Подземный робот для быстрой прокладки тоннелей под землей, не имеющий аналогов в мире.
Подземный робот «Геоход» – аппарат, движущийся в породном массиве с использованием геосреды, используя принцип «ввинчивание» в геосреду. Подземный робот «Геоход» предназначен для быстрой прокладки тоннелей под землей. Для создания напорного усилия он использует саму твердую среду. Подземный робот «Геоход» может двигаться по любой траектории пространства, в т.ч. идти наклонно.
Технология ожидает финансирования!
Отличия «Геохода» от существующей традиционной проходческой техники
Сравнение основных характеристик «Геохода» с характеристиками аналогами – проходческого щита
Описание:
Подземный робот «Геоход» – аппарат, движущийся в породном массиве с использованием геосреды, используя принцип «ввинчивание» в геосреду.
Подземный робот «Геоход» предназначен для быстрой прокладки тоннелей под землей. Для создания напорного усилия он использует саму твердую среду.
Подземный робот «Геоход» может двигаться по любой траектории пространства, в т.ч. идти наклонно.
Подземный робот «Геоход» заменяет три вида техники, используемые для прокладки тоннелей и добычи полезных ископаемых – для разрушения породы, ее удаления, а также закрепления выработанного пространства.
Внешне подземный робот «Геоход» похож на уменьшенную копию проходческого щита — большого сооружения с резцами, которые крошат породу и позволяют щиту продвигаться вперед. Такие щиты дают возможность быстро прокладывать большие тоннели, например, для поездов метро или добывать полезные ископаемые. Но такие щиты имеют ряд недостатков: они могут двигаться только прямо.
Подземный робот «Геоход» легче проходческого щита и под землей может двигаться по любой траектории, что позволяет быстро прокладывать сеть подземных тоннелей.
Аппарат можно изготавливать в различных модификациях и для различных целей.
Отличия «Геохода» от существующей традиционной проходческой техники:
– принцип работы – «ввинчивание» в геосреду;
– наличие новых функционально-конструктивных элементов;
– возможность реализации на исполнительном органе любых напорных усилий (возможность создания исполнительных органов для разрушения крепких пород);
– качественно новые функциональные возможности.
Подземный робот «Геоход» реализует новый подход к проведению горных выработок и формированию подземного пространства: проходка горных выработок рассматривается как процесс движения твердого тела (оборудования) в среде вмещающих пород (геосреде).
При этом геосреда используется:
– как опорный элемент, участвующий в создании движущей силы подземного аппарата «Геохода»;
– для формирования напорного усилия на исполнительном органе;
– для восприятия реактивных усилий при движении проходческого агрегата (подземного аппарата);
– для выполнения основных технологических операций, включая и крепление выработки постоянной крепью.
Крепление выработки осуществляется традиционными крепями и обделками или новым видом крепей горных выработок и обделок подземных сооружений – геовстроенной (законтурной) крепью.
Преимущества:
– возможность свободно транспортировать;
– высокая эффективность по сравнению с традиционными способами проведения подземных работ;
– безопасность проведения выработки;
– возможность реверсивного хода;
– возможность ревизии и замены основных узлов в условиях горной выработки;
– возможность непрерывной подачи на забой;
– высокая производительность при небольшой массе;
– операции по сооружению выработки выполняются в совмещенном режиме;
– высокая маневренность;
– совмещенное выполнение операций при проходке горных выработок и возведению подземных сооружений;
– снижение в 6 и более раз металлоемкости оборудования проходческой системы;
– повышение в 4 и более раз темпов проходки, производительности труда;
– снижение трудоемкости и стоимости ведения горнопроходческих работ (минимум на 40%);
– возможность проведения выработок с любым расположением в пространстве.
Применение:
– создание подземных сооружений и хранилищ,
– сооружение тоннелей различного назначения: бестраншейная прокладка коллекторных туннелей для систем водоснабжения и канализации, сооружение подземных переходов между зданиями (при наличии подвалов или этажей, расположенных ниже поверхности земли, в том числе, расположенными на разных горизонтах), прокладка транспортных тоннелей малого сечения,
– строительство подземных коммуникаций: прокладка городских и промышленных инженерных коммуникаций, бестраншейная прокладка кабелей силового электроснабжения, линий связи и т.п.,
– разработка месторождений полезных ископаемых подземным способом: проведение подготовительных и вспомогательных выработок, проведение выработок различного назначения под значительными углами наклона к горизонту, проведение подземных горных выработок с борта карьера при переходе от открытой к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, проходка нисходящих обходных выработок с дневной поверхности для обеспечения вентиляции застойных зон разрезов и карьеров,
– прокладка тоннелей по завалам при ликвидации последствий землетрясений, наводнений, сходов лавин, селей и других природных и техногенных катастроф,
– строительство систем мелиорации,
– фортификационное оборудование позиций и районов расположения войск.
Технические характеристики:
| Характеристики: | Значение: |
| Диаметр проводимой выработки в проходке, м | не менее 3,2 |
| Площадь сечения в проходке, м2 | от 8,00 до 8,80 |
| Угол наклона проводимой выработки, градусов (°) | ±25 |
| Крепость пород, единиц по шкале профессора Протодьяконова М.М. | от 1 до 5 |
| Скорость проходки, м/ч | от 4 до 6 |
| Тип привода | гидравлический |
| Количество гидроцилиндров поворота, пар | 8 |
| Номинальное рабочее давление, МПа | 20 |
| Номинальный крутящий момент на головной секции носителя “Геохода” при номинальном давлении, кНм | не менее 1760 |
| Суммарное осевое усилие на хвостовой секции, кН | не менее 850 |
| Угол подъема винтовой лопасти внешнего движителя, градусов (°) | 4,5 |
| Масса (без насосных станций), кг | до 19000 |
| Установленная мощность, кВт | 411 |
| Диаметр, мм | 3720 |
| Длина, мм | 4480 |
| Привод погрузки | гидромеханический |
| Транспортная система | ленточный перегружатель с шириной ленты 600 мм с электромеханическим приводом с отгрузкой отбитой горной массы на штрековые средства откатки (ленточный транспортер и др.) |
| Корпус «Геохода» | составной, из трех основных частей: головного модуля, хвостового модуля и модуля сопряжения, каждая из которых монтируется из четырех, диаметрально делимых, частей |
| Управление «Геоходом» | электрогидравлическое |
| Рабочее напряжение электропитания «Геохода», В | 660 |
Сравнение основных характеристик «Геохода» с характеристиками аналогами – проходческого щита:
Ближайшими аналогами «Геохода» являются проходческие щиты.
В таблице приведены данные сравнения основных характеристик «Геохода» с характеристиками аналога – проходческого щита ПЩМ-3,2.
| Характеристики: | Подземный робот «Геоход» | Проходческий щит ПЩМ-3,2 |
| Диаметр проводимой выработки в проходке, м | 3,2 | 3,2 |
| Площадь сечения в проходке, м2; | 8,04 | 8,04 |
| Скорость проходки, м/час | От 4 до 6 | 0,8 |
| Длина, мм | 4480 | Не более 5050 |
| Угол наклона проводимой выработки, ° | ±25 | ±20 |
| Масса, т | 19 | 45 |
| Установленная мощность, кВт | 411 | 305 |
Примечание: описание технологии на примере подземного робота «Геоход».