Научная электронная библиотека

АВТОПРОЕКТИРОВАНИЕ ГОРНЫХ МАШИН В 3D: ПРОЕКТНО-МОДЕЛЬНЫЙ ПОДХОД

Бейсембаев К. М., Жолдыбаева Г. С., Дёмин В. Ф., Малыбаев Н. С., Шманов М. Н.,

6.1. Новые технические средства очистных забоев и студенческие разработки

Материал этого раздела представлен для описания новых технологий каменой выемки, а также может быть использован для свободных тем в 3–4 курсовых проектах или дипломных работах с примением инновационных подходов при разработке. Некоторые вопросы разрабатывались со студнетами с совместными публикациями в рамках проектно-модельного обучения. Так, конструкции комбайнов для работы в камерах обсуждались при проведении СРСП, курсового и дипломного проектирования. Технологии, близкие к понятиям «Мозговой штурм» при проведении научного семинара, использовались при обсуждении принципов разработки горизонтально изгибающегося скребкового конвейера, а затем и ленточного конвеера. На конструкции первого получен иновационный патент РК, а ЕАПО принято решение о публикации предполагаемого изобретения на аналогичный двухцепной конвейер, предшествующее выдаче патента. Соавторами патента являются и магистранты, принявшие участие в разработке. По этим же проблемам опубликованны статьи в журналах РФ. Характерен пример обсуждения ленточного конвейера, поскольку он впервые был изготовлен и успешно применен в США для камерных технологий. Но конструкция и принципы разработки конвейера не разглашаются, хотя он предложен для продажи в РФ. Обсуждение на научном семинаре с участием опытного ППС и студентов позволяет выдвигать различные варианты действий, а затем, с их учетом, выстраивать стратегию проектирования. Активизацию этих обсуждений вызывает посешения филиала кафедры на заводе КАРГОРМАШ – М, где изготовляются обычные ленточные конвейра, но где студенты и ППС могут получить новые стимулы для творчества. и увидеть, наример, новое оборудование с 3D принтерами и станки с программным управлением В этом случае схема САПР (рис. 6.1) получает реальное воплошение и вызывает живой интерес.

Прогнозирование новых машинотехнологических систем на ближайшее будущее показывает, что в области разработки полезных ископаемых выделится тенденция сближения методов отработки для рудных и нерудных залежей. Будет происходить постепенное замещение традиционных буровзрывных работ на комбайновые или комбинированные включающие, с целью управления их прочностью, диспергирование рудосодержащих пород через скважины. Это может производиться как с применением взрывных работ в закрытых скважинах с регулируемым выделением энергии и специальных диспергентов, так и с помощью направленных геомеханических процессов. При этом возможности прогнозирования состояния рабочей системы резко возрастут за счёт универсализации расчетных методов и применения независимых экспертных технологий.

6_1.wmf

Рис. 6.1. САПР в системе Обучение – Производство

Прогностический анализ показывает, что время таких технологий наступает и обозначается существенным прогрессом в области:

– материаловедения (прочность используемых материалов возросла в 2–3 раза);

– энергоёмкости систем подвода энергии;

– скорости гидропневматических систем;

– систем автоматизированного расчёта и прогнозирования параметров геомеханических систем;

– систем независимой экспертизы.

Технологии выемки будут на основе камер с анкерным креплением кровли или специальной стационарно-переносной и стационарно-передвижной крепью. Комплектация нового проходческого оборудования, которую предполагаем использовать для отработки камер, определена с учетом конкретных условий работы. В первом случае комбайн (рис. 6.2) одновременно выполняет проходку, выемку и анкерование, что существенно увеличивает скорость и безопасность работ. Зарубание в «грудь» забоя осуществляется через телескопически выдвигающуюся раму, что сводит к минимуму повреждение почвы выработки. Рабочие размещаются с обеих сторон комбайна, на которых достаточно места и для складирования анкеровочных материалов на одну рабочую смену. Загрязненный воздух из призабойного пространства удаляется более эффективно благодаря современным системам пылеотсоса и орошения. Система проветривания обеспечивает горнякам хорошие условия работы. Этот проходческий комплекс универсален. Он позволяет увеличить производительность труда и значительно повысить показатели безопасности. Техника подобного уровня применяется на современных шахтах в Китае, Австрии, Австралии, и в России.

6_2.tif