Конструкции и параметры средств передвижения для придонных добычных машин

Рассмотрены требования, предъявляемые к движителям придонных добычных машин для разработки глубоководных месторождений таких уникальных полезных ископаемых, как железомарганцевые конкреции, глубоководные полиметаллические сульфиды, кобальт-марганцевые корки. Основным фактором является минимальное воздействие на подводную экосистему. На основе уже существующих опытных образцов добычных машин и патентов был проведен анализ преимуществ и недостатков существующих концептуальных механизмов передвижения горных машин, в результате которого было определено, что наиболее перспективными являются машины, которые не контактируют с поверхностью морского дна, однако такие машины имеют ряд недостатков. Не менее перспективными на сегодняшний день являются машины шагающие и на гусеничном ходу. Представлены упрощенные формулы для определения требуемого минимального тягового усилия при движении подводных добычных машин; были получены упрощенные формулы для определения скорости передвижения, что также наглядно указывает на преимущество плавающих добычных машин. Согласно полученным графическим зависимостям, важную роль в производительности добычных машин играет комплекс параметров, таких как скорость перемещения, габаритные размеры, вес, форма машины. Описан комплекс для добычи рассредоточенных по морском дну полезных ископаемых, разработанный сотрудниками кафедры машиностроения СПГУ с различными вариантами конфигурации комплекса в зависимости от вида полезного ископаемого, а также плотности его распределения.

Юнгмейстер Д. А., Сержан С. Л., Королев Р. И., Исаев А. И., Федоров Е. В. Конструкции и параметры средств передвижения для придонных добычных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 2-1. – С. 145–158. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_21_0_145.

Юнгмейстер Дмитрий Алексеевич¹ — профессор, профессор, e-mail: iungmeister@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0001-7858-8340,
Сержан Сергей Леонидович¹ — канд. техн. наук, руководитель направления горно-транспортных систем, e-mail: Serzhan_SL@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-2248-9156,
Королев Роман Иванович — канд. техн. наук, главный специалист, Санкт-Петербургский филиал ООО «ПроТех Инжиниринг», e-mail: rom8592009@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0001-5247-9453,
Исаев Алексей Игоревич¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: Isaev_AI@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0003-2246-8440,
Фёдоров Евгений Васильевич¹ — аспирант, e-mail: s255014@stud.spmi.ru, ORCID ID: 0009-0006-4595-5996,
¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.

Фёдоров Е.В., e-mail: s255014@stud.spmi.ru.

1. Пашкевич Н. В., Хлопонина В. С., Поздняков Н. А., Аверичева А. А. Анализ проблем воспроизводства минерально-сырьевой базы дефицитных стратегических полезных ископаемых // Записки Горного института. — 2024. — Т. 270. — С. 1004—1023. 

2. Лаптева А. М., Мустафа Т. С., Смольникова А. В., Чернова А. Д. Оценка перспектив рационального освоения ресурсов железомарганцевых конкреций дна Мирового океана в контексте эволюции мировых рынков меди, никеля, кобальта и марганца // Руды и металлы. — 2021. — № 1. — С. 6—25. DOI: 10.47765/0869-5997-2021-10001.

3. Hein J. R., Mizell K., Koschinsky A., Conrad T. A. Deep-ocean mineral applications: Comparison with land-based resources // Ore Geology Reviews. 2013, vol. 51, pp. 1—14. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2012.12.001.

4. Балашова Е. С., Фрумен А. И. Концептуальные проблемы организации рентабельной разработки и добычи железомарганцевых конкреций со дна мирового океана // Труды Крыловского государственного научного центра. — 2022. — № 3 (401). — С. 145—151. DOI: 10.24937/2542-2324-2022-3-401-145-151.

5. Юбко В. М., Пономарева И. Н., Лыгина Т. И. Геологоразведочные работы на месторождении железомарганцевых конкреций в зоне Кларион-Клиппертон Тихого океана: история и результаты исследований // Океанологические исследования. — 2023. — Т. 51. — № 4. — С. 90—134. DOI: 10.29006/1564-2291.

6. Zenghui Liu, Kai Liu, Xuguang Chen, Zhengkuo Ma, Rui Lv, Changyun Wei, Ke Ma Deep-sea rock mechanics and mining technology: State of the art and perspectives // International Journal of Mining Science and Technology. 2023, vol. 33, pp. 1083—1115. DOI: 10.1016/j.ijmst.2023.07.007.

7. Zhang Q., Chen X., Luan L., Sha F., Liu X. Technology and equipment of deep-sea mining: State of the art and perspectives // Earth Energy Science. 2025, vol. 1, no. 1, pp. 65—84. DOI: 10.1016/j.ees.2024.08.002.

8. Toro N., Robles P., Jeldres R. I. Seabed mineral resources, an alternative for the future of renewable energy: A critical review // Ore Geology Reviews. 2020, vol. 126, article 103699. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103699.

9. Мирошниченко А. Н. Основы теории автомобиля и трактора. — Томск, 2014. — 490 с.

10. Жуковский Ю. Л., Сусликов П. К. Оценка потенциального эффекта применения технологии управления спросом на горных предприятиях // Устойчивое развитие горных территорий. — 2024. —Т. 16. — № 3. — С. 895—908. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-3-895-908.

11. Zhukovskiy Y., Buldysko A., Revin I. Induction motor bearing fault diagnosis based on singular value decomposition of the stator current // Energies. 2023, vol. 16, no. 8, article 3303. DOI: 10.3390/en16083303.

12. Фоломкин А. И., Чупин С. А., Трубецкая О. В., Шарок В. В. Разработка программы-тренажера на базе нейронных сетевых технологий для развития пространственного мышления студентов // Перспективы науки и образования. — 2022. — № 3 (57). — С. 582—602. DOI: 10.32744/pse.2022.3.34.

13. Stoianova A. D., Trofimets V. Y., Stoianova O. V., Matrokhina K. V. Structural model of decision support system for sustainable development of oil and gas companies // International Journal of Engineering, Transactions A: Basics. 2025, vol. 38, no. 04, pp. 701—709. DOI: 10.5829/IJE.2025.38.04A.03.

14. Tilot V., Fourchault L., de Grissac A. J., Mallefet J., Navas J. M. Multilevel assessment and options for the management of cumulative impacts on pelagic ecosystems in the North-Eastern Tropical Pacific Ocean / Deep-Sea Mining and the Water Column: Advances, Monitoring and Related Issues. Cham: Springer Nature Switzerland. 2024, pp. 415—473. DOI: 10.1007/978-3-031-59060-3_13.

15. Sharma R., Smith S. Deep-sea mining and the environment: an introduction / Environmental issues of deep-sea mining: impacts, consequences and policy perspectives. 2019, pp. 3—22. DOI: 10.1007/978-3-030-12696-4_1.

16. Sitlhou L., Chakraborty P. Comparing deep-sea polymetallic nodule mining technologies and evaluating their probable impacts on deep-sea pollution // Marine Pollution Bulletin. 2024, vol. 206, article 116762. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2024.116762.

17. Katona S., Paulikas D., Stone G. S. Ethical opportunities in deep-sea collection of polymetallic nodules from the Clarion-Clipperton Zone // Integrated Environmental Assessment and Management. 2022, vol. 18, no. 3, pp. 634—654. DOI: 10.1002/ieam.4554.

18. Priede I. G., Muller-Karger F. E., Niedzielski T. Drivers of biomass and biodiversity of non-chemosynthetic benthic fauna of the Mid-Atlantic Ridge in the North Atlantic // Frontiers in Marine Science. 2022, vol. 9, article 866654. DOI: 10.3389/fmars.2022.866654.

19. Amon D. J., Gollner S., Morato T., etc. Assessment of scientific gaps related to the effective environmental management of deep-seabed mining // Marine Policy. 2022, vol. 138, article 105006. DOI: 10.1016/j.marpol.2022.105006.

20. Глазьев М. В., Бажин В. Ю., Глазьева И. А. Оценка влияния добавки микрокремнезема на свойства огнеупорных материалов для сталеразливочных ковшей // Черные металлы. — 2025. — № 6. — С. 22—28. DOI: 10.17580/chm.2025.06.04.

21. Atmanand M. A., Ramadass G. A. Concepts of deep-sea mining technologies / Deep-sea mining: Resource potential, technical and environmental considerations. Cham: Springer International Publishing. 2017, pp. 305—343. DOI: 10.1007/978-3-319-52557-0_10.

22. Janarthanan C., Muruganandhan R., Gopkumar K. Design and multi-body dynamic analysis of inline and offset track configuration in deep-sea mining vehicles for enhanced traction in soft seabed // Journal of Terramechanics. 2024, vol. 116, article 100999. DOI: 10.1016/j.jterra.2024.100999.

23. Юнгмейстер Д. А., Смоленский М. П., Сержан С. Л., Уразбахтин Р. Ю. Параметры шагающего устройства для добычи полезных ископаемых, рассредоточенных по морскому дну // Устойчивое развитие горных территорий. — 2024. — Т. 16. — № 2. — С. 487—502. DOI: 10.21177/19984502-2024-16-2-487-502.

24. Афанасьев А. А., Литовко С. С., Григорчук А. В. Добыча железомарганцевых конкреций с применением «роя» роботов-сборщиков / Конференция «Освоение минеральных ресурсов Мирового океана»: сборник тезисов. — СПб.: ВНИИОкеангеология, 2024. — 81 c.

25. Шишлянников Д. И., Зверев В. Ю., Муравский А. К., Звонарев И. Е., Королев И. А. Повышение эффективности применения выемочных и транспортирующих машин комбайновых комплексов калийных рудников // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 9. — С. 116—124. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-9-0-116-124.

26. Бахтизин Р. Н., Зарипов Р. М., Коробков Г. Е., Масалимов Р. Б. Оценка влияния внутреннего давления, вызывающего дополнительный изгиб трубопровода // Записки Горного института. — 2020. — Т. 242. — С. 160—168. DOI: 10.31897/PMI.2020.2.160.

27. Рахутин М. Г., Каширский А. С. Расчет и прогноз производительности оборудования для подводной добычи твердых полезных ископаемых // Вестник Тверского государственного технического университета. Серия: Технические науки. — 2020. — № 4. — С. 39—45. DOI: 10.46573/2658-5030-2020-4-39-45.

28. Маховиков Б. С., Шорников В. В. Перспективы освоения подводных месторождений железомарганцевых конкреций морского дна // Записки Горного института. — 2004. — Т. 157. — С. 190—193.

29. Botyan E. Y., Lavrenko S. A., Pushkarev A. E. Evaluation of complicated mining exploitation conditions influence on service life of open pit trucks suspensions with remote monitoring systems // International Journal of Engineering. 2024, vol. 37, no. 11, pp. 2268—2275. DOI: 10.5829/ije.2024.37.11b.12.

30. Юбко В. М., Пономарева И. Н., Лыгина Т. И. Современные тенденции развития техники и технологий разведки и добычи железомарганцевых конкреций и кобальтоносных железомарганцевых корок мирового океана // Океанологические исследования. — 2023. — Т. 51. — № 4. — С. 186—215. DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2023.51(4).8.

31. Сержан С. Л., Малеванный Д. В. Современное состояние и перспективы развития технологий подъема для комплексов добычи глубоководных твердых полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 12-1. — С. 107—128. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_121_0_107.

32. Хамидов О. У., Шибанов Д. А. Техническое обслуживание и ремонт карьерных экскаваторов по регламенту с учетом фактических условий и режимов их эксплуатации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2025. — № 12-3. — С. 152—167. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_123_0_152.

33. Юнгмейстер Д. А., Шпенст В. А., Григорчук А. В., Исаев А. И., Смоленский М. П. Патент РФ № 2788227 РФ. Комплекс для добычи рассредоточенных по морскому дну полезных ископаемых. 2023. Бюл. № 2.