Роботы-шахтеры

Успешное применение роботов для добычи полезных ископаемых под водой натолкнуло ученых и инженеров на мысль о перспективности их использования с этой же целью под землей - для обслуживания шахт.

Хорошо известно, сколь опасен и тяжел труд шахтеров, рабочих горнодобывающей промышленности и как много угля, руды, других полезных ископаемых нужно нашему современному народному хозяйству. А в будущем их потребуется еще больше! Однако с каждым годом добыча становится сложнее, так как приходится вести ее из пластов все более глубокого залегания. Где же выход? Нельзя же обрекать на вредный для здоровья, опасный для жизни труд все большее и большее число людей! Наоборот, надо в максимальной степени облегчить его и обезопасить условия для уже работающих в шахтах. И это делается систематически. Труд шахтеров постоянно механизируется и автоматизируется: на смену простой кирке (специальному молотку) пришли сначала отбойный молоток, потом врубовая машина, угольный комбайн; ручную установку подпорок (крепи) сменила установка их с помощью гидравлических механизмов и т. д., что значительно облегчило добычу угля, сделало ее не такой опасной, во много раз увеличило выработку, но... не дало кардинального решения проблемы - не освободило человека от необходимости пребывания в забое, не обеспечило полной его замены машинами. Создание специальных роботов-шахтеров породило вполне обоснованные надежды на внедрение на шахтах безлюдной технологии добычи угля и других полезных ископаемых.

Действительно, если раньше автоматизация добычи угля заключалась в том, что мощный угольный комбайн вытеснил отбойный молоток, а деревянные стойки, подпирающие "потолок" шахт, заменила гидравлическая механизированная крепь, то с приходом в шахту роботов изменяется весь процесс добычи угля - теперь его может осуществлять единый роботизированный комплекс, который действует так. Резцы робота-шахтера, двигаясь по забою, снимают слой угля по всей кромке пласта, причем секции крепи, поддерживающие свод, служат одновременно опорой для самих резцов. А секции крепи, не загруженные в данный момент, подтягиваются механизмами вслед за уходящими вперед резцами и там занимают свое рабочее положение - подпирают свод; освободившиеся к этому времени секции продвигаются механизмами дальше. Таким образом, комплекс движется в забое, как червяк в грунте; при этом его адаптивная система управления следит за тем, чтобы он следовал, точно повторяя весьма сложную, часто искривленную конфигурацию угольного пласта,- а также поддерживает необходимую скорость его перемещения.

Существующие образцы такого робота-шахтера обслуживают восемь участков шахты, заменяя труд 450 человек! Пока еще вместе с таким роботом в штреке должен находиться оператор. Однако по мере совершенствования интерактивных роботов, в частности, работающих в диалоговом режиме, появятся машины, способные трудиться самостоятельно, а человек (оператор) будет выведен за пределы шахты и сможет наблюдать за работой роботизированного комплекса на большом расстоянии от него с помощью системы технического зрения. В 90-е годы предусмотрено освоение серийного выпуска универсальных угледобывающих робототехнических комплексов и множества вспомогательных манипуляторов: для транспортировки, погрузки, разгрузки угля и т. д. Предполагается, что примерно в это же время будут полностью роботизированы две шахты, где управлять процессом добычи угля станет целиком автоматика.

Кроме универсальных машин, конструируются и строятся для шахт робототехнические устройства, производящие разнообразные горнопроходческие работы, необходимость в которых возникает в зависимости от конкретных условий, например, бурение шурфов (каналообразных полостей), заполнение их взрывчаткой (для измельчения пород взрывом), погрузку добытого угля или руды и др., т. е. выполняющие роль бурильщиков, взрывников, погрузчиков и т. д. На рисунках 81 и 82 показаны в качестве примеров робот-бурильщик (рис. 81) и робототехнический проходческий комбайн (рис. 82).

Рис. 81. Робот-бурильщик

Рис. 82. Самоходный робототехнический комбайн

Мы рассказали об основных областях применения роботов, где целесообразность их использования очевидна и не вызывает сомнения. Однако по мере совершенствования робототехники, удешевления систем управления они стали проникать и в те области, где раньше о подобной автоматизации не помышляли и применения роботов не предсказывали даже фантасты.