Роботизированный, мобильный, модульный горноспасательный комплекс и способы его применения

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при ведении спасательных и профилактических работ в подземных условиях. Роботизированный, мобильный, модульный горноспасательный комплекс (РММГСК) представляет собой самоходное транспортное средство, включающее платформу, установленную на ходовую часть корпуса с отсеками, в которых смонтированы силовая установка, бортовые системы управления, радиотелеметрии, видеонаблюдения, распорная крепь и кабелеукладчик при электрической силовой части, а также специальное оборудование в составе: системы освещения, инфракрасного дальномера, телекамер, тепловизора, автоматического многофункционального газоанализатора, лафетного гидромонитора с высоконапорным насосом и устройствами диспергирования воды и/или подготовки пены, буровой установки с набором штанг и коронок различного назначения, манипулятора с гидравлическим захватом и/или грейферного крана, бульдозерного отвала, скребкового конвейера, шансового инструмента для разборки завалов и проведения работ, со средствами защиты, оказания первой помощи и транспортировки пострадавших, дополнительными изолирующими респираторами. Согласно изобретению комплекс состоит из одного, двух или более автономных транспортных платформ, ходовых частей, корпуса которых сцеплены между собой поворотно-сцепными устройствами, прикрепленными к корпусам модулей телескопическими гидродомкратами. Технический результат - расширение области применения комплекса для горноспасательных и профилактических работ в подземных условиях. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

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.

1. Роботизированный, мобильный, модульный горноспасательный комплекс (РММГСК), представляющий самоходное транспортное средство, включающее платформу, установленную на ходовую часть корпуса с отсеками, в которых смонтированы силовая установка, бортовые системы управления, радиотелеметрии, видеонаблюдения, распорная крепь и кабелеукладчик при электрической силовой части, а также специальное оборудование в составе: системы освещения, инфракрасного дальномера, телекамер, тепловизора, автоматического многофункционального газоанализатора, лафетного гидромонитора с высоконапорным насосом и устройствами диспергирования воды и/или подготовки пены, буровой установки с набором штанг и коронок различного назначения, манипулятора с гидравлическим захватом и/или грейферного крана, бульдозерного отвала, скребкового конвейера, шансового инструмента для разборки завалов и проведения работ, со средствами защиты, оказания первой помощи и транспортировки пострадавших, дополнительными изолирующими респираторами, отличающийся тем, что комплекс состоит из одного, двух или более автономных транспортных платформ, ходовых частей, корпуса которых сцеплены между собой поворотно-сцепными устройствами, прикрепленными к корпусам модулей телескопическими гидродомкратами.

2. РММГСК по п. 1, отличающийся тем, что ходовая часть выполняется попарной трехколесной, 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.

3. РММГСК по п. 1, отличающийся тем, что 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.

4. РММГСК по п. 1, отличающийся тем, что распорная крепь имеет телескопическую гидравлическую стойку и верхняк для обеспечения распора модуля комплекса при выполнении горноспасательных работ (ГСР).

5. РММГСК по п. 1, отличающийся тем, что кабелеукладчик при электрическом приводе комплекса устанавливается на задней части последнего модуля, а привод барабана укладчика реверсивный для обеспечения сматывания и роспуска силового кабеля.

6. Способ применения РММГСК, включающий проведение профилактических и горноспасательных работ, направленных на: спасение людей, оценку состояния горных выработок и их загазованности, ликвидацию подземных аварий, тушение пожаров, предотвращение горных ударов, внезапных выбросов газа и пыли, затопления выработок, разборку завалов и т.п., отличающийся тем, что комплектацию оборудования, габариты которого позволяют пронести его через проемную трубу взрывоустойчивой перемычки (800 мм), производят непосредственно на месте ведения горноспасательных и профилактических работ на платформах и корпусах комплекса, где имеются специальные крепления, в зависимости от вида работ и обеспечения их безопасности.

7. Способ применения РММГСК по п. 6 для ведения предварительной разведки, отличающийся тем, что на комплекс устанавливают передние и задние фары дополнительного освещения, инфракрасный дальномер, а также телекамеры, тепловизор, автоматический многофункциональный газоанализатор, а информация передается и дублируется по проводным и безпроводным каналам связи на бортовой и выносной пульты, в подземный и диспетчерский (штабной) пункты, где ее анализируют, передают для оперативной работы и архивируют.

8. Способ применения РММГСК по п. 6 для ликвидации и предотвращения подземных пожаров, отличающийся тем, что на комплекс устанавливают лафетный гидромонитор 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.

9. Способ применения РММГСК по п. 6 для ликвидации подземных аварий и разборки завалов, отличающийся тем, что на комплекс устанавливают навесной, бульдозерный отвал, манипулятор с гидравлическим захватом и/или грейферный стреловидный кран, лебедку, комплектуют шансовым инструментом и дополнительными изолирующими респираторами.

10. Способ применения РММГСК по п. 6 для разведки и предотвращения горных ударов, внезапных выбросов газа и пыли, прорывов воды в горные выработки, отличающийся тем, что на комплекс устанавливают газоанализаторы, буровую установку и комплектуют набором штанг и коронок различного назначения.

11. Способ применения РММГСК по п. 6 при затоплении горных выработок, отличающийся тем, что на комплекс устанавливают насосную станцию и комплектуют гибкими рукавами с быстроразъемными соединениями.

12. Способ применения РММГСК по п. 6 для спасения людей, отличающийся тем, что на комплекс устанавливают манипулятор, тепловизор, комплектуют средствами защиты, оказания первой помощи и транспортировки пострадавших, а также дополнительными изолирующими респираторами и кислородными подушками.