Создание пневматической ударной машины для реализации адаптивных технологических процессов

Современные технологии добычи полезных ископаемых с использованием виброударного воздействия на обрабатываемую среду широко распространены в подземных условиях и на открытых горных работах. Наиболее часто в качестве источника ударного воздействия используются пневматические ударные машины. Такие машины применяются для сооружения скважин, шпуров и в других видах горнопромышленных работ. Достоинством пневмоударных машин является конструктивная простота и надежность работы в неблагоприятных условиях. В связи с переходом горных выработок на глубокие горизонты обостряется проблема обеспечения безопасности персонала при загазованности рабочей атмосферы. Одним из путей решения этой проблемы является создание пневмоударных машин, конструкция которых позволит внедрить «адаптивные технологии». Такие технологии помогут реализовать дистанционное управление процессами бурения, применять созданные машины в составе роботизированных буровых комплексов, способных функционировать в автоматическом режиме без присутствия людей в месте ведения работ. Отличительной особенностью адаптивных буровых технологических процессов является способность ударного механизма изменять величину и характер импульсного энергетического воздействия в зависимости от свойств обрабатываемой среды в достаточно широком диапазоне. Предложен вариант конструктивной схемы пневмоударного устройства, который позволяет изменять выходные энергетические параметры устройства непосредственно в процессе работы. Результаты проведенного имитационного моделирования пневмоударного механизма подтвердили возможность его создания в виде физической модели. По результатам эксперимента на физической модели машины получена индикаторная диаграмма ее рабочего цикла и построены графики изменения энергетических и динамических параметров.

Плохих В. В. Создание пневматической ударной машины для реализации адаптивных технологических процессов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 7. – С. 91–103. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_7_0_91.

Плохих Вадим Валерьевич — аспирант, младший научный сотрудник, Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН, e-mail: vadim.plohih@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-9939-4673.

1. Хазин М. Л. Роботизированная техника для добычи полезных ископаемых // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. — 2020. — Т. 18. — № 1. — С. 4—15. DOI: 10.18503/1995-2732-2020-18-1-4-15.

2. Atkinson R. D. Robotics and the future of production and work // Information Technology and Innovation Foundation. 2019.

3. Dadhich S., Bodin U., Andersson U. Key challenges in automation of earth-moving machines // Automation in Construction. 2016, vol. 68, pp. 212—222. DOI: 10.1016/j.autcon.2016.05.009.

4. Marshall J. A., Bonchis A., Nebot E., Sheding S. Robotics in mining / Springer handbook of robotics. Springer, Cham, 2016, pp. 1549—1576.DOI: 10.1007/978-3-319-32552-1_59.

5. Rakhmangulov A., Burmostrov K., Osintsev N. Sustainable pen pit mining and technical systems: concept, principles, and indicators // Sustainability. 2021, vol. 13, no. 3, article 1101. DOI: 10.3390/su13031101.

6. Марданов В. А., Ткаченко Д. Г. Об использовании робототехники при ведении горнопроходческих работ / Проблемы горного дела. Сборник научных трудов II Международного Форума студентов, аспирантов и молодых ученых-горняков, посвященного 100-летию ДонНТУ. — Донецк, 2021. — С. 89—93.

7. Кауркин И. А., Зиновьев В. В. Роботизация в горнодобывающей промышленности / Сборник материалов IX Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых с международным участием «Россия Молодая». — Кемерово, 2017. — С. 35006.

8. Суднишников Б. В., Есин Н. Н., Тупицын К. К. Исследование и конструирование пневматических машин ударного действия. — Новосибирск: Наука, 1985. — 135 с.

9. Гурков К. С., Климашко В. В., Костылев А. Д. и др. Пневмопробойники. — Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1990. — 217 c.

10. Тамбовцев П. Н. Эффективный рабочий цикл пневмоударной машины // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. — 2018. — Т. 6. — С. 197–206. DOI: 10.18303/2618-981Х-2018-6-197206.

11. Смоляницкий Б. Н., Червов В. В. Повышение эффективности использования энергоносителя в пневмомолотах для подземного строительства // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — № 5. — С. 143—156.

12. Гаун В. А. Разработка и исследование погружных пневмоударников с повышенной энергией удара / Повышение эффективности пневмоударных буровых машин. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1987 — 133 с.

13. Данилов Б. Б., Плохих В. В., Речкин А. А., Чещин Д. О. Патент ПМ РФ № 208325 Устройство ударного действия. Б. 35 от 14.12.2021.

14. Плохих В. В., Данилов Б. Б., Чещин Д. О. Исследование динамических параметров и рабочего цикла виброударных систем, участвующих в реализации адаптивных технологических процессов // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. — 2021. — Т. 2. — № 4. — С. 67—77. DOI: 10.33764/2618-98IX-2021-2-4-67-77.

15. Плохих В. В., Данилов Б. Б., Чещин Д. О., Кордубайло А. О. Обоснование принципиальной схемы и исследование рабочего цикла пневматической ударной машины с изменяемой структурой ударной мощности // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2021. — Т. 8. — № 1. — С. 315—320. DOI: 15372/FPVGN2021080148.