Разработка эффективных технологий добычи угля роботизированными горнодобываю-щими комплексами без постоянного присутствия людей в зонах ведения горных работ, систем управления и методов оценки технического состояния и диагностики их ресурса и обоснование обеспечения воспроизводства минерально-сырьевой базы

Научный результат проекта относится к приоритетному направлению развития науки, технологий и техники в России – Рациональное природопользование. Объекты исследования – сырьевая база Кузнецкого угольного бассейна; техноло-гии добычи угля роботизированными горнодобывающими комплексами без постоянного присутствия людей в зонах ведения горных работ; технология разработки мощных поло-гих пластов с выпуском угля подкровельной толщи роботизированным комплексом; спо-соб многоступенчатого разупрочнения кровли; принципиальные схемы и рациональные параметры разработки угольных пластов, склонных к самовозгоранию; in situ алгоритм и программы сбора и обработки информации о свойствах смазочных материалов в основ-ных узлах и агрегатах роботизированных комплексов методами спектрально-эмиссионного анализа масла; нативные угли разных стадий химической зрелости (мета-морфизма). Цель исследования – разработка эффективных технологий добычи угля без посто-янного присутствия людей в зонах ведения горных работ и научно-аналитического, нор-мативно-методического и правового обеспечения воспроизводства минерально-сырьевой базы с учётом горно-геологических, горнотехнических, горнотехнологических условий и физико-химических свойств угля; создание конструктивных решений узлов, агрегатов роботизированных горнодобывающих комплексов с применением цифрового моделиро-вания, а также систем управления и методов оценки технического состояния и диагно-стики их ресурса для повышения эффективности и безопасности ведения горных работ. Задачи этапа 2023 года: – Разработать технологию отработки мощных пологих угольных пластов длинны-ми столбами по простиранию роботизированными комплексами с управляемым выпус-ком подкровельной толщи и разупрочнением труднообрушаемой кровли методом направленного гидроразрыва. – Исследовать in situ алгоритм и программу сбора и обработки информации о свойствах смазочных материалов в основных узлах и агрегатах роботизированных ком-плексов методами спектрально-эмиссионного анализа масла. – Разработать лабораторные методики и исследовать процессы хемосорбции кис-лорода поверхностью нативного угля. – Разработать требования к горно-геометрическому обеспечению вскрытия и под-готовки запасов угля. – Разработать имитационные модели взаимодействия горных машин и оборудова-ния автоматизированных и роботизированных горнодобывающих и горнопроходческих комплексов и технологий разработки угольных месторождений без постоянного присут-ствия людей в зонах ведения горных работ. Результатом решения поставленных задач являются: – Алгоритмы и структура системы автоматизированного и роботизированного управления комплекса с управляемым выпуском подкровельной толщи. Технология раз-работки мощных пологих пластов с выпуском угля подкровельной толщи роботизиро-ванным комплексом. Технология отработки мощных пологих угольных пластов длинны-ми столбами по простиранию роботизированными комплексами с управляемым выпус-ком подкровельной толщи и разупрочнением труднообрушаемой кровли методом направленного гидроразрыва. Схемы и рациональные параметры разработки крутых и крутонаклонных угольных пластов. – Методика акустико-эмиссионного контроля работающего масла в основных уз-лах и агрегатах роботизированного комплекса. Критерии предельного состояния основ-ных узлов и агрегатов по количеству посторонних примесей в горюче-смазочных матери-алах. – Лабораторная методика и результаты экспериментальных исследований процес-сов хемосорбции кислорода поверхностью нативного угля. Обоснование процессов окис-ления нативного угля кислородом и способов технологического управления скоростью его хемосорбции. Принципиальные схемы и рациональные параметры разработки уголь-ных пластов, склонных к самовозгоранию – Порядок формирования и содержание горно-геометрического обеспечения вскрытия и подготовки пластовых месторождений с учетом степени неоднозначности (достоверности) геологической информации и ее соответствия требованиям используе-мых и внедряемых геотехнологий. – Имитационные модели в программной среде GPSS Studio, отображающие взаи-модействие во времени и пространстве горных машин и оборудования автоматизирован-ных и роботизированных горнодобывающих и горнопроходческих комплексов и техно-логий разработки угольных месторождений без постоянного присутствия людей в зонах ведения горных работ с возможностью учета вероятностной природы выполнения техно-логических процессов. Для решения поставленных задач использован комплексный подход, основанный на методах натурных экспериментальных исследований, имитационного и математиче-ского моделирования основных процессов геотехнологии, методах оценки технического состояния и диагностики ресурса горношахтного оборудования, а также новые подходы к оценке неопределённости горно-геологической информации, достоверности горно-геометрических моделей месторождения, новые подходы к учету изменения состояния угля от нативного (пластового) до техногенно-измененного.