РОБОТИЗИРОВАННЫЙ, МОБИЛЬНЫЙ, МОДУЛЬНЫЙ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС И СПОСОБЫ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
ROBOTIZED, MOBILE, MODULAR MINE-RESCUE COMPLEX AND METHODS OF APPLICATION THEREOF

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при ведении спасательных и профилактических работ в подземных условиях.
Известен роботизированный пожарный комплекс с применением пожарных роботов высокого давления [1], который состоит из двух и более пожарных роботов, включающих в себя лафетный ствол с установленными на нем приводами вертикального и горизонтального наведения, дисковым затвором и устройством обнаружения загорания, соединенными с блоком коммутации на входе, а на его выходе - с пультом дистанционного управления и устройством управления, которое через приемно-контрольное устройство соединено с пожарными извещателями; пожарные роботы подключены к пожарному трубопроводу через насосы высокого давления, которые через пусковое устройство соединены с устройством управления, а на выходе лафетных стволов установлены насадки высокого давления для формирования мелкораспыленной струи.
Недостатком роботизированного пожарного комплекса является ограниченность условий применения.
Известен роботизированный пожарный комплекс с системой технического зрения относится к роботизированным установкам пожаротушения [2], который состоит из двух и более пожарных роботов, системы технического зрения, включающая в себя двухканальные телекамеры с видеоканалом и телеканалом в ИК - диапазоне, установленные на пожарных роботах, которые соединены с устройством идентификации очага загорания и определения его координат, осуществляющим цифровую обработку телесигнала в ИК - диапазоне по заданной программе, и с устройством распознавания струи и определения ее координат, осуществляющим цифровую обработку видеосигнала по заданной программе.
Недостатком роботизированного пожарного комплекса является ограниченность условий применения.
Наиболее близким техническим решением принятым за прототип является мобильный роботизированный комплекс пожаротушения [3], который состоит из ходовой части, корпуса с отсеками для силовой части, для системы пожаротушения и бортовой системы управления, а также из специального оборудования, включающего бульдозерный отвал, расположенный в передней части корпуса, водяной ствол-монитор (лафетный пожарный ствол) с системой видеонаблюдения и дистанционным управлением системой подачи огнетушащих веществ. При этом МРКП имеет систему дистанционного управления, системы видеонаблюдения, радиотелеметрии и освещения; систему самоорошения; звуковой оповещатель (клаксон) и проблесковые сигнальные маяки. МРКП дополнительно оснащен системой обнаружения препятствий на основе ультразвуковых датчиков для ориентации в условиях ограниченной видимости; а система видеонаблюдения МРКП содержит два независимых канала: первый канал видеонаблюдения организован беспроводной цифровой сетью стандарта Wi-Fi при помощи персонального компьютера (планшета, смартфона) и состоит из видеокамер, подключенных к сетевому коммутатору, соединенному, в свою очередь, с Wi-Fi-адаптером с антеннами; а второй канал видеонаблюдения организован с применением системы транслирования цифрового сжатого видеопотока (COFDM) и состоит из квадратора, подключенного к видеопередатчику с антенной и к видеокамерам, приемника видеосигнала с комплектом антенн (две), с подключенным (через разъем приемника видеосигнала) внешним монитором. При этом видеокамеры системы видеонаблюдения оснащены ИК подсветкой для работы в условиях слабой освещенности, а в системе освещения фары оснащены вмонтированными видеокамерами, причем фары головного освещения имеют защитные решетки и систему очистки (дворники). Кроме того, МРКП дополнительно имеет систему тушения компрессионной пеной, а ходовая часть выполнена сменной с возможностью установки колесного или гусеничного шасси; при этом МРКП дополнительно оснащен системой речевого оповещения.
Недостатками данного технического решения являются узкий диапазон выполняемых задач и недостаточная приспособленность для движения по труднопроходимым участкам горных выработок, расширение видов подземных горноспасательных работ.
Задачей изобретения является унификация комплекса и расширение области и способов применения для горноспасательных и профилактических работ в подземных условиях.
Решение поставленных задач достигается тем, что:
- роботизированный, мобильный, модульный горноспасательный комплекс (РММГСК) комплекс состоит из одного, двух или более автономных транспортных платформ, ходовых частей, корпуса которых сцеплены между собой поворотно-сцепными устройствами, прикрепленными к модулям телескопическими гидродомкратами, при этом модули могут использоваться в сцепке и автономно.
- ходовая часть выполняется попарной трех колесной, на которых на двух задних или всех трех колесах может устанавливаться гусеничное шасси для повышения проходимости, а силовая установка выполняется электрической и/или дизель-электрической с системой редукторов для ходовой части и маслостанцией для гидравлического привода исполнительных механизмов комплекса.
- бортовая система управления имеет многоканальное обеспечение бортового (местного), выносного и дистанционного управления с использованием дублирующих каналов связи для дистанционного управления ходовой и силовой частями, навесным оборудованием видеонаблюдения и измерительной аппаратуры для обеспечения передачи информации и управляющих сигналов на уровни бортового, выносного, подземного и диспетчерского (штабного) пунктов.
- распорная крепь имеет телескопическую гидравлическую стойку и верхняк для обеспечения распора модуля комплекса при выполнении горноспасательных работ (ГСР).
- кабелеукладчик при электрическом приводе комплекса устанавливается на задней части последнего модуля, а привод барабана укладчика реверсивный для обеспечения сматывания и роспуска силового кабеля.
- для комплектации комплекса используют навесное оборудование и приборы, габариты которых позволяют пронести его через проемную трубу взрыво-устойчивой перемычки (800 мм), а монтируют их непосредственно на месте ведения горноспасательных и профилактических работ на платформах и корпусах модулей комплекса, где имеются для них специальные крепления, средства управления и связи;
- для ведения предварительной разведки на манипуляторы комплекса устанавливают передние и задние фары дополнительного освещения, инфракрасный дальномер, а также телекамеры, тепловизор, автоматический многофункциональный газоанализатор, а информация передается и дублируется по проводным и без проводным каналам связи на бортовой и выносной пульты, в подземный и диспетчерский (штабной) пункты, где ее анализируют, передают для оперативной работы и архивируют.
- для ликвидации и предотвращения подземных пожаров на комплекс устанавливают лафетный ствол с высоконапорным насосом, который подключают гибкими шлангами к шахтной сети пожаротушения и в зависимости от вида очага возгорания комплектуют устройствами диспергирования воды и/или подготовки пены, дополнительными комплектами изолирующих респираторов.
- для ликвидации подземных аварий и разборки завалов на комплекс устанавливают навесной, бульдозерный отвал, скребковый конвейер, манипулятор с гидравлическим захватом и/или грейферный стреловидный кран, лебедку, комплектуют шансовым инструментом и дополнительными изолирующими респираторами.
- для разведки и предотвращения горных ударов, внезапных выбросов газа и пыли, прорывов воды в горные выработки на комплекс устанавливают газоанализаторы, буровую установку и комплектуют набором штанг и коронок различного назначения.
- при затоплении горных выработок на комплекс устанавливают насосную станцию, кабелеукладчик и комплектуют гибкими рукавами с быстроразъемными соединениями.
- для спасения людей на комплекс устанавливают манипулятор, газоанализатор, тепловизор, комплектуют средствами защиты, оказания первой помощи и транспортировки пострадавших, а также дополнительными изолирующими респираторами и кислородными подушками.
Устройство комплекса и способы его применения поясняются чертежами:
на фиг. 1 представлена схема управления РММГСК;
на фиг. 2 представлен РММГСК (вид сбоку);
на фиг. 3 представлен РММГСК (вид сверху);
на фиг. 4 представлено поворотно-сцепное устройство.
На чертежах приняты следующие условные обозначения: 1, 2 - модули комплекса; 3 - гусеничное шасси; 4 - распорная крепь; 5 - бульдозерный отвал; 6
- скребковый конвейер; 7 - место крепления монитора; 8 - тельферный кран; 9 - буровая установка; 10 - газоанализатор; 11 - поворотно сцепное устройство; 12 - откидной борт; 13 - кабелеукладчик; 14 - телескопический гидродомкрат; 15-15
- фаркопф, 16 - проводная связь, 17 - без проводная связь; 18 - бортовой пульт управления; 19 - выносной пульт управления; 20 - подземный пункт управления; 21 - диспетчерский (штабной) пункт управления; 22 - колесные пары; 23 - система освещения; 24 - инфракрасный дальномер; 25 - телекамеру; 26 - тепловизор; 27 - дополнительная система освещения, 28 - лафетный ствол, 29 - лебедка.
Роботизированный, мобильный, модульный горноспасательный комплекс (РММГСК) представляет самоходное транспортное средство, включающее платформы 1, 2, установленную на ходовую часть корпуса с отсеками, в которых смонтированы силовая установка, бортовые системы управления, радиотелеметрии, видеонаблюдения, распорная крепь 4 и кабелеукладчик 13 при электрической силовой части, а так же специальное оборудование в составе: системы освещения 23, инфракрасного дальномера 24, телекамеры 25, тепловизора 26, автоматического многофункционального газоанализатора 10, лафетного гидромонитора с высоконапорным насосом и устройствами диспергирования воды и/или подготовки пены, буровой установки 9 с набором штанг и коронок различного назначения, манипулятора с гидравлическим захватом и/или грейферного крана 8, бульдозерного отвала 9, скребкового конвейера 6, лебедки 29, шансового инструмента для разборки завалов и проведения работ, средствами защиты, оказания первой помощи и транспортировки пострадавших, дополнительными изолирующими респираторами.
Комплекс состоит из одного, двух или более автономных транспортных платформ, ходовых частей, корпуса которых сцеплены между собой поворотно-сцепными устройствами 11, прикрепленными к корпусам модулей телескопическими гидродомкратами 14.
Ходовая часть выполняется попарной трех колесной 22, на которых на двух задних или всех трех колесах может устанавливаться гусеничное шасси 3 для повышения проходимости, а силовая установка выполняется электрической и/или дизель-электрической с системой редукторов для ходовой части и маслостанцией для гидравлического привода исполнительных механизмов комплекса.
Бортовая система управления имеет многоканальное обеспечение бортового местного 18, выносного 19 пультов, подземного 20 и диспетчерского (штабного) 21 пунктов, и дистанционного управления с использованием дублирующими проводными 16 и без проводными 17 каналами связи для дистанционного управления ходовой и силовой частями, навесным оборудованием видеонаблюдения и измерительной аппаратуры для обеспечения передачи информации и управляющих сигналов на уровни бортового, выносного пультов, подземного и диспетчерского (штабного) пунктов.
Распорная крепь имеет телескопическую гидравлическую стойку 14 и верх-няк 4 для обеспечения распора модуля комплекса при выполнении горноспасательных работ и служит для распора модулей корпуса и подтягивания или выталкивания при застраивании или завале породой одного из модулей с помощью телескопических гидродомкратов 14 поворотно-сцепного устройства 11. Поворотно - сцепное устройство состоит из парных двух фаркопфов 15 сцепленных между собой и двух телескопических телескопических домкратов 14, прикрепленных к корпусам модулей 1, 2 и служат для подталкивания или подтягивания модулей между собой при движении в крутой или заваленной выработке, когда тяги колес или гусеничного шасси не достаточно для движения комплекса, или при обрушении кровли и завале одного из модулей (такие случаи при расчистке завалов имеют большую вероятность).
Кабелеукладчик 13 при электрическом приводе комплекса устанавливается на задней части последнего модуля, а привод барабана укладчика реверсивный для обеспечения сматывания и роспуска силового кабеля, что обеспечивает ускоренную доставку модулей к месту горноспасательных и профилактических работ.
Способы применения РММГСК включают проведение профилактических и горноспасательных работ, направленных на: спасение людей, оценку состояние горных выработок и их загазованности, ликвидацию подземных аварий, тушение пожаров, предотвращение горных ударов, внезапных выбросов газа и пыли, затопления выработок, разборку завалов и комплектуется оборудованием, габариты которого позволяют пронести его через проемную трубу взрывоустойчивой перемычки (800 мм), на месте ведения горноспасательных и профилактических работ на платформах и корпусах комплекса, где имеются специальные для их крепления.
Для ведения предварительной разведки на комплекс устанавливают систему дополнительного освещения 27 на мониторы 7 устанавливают инфракрасный дальномер 24, телекамеру 25, тепловизор 26, автоматический многофункциональный газоанализатор 10, а информация передается и дублируется по проводным 16 и без проводным 17 каналам связи на бортовой 18 и выносной 19 пульты, в подземный 20 и диспетчерский (штабной) 21 пункты, где ее анализируют, передают для оперативной работы и архивируют.
Для ликвидации и предотвращения подземных пожаров на мониторе 7 комплекса устанавливают лафетный ствол 28 с высоконапорным насосом, который подключают гибкими шлангами к шахтной сети пожаротушения и в зависимости от вида очага возгорания комплектуют устройствами диспергирования воды и/или подготовки пены, дополнительными комплектами изолирующих респираторов.
Для ликвидации подземных аварий и разборки завалов на комплекс устанавливают бульдозерный отвал 5, скребковый конвейер 6, манипулятор 7 с гидравлическим захватом и/или грейферный стреловидный кран 8, лебедкой 29, комплектуют шансовым инструментом и дополнительными изолирующими респираторами.
Для разведки и предотвращения горных ударов, внезапных выбросов газа и пыли, прорывов воды в горные выработки на манипуляторы 7 комплекса устанавливают газоанализатор 10, буровую установку 9 и комплектуют набором штанг и коронок различного назначения.
При затоплении горных выработок на комплекс устанавливают насосную станцию и комплектуют гибкими рукавами с быстроразъемными соединениями.
Для спасения людей на комплекс устанавливают манипулятор с захватом 7, тепловизор 26, комплектуют средствами защиты, оказания первой помощи и транспортировки пострадавших, а также дополнительными изолирующими респираторами и кислородными подушками.
Технический результат и расширение области применения комплекса достигается унификацией системы управления комплекса, дублированием каналов проводной и без проводной связи и передачей информации на пульты и пункты различного уровня и управляющих сигналов от них на комплекс.
Источники информации
1. Патент РФ №2391125. Роботизированный пожарный комплекс с применением пожарных роботов высокого давления. МПК А62С 31/00. Патентообл. ЗАО «Инженерный центр пожарной робототехники «Эфер»», Изобрет. Горбань Ю.И. Заявл. 23.12.2008. Опубл.: 10.06.2010.
2. Патент РФ №2433847. Роботизированный пожарный комплекс с системой технического зрения. МПК А62С 31/00. Патентообл. ЗАО «Инженерный центр пожарной робототехники «Эфер»», Изобрет. Горбань Ю.И. Заявл. 16.06.2010. Опубл.: 20.11.2011.
3. Патент РФ №2580779. Мобильный роботизированный комплекс пожаро-тушения. МПК А62С 27/00. Патентообл. ООО «Сибирский арсенал», Изобрет. Некрасов Е.В., Шеломов С.Б.. Заявл. 14.08.2014. Опубл.: 10.03.2016.