Этап №2 "Разработка, изготовление и испытание экспериментального образца роботизированного шагающего модуля для эффективной добычи полезных ископаемых подземным способом" (заключительный)

Отчёт 111 с., 9 разделов, 42 рис., 19 табл., 17 источника, 12 прил. РОБОТИЗИРОВАННЫЙ ШАГАЮЩИЙ МОДУЛЬ, ШАГАЮЩИЙ МОДУЛЬ, ШАГАЮЩАЯ КРЕПЬ, КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ, СИЛОВОЙ РАСЧЕТ, ГОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ, СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ, АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ, СТРУКТУРНАЯ СХЕМА, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ, ЦИКЛОГРАММА, ЭФФЕКТИНАЯ ДОБЫЧА, УГОЛЬ, ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, СКОРОСТНАЯ ПРОХОДКА, ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ, ПРОХОДЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ОБРАЗЕЦ, ОПОРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, ПРОГРАММА УПРАВЛЕНИЯ Объектами исследования НИОКР является экспериментальный образец роботизированного шагающего модуля для эффективной добычи полезных ископаемых подземным способом, разработка рабочей конструкторской документации на экспериментальный образец, расчет силовых параметров воздействия на конструкцию экспериментального образца, разработка архитектуры автоматизированной системы управления роботизированного шагающего модуля, разработка технологической циклограммы работы роботизированного шагающего модуля, изготовление экспериментального образца роботизированного шагающего модуля; изготовление опорных элементов для экспериментального образца роботизированного шагающего модуля; отработка механизмов управления роботизированным шагающим модулем и автоматизированной системой управления; проведение испытаний, проведение корректировки рабочей конструкторской документации по результатам испытаний. Цель – разработка, изготовление и испытание экспериментального образца роботизированного шагающего модуля для эффективной добычи полезных ископаемых подземным способом. В рамках НИОКР выполнены работы и получены результаты: Разработана рабочая конструкторская документация на экспериментальный образец роботизированного шагающего модуля для эффективной добычи полезных ископаемых подземным способом в соответствии с ГОСТ 2.103-2013 и ГОСТ 2.102-2013. Разработаны гидравлические схемы роботизированного шагающего модуля в соответствии с ГОСТ 2.704-2011. Получен комплект рабочей конструкторской документации РМШ 01.00.000.00П и комплект гидравлических схем РМШ01.00.000.000Г3, РМШ 01.18.000.000ПГ4.1, РМШ 01.18.000.000Г4.1. на образец роботизированного шагающего модуля Полученные результаты использованы для проведения силового расчета и моделирования силового воздействия на конструкцию роботизированного шагающего модуля в условиях проходки подготовительных горных выработок. Разработанная рабочая конструкторская документация позволяет изготовить экспериментальный образец роботизированного шагающего модуля. Произведен расчет силовых параметров воздействия на конструкцию экспериментального образца роботизированного шагающего модуля, в том числе: расчет силового воздействия в условиях проходки подготовительных горных выработок и силовой расчет на прочность конструкции. Определено ожидаемое действие горного давления от пород свода естественного равновесия в зоне влияния опорного давления на конструкцию в условиях проходки подготовительных выработок. Силовым расчетом подтверждено, что конструкция роботизированного шагающего модуля обладает необходимой устойчивостью и прочностью. Максимальные эквивалентные напряжения не превосходят предела текучести материала деталей модуля, то есть отсутствуют пластические деформации. После снятия нагрузки модуль отыгрывает в исходное состояние, что говорит о хорошей силовой восприимчивости изделия. Полученные силовые характеристики конструкции модуля позволяют провести испытания экспериментального образца роботизированного шагающего модуля. Разработана архитектура автоматизированной системы управления роботизированного шагающего модуля, описывающая четкую формализацию объектов управления, элементов системы управления, источников данных и принципов их обмена между элементами роботизированного шагающего модуля. Получены результаты решений основных задач: разработана и описана структурная схема управления работы роботизированного шагающего модуля в составе проходческого комплекса; описан полный алгоритм работы роботизированного шагающего модуля в составе проходческого комплекса; разработана и описана блок-схемы алгоритма работы роботизированного шагающего модуля в составе проходческого комплекса; разработаны и описаны развернутые блок-схем ключевых процессов алгоритма работы роботизированного шагающего модуля в составе проходческого комплекса; разработана и описана функциональной схема автоматизации управления роботизированного шагающего модуля. Обоснован уровень автоматизации управления роботизированного шагающего модуля, необходимый и достаточный для реализации экспериментального образца роботизированного шагающего модуля. Разработана технологическая циклограммы работы роботизированного шагающего модуля в составе проходческого комплекса при проведении подготовительных горных выработок с учетом выполнении комплекса взаимосвязанных технологических процессов. Описана последовательность выполнения проходческих операций и процессов, определена последовательность и взаимосвязь процессов обеспечивающих оптимальную эффективность горнопроходческих работ при добычи полезных ископаемых подземным способом. Изготовлен экспериментальный образец роботизированного шагающего модуля для применения в горных выработках малого сечения для отработки трудноизвлекаемых запасов угольных разрезов с уступа борта комплексом глубокой разработки пласта (КГРП). Изготовлены опорные элементы для экспериментального образца роботизированного шагающего модуля. Проведена отработка механизмов управления роботизированного шагающего модуля и автоматизированной системы управления, разработан программа управления роботизированного шагающего модуля. По результатам реализации НИОКР было получено Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021615981 "Программа управления роботизированной шагающей крепью". Все работы, предусмотренные календарным планом НИОКР, выполнены полностью, с надлежащим качеством и в срок. Цель НИОКР выполнена - разработан и изготовлен экспериментальный образец роботизированного шагающего модуля для эффективной добычи полезных ископаемых подземным способом. Параметры Технического задания на НИОКР достигнуты.