ПЕРСПЕКТИВА РАЗВИТИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

PERSPECTIVE OF THE DEVELOPMENT OF AUTOMATIC SYSTEMS FOR THE EXTRACTION OF MINERALS

Murat Nasirov

student, Department of Automation of production processes, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

Статья рассматривает применение концепции автоматического управления машинами в горнодобывающей промышленности.

ABSTRACT

The article considers the application of the concept of automatic control of machines in the mining industry.

Ключевые слова: добыча, ископаемое, автоматика.

Keywords: mining, fossil, automation.

Предстоящий переход к добыче полезных ископаемых на глубине более 1,5 км затруднит применение традиционных способов ведения подземных работ. Нагревание выработок за счет тепла центра Земли и изменение свойств горных пород приведут к росту затрат на жизнеобеспечение горнорабочих. Увеличатся потери по времени на доставку людей к месту работы и обратно. Станет сложнее согласовывать горные работы во времени и пространстве. Радикальным решением проблемы становится переход к управлению подземными машинами с поверхности (рисунок 1).

Рассредоточенные под землей рабочие места соединены высокоскоростной информационной сетью с выходом к имитаторам кабин машинистов на поверхности. Самоходные машины оснащены бортовыми телекамерами, устройствами навигации в выработках, системами автоматического управления, и через цифровой радиоканал связаны с распределенными в выработках антеннами. Управление простыми для автоматизации операциями, такими как движение машины по выработке, осуществляется бортовой системой машины, а сложными, такими как зачерпывание горной массы, из кабины машиниста на поверхности. Имитационное моделирование комбинированного управления несколькими машинами с поверхности на языке GPSS/H позволяет одному оператору переключаться на управление 3-4 погрузочно-транспортными машинами.

Переход к управлению подземными машинами с поверхности позволит полнее использовать самоходное оборудование, сократить затраты на жизнеобеспечение горнорабочих, уменьшить потери рабочего времени на перемещение персонала, а в перспективе – перейти к планированию горных работ в режиме реального времени и безлюдной добыче руды.

Появление микропроцессоров в 70-х годах прошлого века привело к пересмотру принципов промышленной автоматизации. Стали быстро развиваться распределенные системы автоматизации с дистанционным программированием управляющих устройств, пятиуровневое компьютерно- интегрированное производство (CIM), системы обобщенного контроля приобретения данных (SCADA), роботы с адаптивным и интеллектуальным управлением, системы технического зрения, промышленные шины, системы радиочастотной идентификации (RFID), мультиагентное управление, интеллектуальные датчики, имитационное моделирование систем, электронные производства. Оказалось, что перепрограммируемое управление рабочим оборудованием выгоднее совершенствования конструкций. До сих пор горное дело остается на последнем месте по уровню автоматизации. Это объясняется как изменчивостью технологической среды, так и консерватизмом горных инженеров.

Рисунок 1. Концепция автоматизированного рудника

1 – бурильная установка; 2 – погрузочно-транспортная машина; 3 – машина для набрызг-бетонирования; 4 – зарядная машина; 5 – кабина оператора

Информационные сети для сбора информации от распределенных под землей датчиков не могут быть использованы для управления подземным оборудованием из-за узкой полосы пропускания, невозможности обмена информацией в реальном времени, низкой надежности, запаздывания сигналов. Так, запаздывание команды управления на более, чем несколько десятых долей секунды, может привести к столкновению неуправляемой машины со стенкой выработки. В качестве линий передачи информации на зарубежных рудниках применяют коаксиальный кабель или оптическое волокно. Для протяженных выработок на российских рудниках более перспективно применение витой пары проводов с передачей цифровой информации по стандарту IEC 61158-3.

Список литературы:

1. https://www.sibran.ru/upload/iblock/620/6203c851187b599cb3d55f3c637ecfdf.pdf (дата обращения: 30.10.2022)
2. https://www.istu.edu/upload/iblock/5b1/ig_18.pdf (дата обращения: 01.11.2022)