Создание нового поколения виброударных машин для перехода к цифровым интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам в сфере разведки и добычи полезных ископаемых, проходки скважин и транспортировки горной массы, подземного строительства

Объектом исследования являются пневмо-, гидро- и электромагнитные вибрационные и ударные устройства, предназначенные для бурения скважин и разрушения горных пород; процессы их взаимодействия с породным массивом. Целью проекта является получение новых научных результатов в теории пневматических, гидравлических и электромагнитных ударных систем, процессах взаимодействия рабочих органов горных машин с породным массивом, позволяющих производить конкурентоспособное оборудования для реализации прогрессивных способов добычи, транспортировки и переработки полезных ископаемых, подземного строительства на основе цифровых интеллектуальных производственных технологий и роботизированных систем. При выполнении отчетного этапа проекта получены следующие основные результаты: - на основе анализа свойств и конструктивных схем гидро- и пневмоударных машин установлены направления развития адаптивных устройств, выбраны перспективные схемы управления их рабочими циклами; - обоснована схема управления структурой ударной мощности пневмоударных устройств, позволяющая повысить их эффективность при забивании в грунт стержневых элементов за счет подбора оптимальной частоты ударов при их постоянной энергии; - установлена актуальность ударных устройств для бурения скважин с заданным профилем и перспективность создания специального отклоняющего комплекса, применимого при ударно-вращательном бурении без снижения производительности процесса; - по схеме закрытого беззолотникового распределения энергоносителя с выхлопом всего отработанного воздуха на забой скважины разработана новая конструкция погружного пневмоударника для работы на повышенном давлении, обеспечивающая наилучшую очистку забоя скважины от буровой мелочи и повышающая надежность и долговечность ударника; - установлено, что эллиптическая форма трубопровода с соотношением полуосей эллипса 1 к 2 является оптимальной для пневмотранспортировки сыпучего материала по вращающемуся горизонтальному трубопроводу, для нее число nc бесконтактных частиц в поперечном сечении в 1.2-1.7 раза больше чем для трубопроводов квадратной, прямоугольной или круговой формы.