульфаты; 0,005-0,01
- кальций; 0,0001-0,01 - магний; 0,0001-0,01 - аммиак; 0,0001-0,02 -нефтепродукты; вода - остальное. Данный состав является отходом производства, обладает эффективностью для всех марок углей и обеспечивает снижение показателей эндогенной пожароопасности от 10 до 34 %.
В 2002 г. группой сотрудников института в составе Белавенцева Л.П., Каминского А.Я. и Лебедева С.А. было разработано «Руководство по применению способа профилактики эндогенных пожаров на принципе интенсификации дезактивации угля в шахтах Кузбасса», а затем получен патент на полезную модель №25203 «Устройство для профилактической обработки угля» (кл. Е2^ 5/02, заявлено 11.03.2002, опубликовано в сентябре 2002 г.). Указанное устройство применяется на шахтах, и по заказам шахт его выпускает ОАО «КЭЗСБ». В 1983 г. был заявлен и защищен «Способ хранения пожарных рукавов в горных выработках и устройство для его осуществления» (авторы: Евсеев В.С. и Миллер Ю.А.).
Изобретение прошло промышленные испытания на шахтах Кузбасса и с 1986 г. принято к промышленному производству ОАО «КЭЗСБ», которое продолжается до настоящего времени. За это время на шахты Кузбасса ежегодно поступало 4050 контейнеров для хранения пожарных рукавов, а экономический эффект составил более 25 млн руб. Расход пожарных рукавов сократился в 10 раз за счет увеличения срока службы рукава до 5 лет вместо 6 мес. Контроль состояния защиты не требует разгерметизации емкости, т.е. исключает конденсацию влаги из емкости в рукав.
Безопасное применение взрывчатых веществ и средств взрывания
Для обеспечения безопасного применения взрывчатых веществ было создано более 60 изобретений и полезных моделей, причем выдача по заявкам составила 98%. Наиболее активными изобретателями в лаборатории безопасности взрывных работ были Белов В.И., Панчишин В.Я., Чикунов В.И., Доманов В.П. Особенно следует отметить «Устройство обеспыливания бункера для гранулированных материалов», защищенное четырьмя изобретениями (№1174334, 1267728, 1279915 и 1719972)и выпускаемое с 1988 г. под названием «Фильтр зернистый ЗФ-1» (ЗАО «Коммунар»).
Патент на изобретение России №2049765 (кл. С06В25/12, авторы: Чикунов В.И. и Будникова Н.Н.) выдан в 1995 г. на состав предохранительного ВВ. Состав содержит дополнительно чешуированный тротил и хлористый натрий и характеризуется стабильностью предохранительных свойств в течение
всего периода хранения и высокой работоспособностью. Результаты промышленных испытаний свидетельствуют о том, что ВВ удовлетворяет требованиям, предъявляемым к ВВ V класса по предохранительным свойствам.
Патент на изобретение России №2005705 (кл. С06В 31/28, авторы: Чикунов В.И. и Голдин Д.Н.) использовался на открытых горных работах с 1995 г. От добавки сульфата аммония гранулит, содержащий бурые угли, приобретает повышенную термостабильность и стойкость против самовозгорания. Авторское свидетельство на изобретение №1828091 (кл. С06В31/28, авторы: Варнаков Ю.В., Доманов В.П. и Бардина Т.А.) содержит гранулированную аммиачную селитру (91-93 %), дизельное топливо (2,53,5 %) и порошкообразные отходы анилинокрасочного производства (4,5-5,5 %). Изобретение относится к простейшим взрывчатым составам и может использоваться вместо гранулита при ведении взрывных работ на карьерах и разрезах. Целью изобретения является снижение количества ядовитых газов, выделяющихся при взрыве. Изобретение СССР №1710984 (авторы: Климов В.И., Гуляев Е.М. и Зима Н.Г) разработано ВостНИИ и серийно выпускается по заказам шахт России заводом «Искра» (г. Новосибирск) с 1993 г. В 2011 г. конструкция устройства была усовершенствована и будет выпускаться заводом по заявке на изобретение №2011107753, поданной от имени ОАО «НЦ ВостНИИ».
Изобретение СССР №1514002 (кл. F24D3/00, авторы: Чикунов В.И., Будникова Н.Н., Кудряшов А.Н. и Кушнеров П.И.) защищает способ взрывной отбойки в шахтах, опасных по газу и пыли. Для этого между
зарядами в шпуре из высокопредохранительного ВВ размещают заряды непредохранительного ВВ. При взрыве образуется инертная среда, препятствующая воспламенению метановоздушной среды. Особенностью указанного способа является то, что заряд не воспламеняет ни метановоздушную, ни пылевоздушную смесь. Способ взрывной отбойки в шахтах, опасных по газу и пыли, обеспечивает безопасность взрывных работ с повышенной эффективностью взрыва шпуровых зарядов. При проведении испытаний были использованы метановоздушная (20 опытов) и пы-левоздушная (5 опытов) смеси, при этом число воспламенений в обоих случаях было нулевым.
Проветривание угольных шахт и борьба с газом
По вопросам безопасного проветривания очистных забоев и подготовительных горных выработок были получены 27 изобретений и патентов на полезную модель. Коллектив авторов в составе: Мащенко И.Д., Попов Н.И., Мясников А.А. и др. с 1983 по 1988 гг. вели разработку вентилятора-пылеподавителя с гидравлическим приводом, который может работать как в режимах вентилятора, так и пылеподавителя. Разработка была завершена в 1988 г., и по ней поданы две заявки на изобретения, по которым были выданы свидетельства №1106909 и 1627732, т.е. выдача составила 100%.
В настоящее время вентилятор-пылеподавитель изготавливается мастерскими шахт в соответствии с их условиями и используется на шахтах России для улучшения санитарно-гигиенических условий работы горнорабочих.
С участием специалистов шахт Кузбасса в 1989 г. был разработан «Способ управления газовыделением при разработке высокогазоносной свиты пластов по бесцеликовой технологии и снижения объема подготовительных выработок» (изобретение №1543078, кл. Е21С41/18, авторы: Мурашев В.И., Попков М.П., Стекольщиков Г.Г., Малышев Ю.Н. и Шундулиди А.И.). Цель изобретения - расширение области применения способа на пологих пластах при отработке выемочного поля по простиранию с выемкой полезного ископаемого от монтажных камер по бесцеликовой технологии.
Следующее изобретение предложено для использования при проведении подготовительных выработок по высокогазоносным и выбросоо-пасным угольным пластам (изобретение №1624182, кл. Е2^1/00, авторы: Цехин А.В. и Птицын В.П.). При увеличении объема метана или внезапном выбросе угля и газа осуществляют отвод метана в выработанное пространство отработанного выемочного столба с последующей выдачей на поверхность через фланговые дренажные выработки и скважины. Сущность способа заключается в том, что выше центральных уклонов, параллельно им, проводится центральный газодренажный уклон для последующей выдачи газа на поверхность через соединенные с ним скважины.
В 2002 г. группе сотрудников института в составе: Тимошенко А.М., Белавенцев Л.П. и Мащенко И.Д. был выдан патент на изобретение №2180400 (кл. Е21Р1/00) «Способ проветривания высокогазообиль-ных очистных забоев при подземной отработке газоносных и пожароопасных пластов угля длинными столбами по простиранию». Способ предусматривает возможность от-
вода всей оставшейся части исходящей струи по дополнительному вентиляционному штреку с подачей по основному вентиляционному штреку подсвежающей струи и разделение части исходящей струи на два потока, один из которых направляют в дополнительный вентиляционный штрек, а другой - в основной вентиляционный штрек, соединение этих двух потоков и т.д. В настоящее время данный способ продолжает использоваться на шахтах Кузбасса. Он позволяет в широких пределах управлять отводом исходящей струи по разным направлениям в зависимости от газообильности угольного пласта, по-жароопасности вынимаемого угля и используемого оборудования, а также увеличивать отдачу свежего воздуха за счет перераспределения исходящей струи по вентиляционным выработкам. Наличие специальной воздухоотводящей выработки позволяет улучшить газовоздушную ситуацию на участке и обеспечить высокопроизводительную работу выемочного оборудования.
Изобретение №1513153 (кл. Е2^7/00, авторы: Мурашев В.И., Стекольщиков Г.Г., Беляев В.И. и Костин Н.М.) предназначено для использования при отработке высокогазоносных пластов в восходящем порядке длинными столбами по простиранию.
Целью изобретения является повышение эффективности работ по дегазации и снижение экономических затрат за счет исключения применения дегазационных трубопроводов. Для отвода метана из выработанного пространства бурят фланговую дегазационную скважину с дневной поверхности, оборудуют ее газоот-сасывающим вентилятором и соединяют с выработанным пространством фланговой газодренажной выработкой.
Борьба с внезапными выбросами угля и газа
Сотрудниками лаборатории, занимающейся вопросами профилактики внезапных выбросов угля и газа, было получено 24 охранных документа на изобретения и полезные модели, большая часть которых используется на шахтах до настоящего времени.
Изобретение №994718 (кл. Е21С7/00, авторы: Шадрин А.В., Соколов Е.А., Пузырев В.Н. и Спирина Г.Ф.) выдано на «Устройство для измерения выхода буровой мелочи» и использовалось до 2003 г., затем его конструкция была усовершенствована. Путем подбора параметров элементов устройства можно произвести его настройку на любую интенсивность потока буровой мелочи с точностью дозировки порций по массе до 3-5%. Данное устройство позволяет определить опасность забоев по газодинамическим явлениям, уменьшить трудоемкость взятия пробы и повысить точность измерения.
Впервые с помощью изобретения №74960 (кл. Е2^5/00, автор Пузырев В.Н.) появилась возможность выделять в пластах зоны, опасные по внезапным выбросам угля и газа, внезапным выдавливаниям (высыпаниям) угля с повышенным газовыделением, горным ударам и суфлярным газовыделениям и выбирать эффективный способ предотвращения опасного явления, что обеспечило повышение безопасности ведения горных работ. Изобретение используется для прогноза опасных газодинамических явлений преимущественно в угольных шахтах и позволяет повысить точность определения. Благодаря «Способу профилактической обработки горного массива и устройству для его осуществле-
ния», защищенному охранным документом на изобретение №911048 (кл. Е2^5/02, авторы: Пузырев В.Н., Шадрин А.В. и др.), можно снизить затраты времени на нагнетание жидкости, затраты средств на обслуживание за счет автоматизации процессов контроля и управления, повысить надежность профилактических мер. Изобретение позволяет производить нагнетание в режиме оптимальной фильтрации, не допуская гидроразрыва пласта с быстрой автоматической перестройкой параметров нагнетания для согласования с физико-механическими свойствами наиболее склонного к гидроразрыву в каждый текущий момент времени локального участка обрабатываемого массива.
Изобретение №1553676 (кл. Е21С39/00, авторы: Полевщиков Г.Я., Главатских О.В., Иванов А.Ф., Черкасов В.С. и Шевцов П.Г.) защищает устройство для моделирования внезапного выброса угля и газа и предназначено для изучения газодинамических явлений, происходящих в пласте. Расширение функциональных возможностей устройства позволяет изучать про-цессы,связанные с напорной фильтрацией газа через массив и влияние газонасыщения на физические свойства угля.
Патент РФ на изобретение №2041356 (кл. Е21С39/00, авторы: Зыков В.С., Славолюбов В.В. и Тихонов Н.М.) выдан на устройство для определения крепости угля при оперативном определении прочностных свойств угля непосредственно в забое горной выработки. Экономический эффект заключается в повышении точности и оперативности измерений, а также в увеличении надежности текущего прогноза выбросоопасности на пла-
стах, разрабатываемых ниже критической выбросоопасной глубины. Патенты на изобретение №18153329 и полезную модель №64283 в 2007 г. были выданы на «Устройство для замера давления газа в массиве» (кл. Е2^5/00, авторы: Зыков В.С., Славолюбов В.В., Осокин Ю.П. и Кондаков В.М.), обеспечивающее высокую точность замера. Преимуществом является простая технология выполнения замеров. Для закачки в распирающийся рукав герметизатора и в замерную камеру используется один и тот же компонент - обыкновенная вода. Оперативно (в течение 5 мин) производят также герметизацию скважины и замер давления газа.
Дегазация угольных пластов
За истекшее время был выполнен ряд научно-исследовательских работ, связанных с разработкой новой техники по вопросам дегазации, по которым были проведены патентные исследования и получено 15 свидетельств на изобретения и патентов на полезные модели. Выдача охранных документов по поданным заявкам составила от 73 до 100 %. Из созданных объектов новой техники следует отметить следующие. Изобретение №696165 (кл. Е2^7/00, авторы: Рябченко А.С., Семенов Ю.Н., Баскаков В.И. и Линденау И.Н.) относится к средствам герметизации скважин при дегазации угольных пластов и горных пород.
Преимуществом данного изобретения является повышение качества герметизации скважины за счет улучшения износостойкости эластичного уплотнения, поскольку напряжение кручения при распоре исключено.
Данное изобретение в 1990 году было усовершенствовано Караган-
динским отделением ВостНИИ, и дальнейшее его использование проводилось в Казахстане.
На способ каптирования метана на выемочном участке разрабатываемого угольного пласта выдано свидетельство №1129382 (кл. Е2^7/00, авторы: Мясников А.А., Попков М.П. и др.). Способ позволяет более чем в 3 раза повысить нагрузку на очистной забой по фактору вентиляции; обеспечить безопасное ведение очистных работ, заданную концентрацию метана в каптируемой смеси; в широких пределах регулировать концентрацию метана без опасных влияний на газовую ситуацию в очистном забое; отрабатывать высокогазоносные угольные пласты.
Безопасное применение горных машин, комплексов и средств транспортирования грузов
По этому направлению в последние годы было создано 36 изобретений, а выдача их по заявкам составила от 80 до 100 %.
Изобретения №973875 и 977832 составили основу разработки «Пункт схода с шахтного грузопассажирского конвейера» и предназначены для повышения устойчивости пассажиров после схода их с конвейера в пунктах назначения и пересадки (кл. Е2^13/00, авторы: Басов В.Н., Гуревич М.М. и Чернов РИ.). Надежное поддержание и интенсивное торможение пассажиров после схода с конвейера обеспечивается без стационарного привода в конструкции поручня, что значительно упрощает его эксплуатацию в условиях частого переноса площадок схода по длине конвейера вслед за подвиганием обслуживаемого этим конвейером забоя.
Изобретения №103379 и 1051325 созданы при разработке «Посадочной станции для шахтного грузопассажирского конвейера» (кл. Е2^13/08, авторы: Варшавский Я.М., Гуревич М.М., Марушкин Б.Э. и Чернов РИ.). Предлагаемое выполнение посадочной станции позволяет повысить безопасность посадки и обеспечить проезд транзитных пассажиров при увеличении скорости движения ленты до 3,23 м/с. Благодаря шарнирному соединению площадки с кронштейном и наличию направляющих с упорами для боковых выступов площадки, удается обеспечить удобную и безопасную посадку на ленту конвейера.
Изобретение №899425 (кл. В65G3/00, авторы: Гуревич М.М., Чернов Р.И. и Сунгуров Ю.В.) защищает «Устройство контроля пассажиров на конвейере». Устройство может функционировать непрерывно, обеспечивая постоянную защиту пассажиров от случайного проезда в опасные места и избирательность срабатывания при одновременном транспортировании грузопотока и пассажиров.
Изобретение №1558815 (кл. В65G3/06, авторы: Торопов В.Л., Чернов РИ. и Гуревич М.М.) относится к устройствам для улавливания конвейерных лент в случае их обрыва. Остановка ленты за счет захвата ее колодками и козырьками происходит плавно, при этом сохраняется ее целостность и повышается безопасность работы конвейера при использовании его при перевозке людей.
Использование способа определения прочности стыка на конвейерах с резинотросовой лентой по изобретению №2034273 (кл. G01N19/04, автор Герасимов Г.К.) позволяет практически исключить аварии по причине разрушения стыков. Полученную прочность стыков срав-
нивают с усилием, действующим на стык в процессе работы конвейера, и определяют запас прочности, который сравнивают с нормативным запасом прочности ленты конвейера. При низком запасе прочности стык переделывают.
По вопросам безопасности горных машин разработано на уровне изобретений 15 технических решений и полезных моделей. Изобретение №1465611 (кл. Е2^17/18, авторы: Гринюк А.А. и Скуров А.Г.) относится к созданию безопасных условий труда при комбайновой проходке подготовительных выработок в газоопасных условиях угольных шахт. Устройство содержит побудитель тяги, газоанализатор, датчик депрессии и метан-реле, включенные в общую пневмомагистраль с блоком индикации. С момента включения комбайна побудителем тяги засасывается воздух, проходящий через датчик депрессии, метан-реле и газоанализатор. При включении двигателя комбайна и перемещении по забою резцовой коронки можно получить исходные данные для принятия соответствующего решения.
Изобретение по патенту №2052124 (кл. Е21Д23/04, авторы: Поляков Ю.И., Волошин Л.К., Савкина Т.А., Бедарев Н.С. и Пампура С.М.) относится к защитным устройствам и может быть использовано для защиты рабочих очистных выработок от скатывающихся кусков горной массы. Устройство имеет подвешенный над конвейером ограждающий экран из гибких продольных элементов, размещенных в отверстиях траверсы. Стендовые испытания и промышленное применение показали, что устройство работоспособно и обеспечивает надежную защиту от скатывающихся кусков горной массы при углах наклона от 20 до 50 град. Преимущества устройства:
- не создает помех расположению тяговой цепи и предохранительного каната комбайна; при сложной гипсометрии пласта и непрямолинейности забоя позволяет им смещаться от конвейера до верхняка крепи и от забоя до первой гидростойки;
- обеспечивает эффективную и надежную защиту призабойной зоны от скатывающихся и падающих вдоль лавы предметов;
- обладает высокой надежностью за счет применения гибких элементов, способных упруго деформироваться и т.д.
Патент №76388 (кл. Е2^13/00, авторы: Поляков Ю.И. и Мерзляков П.Е.) выдан на полезную модель «Шахтный подвесной монорельсовый локомотив». В конструкции локомотива имеется выхлопная труба, концы которой размещены впереди кабин на 0,8-1,2 м. В зависимости от направления движения локомотива работает соответствующий конец выхлопной трубы, что обеспечивает безопасные условия для работы монорельсового локомотива.
Безопасность применения взрывозащищенного электрооборудования, высоковольтных установок и кабельных сетей
В этом направлении за истекший период получено 82 свидетельства на изобретения и патента на полезные модели, при этом выдача по заявкам составила 92-100%. Устройство для испытания взрывозащищенного электрооборудования в режиме дугового короткого замыкания защищено изобретением №1033772 (кл. Е2^9/00, авторы: Каймаков А.А., Орлов Ю.А. и Иванов И.И.). Целью изобретения является повышение эффективности и качества испытаний путем
увеличения мощности и получения стабильной длительности дугового разряда при снижении затрат на их проведение. Устройство работает циклично, что позволяет совмещать очередной цикл зарядки конденсаторов с подготовкой следующего испытуемого объекта и приготовлением свежей взрывной смеси. В качестве источника питания переменного тока возможно использование практически любой силовой сети. Ориентировочная стоимость устройства на порядок меньше по сравнению с известными испытательными установками. Получаемое существенное снижение непроизводительных потерь электроэнергии наряду с меньшей стоимостью самого устройства обусловливает более высокую экономичность испытаний.
Изобретение по авторскому свидетельству №807427 (кл. Н02Н3/16, авторы: Гришин В.А., Юрьев А.А. и Абалаков Г.И.) относится к релейной защите энергосистем от однофазного замыкания на землю и предназначено для сетей с изолированной нейтралью при наличии или отсутствии компенсаторов емкости фаз относительно земли. Цель изобретения - повышение чувствительности защиты в сетях с некомпенсированной нейтралью путем отстройки от емкостного тока нулевой последовательности. Устройство обладает высокой чувствительностью к измерению постоянного оперативного тока утечки и не реагирует на емкостные переменные токи нулевой последовательности при любой емкости сети относительно земли. Применение его в электрических сетях промышленных предприятий повышает надежность и безопасность их эксплуатации.
Устройство для определения повреждения изоляции кабе-
ля (изобретение №1638674, кл. G01R31/08, авторы: Гришин В.А. и Гришин М.В.) используется для испытания и определения места повреждения изоляции в кабельных линиях. Для определения точного места повреждения изоляции кабеля датчик тока перемещают вдоль кабеля. Момент исчезновения сигнала на сигнальном элементе будет соответствовать месту пробоя. Устройство полезной модели по данному изобретению выпускается ОАО «КЭЗСБ», автором полезной модели являются авторы изобретения, а заявителем - завод. Изобретение №1056342 (кл. Н02Н3/16, авторы: Жидков В.О., Ильин Ю.Н., Плащанский Л.А. и Полозков А.В.) относится к защите электрических сетей от однофазных замыканий на землю и защите людей от поражения электротоком при однофазном прикосновении и используется в электрических сетях, работающих с изолированной нейтралью. Устройство позволяет однозначно отличить однофазные замыкания на землю в линиях от однофазных замыканий на корпус в обмотках электрических машин и понижающих трансформаторов и осуществлять в соответствии с этим селективное шунтирование при замыканиях на корпус обмоток потребителей. Использование устройства повышает электробезопасность при эксплуатации электроустановок угольных разрезов и шахт, а также других горных предприятий.
Основное и зависимое изобретения №904067 и 1095293 (кл. Н02Н3/17, авторы: Жидков В.О., Ильин Ю.Н., Щур Н.А. и Багаутдинов В.В.) выдано на «Устройство для защиты от утечки тока на землю (корпус) в сети постоянного тока». Существенным недостатком устройства по основному изобретению является то, что имеется апериодическая состав-
ляющая во входном токе порогового устройства независимо от соотношения проводимостей изоляции по полюсам. Целью зависимого изобретения является повышение помехоустойчивости защиты при изменении питающего напряжения в контролируемой сети. Таким образом, устройство обеспечивает защиту сети от симметричных утечек, а также от несимметричных утечек и поражения электротоком с автоматическим повышением уставки срабатывания, т.е. обеспечивается помехозащищенность схемы при переходных режимах в контролируемой сети и повышается электробезопасность эксплуатации сетей. «Устройство для защиты от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью» по изобретению №1356101 (кл. Н02Н3/16, авторы: Жидков В.О., Ильин Ю.Н. и Полозков А.В.) относится к электротехнике и служит для защиты от замыканий на землю и для защиты человека от поражения током. При появлении однофазного замыкания на землю напряжение нулевой последовательности с выхода фильтра через дифференцирующее звено поступает на вход пускового органа и при превышении им уставки срабатывания пусковой орган разрешает работу пороговых элементов. На поврежденном присоединении сигналы будут находиться в фазе, а на неповрежденных - в противофазе, и амплитудный детектор однозначно выберет присоединение с замыканием и через соответствующий пороговый элемент даст команду на отключение поврежденного присоединения.
«Устройство для шунтирования однофазного замыкания и контроля сопротивления после шунтирования» защищено изобретением №1410164 (кл. Н02Н3/16, авторы:
Ильин Ю.Н., Жидков В.О. и Полозков А.В.) и относится к электротехнике. Изобретение предназначено для повышения безопасности и бесперебойности электроснабжения, может использоваться в электрических сетях с изолированной нейтралью напряжением 6-10 кВ горных предприятий. Повышение характеристики чувствительности обусловлено тем, что величина тока контроля определяется непосредственно контролируемым сопротивлением. Чувствительность устройства повышается благодаря тому, что зарядка сети и контроль переходного сопро-
тивления осуществляются одним напряжением, в результате исключается снижающее чувствительность несоответствие напряжений зарядки и контроля. Если сопротивление в месте однофазного замыкания после шунтирования больше регламентированного, например самоустраняющееся дуговое замыкание, погашенное шунтированием, то реле времени через заданную выдержку времени дает команду на дешунтирование, что приводит к восстановлению нормального режима сети без отключения фидерного выключателя.
Всего за период 1962-2010 гг. коллективом института было получено 405 охранных документов на охраноспособные научно-технические разработки. Наибольший вклад в создание охраноспособных технических решений внесли коллективы лабораторий борьбы с рудничной пылью, предупреждения эндогенных пожаров, защиты электротехнических сооружений, взрывных работ, внезапных выбросов угля и газа.
REVIEW OF PROTECTIVE TECHNICAL DECISION DEVELOPMENTS Донское Юрий Иванович
IN SCIENTIFIC-RESEARCH WORKS OF OAO «SCIENTIFIC CENTER тел. (3842) 64-26-96
VOSTNII» IN THE PERIOD FROM 1962 TILL 2010
Yu. I. Donskov, A.A. Li Ли Анатолий Андреевич
Results of patent researches for the period from 1962 till 2010 achieved in e-mail: [email protected]
the process of scientific-research works in OAO «Scientific center VostNII»
are described in the main activity directions - problems of air- gas- dust
dynamics, suppression of endogenous fires, sudden outbursts of coal and
gas, safe usage of explosives and electric power, mining machines and
transport.
Key words: AUTHOR'S CERTIFICATE, PATENT, INVENTION, COAL
AND ROCK DUST, ENDOGENOUS FIRES, DRILL AND BLUST WORKS,
VENTILATION OF PREPARATION AND EXTRACTION OPENINGS,
SUDDEN OUTBURSTS OF COAL AND GAS, DEGASSING, MINING
MACHINES, ELECTRICAL SAFETY
27
