Роботизированные самоходные гусеничные машины в добыче полезных ископаемых открыто-подземным способом
В.С. Великанов1, В.А. Овчинникова1, И.А. Гришин2
1 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Российская Федерация
2 Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, Российская Федерацияя
Горная Промышленность №1 / 2023 стр. 76-82
Резюме: Проблема увеличения глобального спроса на полезные ископаемые обозначила необходимость модернизации и совершенствования не только методов и технологий их извлечения, но и создания и применения горных машин, обеспечивающих возможность исключения операторов, управляющих этими машинами, из пыльных, шумных и потенциально опасных условий подземных горных работ. Поэтому в последние десятилетия вектор развития научно-исследовательских разработок направлен на создание полностью автономных роботизированных машин для выполнения основных операций технологического цикла добычи полезных ископаемых. Для эффективной работы в условиях подземных горных выработок для роботизированных горных машин необходима бортовая навигационная система, обеспечивающая правильную интерпретацию сведений об окружающем пространстве, получаемую с помощью современных датчиков и позволяющую строить маршрут передвижения, управлять параметрами движения и постоянно отслеживать собственные координаты. Для решения этой проблемы проведены теоретические и экспериментальные исследования, разработаны теоретические положения создания управляющих систем для интеллектуальных роботизированных горных машин (на примере шахтной гусеничной бурильной установки). Рассмотренный в данном исследовании подход по использованию концепции SLAM позволяет оптимизировать траекторию перемещения беспилотной роботизированной гусеничной бурильной установки, построить карту подземного пространства и определить позицию машины на ней.
Ключевые слова: полезные ископаемые, горная машина, гусеничное ходовое оборудование, добыча полезных ископаемых, открыто-подземный способ добычи
Благодарности: Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (проект №FRZU-2023–0008).
Для цитирования: Великанов В.С., Овчинникова В.А., Гришин И.А. Роботизированные самоходные гусеничные машины в добыче полезных ископаемых открыто-подземным способом. Горная промышленность. 2023;(2):76–82. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-2-76-82
Информация о статье
Поступила в редакцию: 12.02.2023
Поступила после рецензирования: 27.03.2023
Принята к публикации: 07.04.2023
Информация об авторах
Великанов Владимир Семенович – доктор технических наук, профессор кафедры подъемно-транспортных машин и роботов, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Российская Федерация, профессор кафедры автоматики и компьютерных технологий, Уральский государственный горный университет, г. Екатеринбург, Российская Федерация; ORCID https://orcid.org/0000-0001-5581-2733; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Овчинникова Валентина Андреевна – директор Уральской передовой инженерной школы, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Российская Федерация; ORCID https://orcid.org/0000-0002-8084-3651; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Гришин Игорь Анатольевич – кандидат технических наук, заведующий кафедрой геологии, маркшейдерского дела и обогащения полезных ископаемых, Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, г. Магнитогорск, Российская Федерация; ORCID https://orcid.org/0000-0001-8010-7542; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Жданеев О.В. Обеспечение технологического суверенитета отраслей ТЭК Российской Федерации в условиях снижения импорта зарубежных технологий, оборудования и сервисных услуг [дис. ... д-ра техн. наук]. М.; 2022. Режим доступа: https:// spmi.ru/sites/default/files/imci_images/sciens/dissertacii/2023/zhdaneev-dissertaciya-v-vide-nauchnogo-doklada_1.pdf
2. Жданеев О.В. Оценка уровня локализации продукции при импортозамещении в отраслях ТЭК. Экономика региона. 2022;18(3):770–786. https://doi.org/10.17059/ekon.reg.2022-3-11
3. Великанов В.С., Дёрина Н.В., Кочержинская Ю.В., Мамай Н.В., Логунова Т.В. Применение задачи о брахистохроне в исследовании траектории спуска сосуда на открытых горных работах. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2022;20(4):5–14. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2022-20-4-5-14
4. Benecke N., Hancock P., Weber M. Latest developments in the practice of shaft inspection. In: 16th international congress for mine surveying, Brisbane, Australia, 12–16 Sept. 2016, pp. 65–71.
5. Ананьев П.П., Мещеряков Р.В., Костеренко В.Н., Ким М.Л., Концевой А.С. Управление РТК для мониторинга и обследования подземных выработок. В кн.: Каляева И.А., Черноусько Ф.Л., Приходько В.М. (ред.) Прогресс транспортных средств и системы-2018: материалы междунар. науч.-практ. конф., г. Волгоград, 9–11 октября 2018 г. Волгоград: Волгоградский государственный технический университет; 2018. С. 164–165.
6. Великанов В.С. Актуальность создания учебных центров внутрифирменной подготовки кадров на базе крупных горнодобывающих компаний. Горная промышленность. 2015;(4):36–38.
7. Великанов В.С., Усов И.Г., Абдрахманов А.А., Усов И.И. Моделирование и оптимизация режимов работы горных машин с использованием среды MATLAB. Горный журнал. 2017;(12):78–81. https://doi.org/10.17580/gzh.2017.12.15
8. Воронов А.Ю., Воронов Ю.Е., Сыркин И.С., Назаренко С.В., Юнусов И.Ф. Обзор систем безлюдных грузовых перевозок на карьерах. Уголь. 2022;(S12):30–36. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2022-S12-30-36
9. Певзнер Л.Д., Ким М.Л. Робототехника в горном деле. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014;(1):240–251.
10. Певзнер Л.Д., Ким М.Л. Робототехнические средства и системы для решения задач ликвидации аварий в шахтах. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016;(S1):215–223.
11. Наговицын О.В., Возняк М.Г. Влияние роботизированных технологий на безопасность ведения открытых горных работ. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(12-1):52–62. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_121_0_52
12. Лебедев Б.К., Лебедев О.Б., Лебедева Е.М. Гибридный алгоритм ситуационного планирования траектории на плоскости в условиях частичной неопределенности. Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Приборостроение. 2018;(1):76–93. https://doi.org/10.18698/0236-3933-2018-1-76-93
13. Липанов А.М., Артемьев В.Б., Петрушин С.А., Костеренко В.Н., Мутыгуллин А.В., Концевой С.И. и др. Концепция создания беспилотного самоходного аппарата для работы в угольных шахтах. Часть 1. Горная промышленность. 2022;(5):52–63. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-5-52-63
14. Androulakis V. Development of an autonomous navigation system for the shuttle car in underground room & pillar coal mines. Theses and Dissertations–Mining Engineering. 2021. 61. https://doi.org/10.13023/etd.2021.130
15. Павловский В.Е., Павловский В.В. Технологии SLAM для подвижных роботов: состояние и перспективы. Мехатроника, автоматизация, управление. 2016;17(6):384–394. https://doi.org/10.17587/mau.17.384-394
16. Сафиуллин Р.Н., Афанасьев А.С., Резниченко В.В. Концепция развития систем мониторинга и управления интеллектуальных технических комплексов. Записки Горного института. 2019;237:322–330. https://doi.org/10.31897/pmi.2019.3.322
17. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Крухмалев В.А. Позиционно-траекторное управление подвижными объектами в трехмерной среде с точечными препятствиями. Известия ЮФУ. Технические науки. 2015;(1):238–250.
18. Богуславский А.А., Боровин Г.К., Карташев В.А., Павловский В.Е., Соколов С.М. Модели и алгоритмы для интеллектуальных систем управления. М.: ИПМ им. М.В. Келдыша; 2019. 228 с.
19. Кульченко А.Е., Лазарев В. С. Использование виртуальной целевой точки для планирования движения подвижного объекта в 3D. Инженерный вестник Дона. 2016;(4). Режим доступа: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/382
20. Урваев И.Н. Навигация мобильного робота на основе методов лазерной дальнометрии. Измерения. Мониторинг. Управление. Контроль. 2021;(1):44–51. https://doi.org/10.21685/2307-5538-2021-1-5
