Роботизация является современным этапом цифровой трансформации горнодобывающих предприятий. Безлюдные технологии позволяют вывести работников из опасных участков горных работ, решить проблему дефицита квалифицированных рабочих кадров, снизить вероятность профессиональных заболеваний и получить экономический эффект для компании.

В основе разработки пермских ученых лежит инерциальная навигационная система, не требующая наличия внешних ориентиров или поступающих извне сигналов. С помощью акселерометра рассчитываются направление и величина ускорения. Гироскопы определяют положение в пространстве. На комбайне установлены монитор, блок навигации и вычислений, одометрическая система. Связь с диспетчером на руднике осуществляется по радиоканалу.

Ученые решили вопросы навигационной задачи прямолинейного движения, юстировки системы навигации и обмена данными между смежными системами управления добычей и ряда других параметров, необходимых для бесперебойной работы комбайна.

Первая проходка с применением системы навигации была осуществлена на калийном руднике по транспортному и конвейерному штрекам. Испытания показали, что комбайн может пройти прямолинейный участок горной выработки длиной до 300 метров без дополнительного маркшейдерского контроля, и отклонение от проектной оси выработки при этом не превышают 20 см.

Сейчас готовятся испытания системы на точность определения пройденного расстояния и по проходке сложных криволинейных участков, а также разрабатывается программное обеспечение для работы с данной системой в кабинете маркшейдера и диспетчерской рудника.

Кроме того, разработана концепция контроля пласта на основе радиактивного излучения калия. В течение 2023 года комбайн будет дооборудован системой детекторов для измерения гамма-излучений. Контроль пласта при добыче полезного ископаемого позволит перейти к автономному управлению комбайном.

Кормщиков Денис – кандидат технических наук, старший научный сотрудник Горного института УрО РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН):

«Когда мы в 2020 году начали работу над этим проектом, безлюдная добыча полезных ископаемых казалась чем-то не достижимым.
Сейчас уже стало понятно, что решив все поставленные задачи, мы сможем перейти к автоматизации управления комбайном.
Внедрение новых технологий - это кропотливый и очень трудоемкий процесс, который держится на энтузиазме и слаженном взаимодействии нескольких людей. В этом проекте все трудности внедрения на предприятии берут на себя Александр Щеткин - маркшейдер со стороны рудника и Александр Кузнецов - специалист со стороны Горного института.

В декабре 2023 года мы планируем закончить опытно-промышленные испытания. В течение 2024 года готовы произвести еще 5 образцов системы навигации и отладить серийное производство».

Разработкой подобных системы рудничной техники сегодня занимаются специалисты Канады, Швеции и Австралии, но пермская навигация, не уступая аналогам по точности, использует меньшее количество вспомогательных систем, проще в обслуживании и дешевле при внедрении.

На заседании президиума Российской академии наук проект Дениса Кормщикова «Система навигации комбайна для безлюдной добычи калийных ископаемых» был назван в числе важнейших научно-практических достижений 2022 года.