Новые технологии проведения выработок и формированию подземного пространства -

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 12Следующая ⇒

ГЕОВИНЧЕСТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (ГВТ) – процесс механизированного проведения горных выработок с формированием и использованием системы законтурных винтовых и продольных каналов, в котором операции по разработке забоя, уборке горной массы, креплению выработанного пространства, а также перемещению всей проходческой системы на забой осуществляются в совмещенном режиме. Вовлечение приконтурного массива горных пород достигается введением дополнительной технологической операции – формирования системы законтурных каналов.

Новый класс горнопроходческой техники, систем (ГПС) -

ГЕОХОДЫ - аппараты, движущиеся в породном массиве с использованием геосреды. Базовый элемент ГВТ. Представляя собой новый класс горных машин, геоходы предназначены для проходки подземных выработок различного назначения и расположения в пространстве, аналогов конструкции в мировой практике нет.

Новый вид крепей горных выработок и обделок подземных сооружений - ГЕОВСТРОЕННАЯ (ЗАКОНТУРНАЯ) КРЕПЬ – использование винтовых и продольных каналов за контуром проводимой выработки для формирования пространственной несущей системы крепь - приконтурный массив пород.

Новое научно-методическое обеспечение - ГЕОДИНАМИКА ПОДЗЕМНЫХ АППАРАТОВ – наука, изучающая силы, возникающие на поверхности твердого тела (подземного аппарата) движущегося в твердой среде (геосреде).

Решение задач проектирования нового вида горнопроходческой техники – геоходов требует создания и нового научного направления в механике горных пород (геомеханика) – геодинамики подземных аппаратов.

3.2. Перечень планируемых при реализации проекта важнейших научно-технических и технологических результатов

Реализация проекта позволит:

1) В области техники и технологии:

• Создать высокоэффективную, конкурентоспособную горнопроходческую технику принципиально нового вида.

• Создать новые технологии в области горного дела и строительства подземных сооружений, обеспечивающие повышение темпов проходки и производительности труда в 4-6 раз относительно технологии щитовой проходки.

• Снизить на 30-40% капитальные и эксплуатационные затраты на проходческие работы в сравнении с существующей практикой.

• Решить проблему проведения горных выработок любого пространственного направления.

• Организовать серийное высокотехнологичное производство горнопроходческих машин нового класса – геоходов.

• Повысить уровень безопасности горнопроходческих работ.

• Создать базу для реализации мегапроектов в сфере тяжелого машиностроения.

2) В области науки и образования:

• Открыть новое направление научных исследований – геодинамика подземных аппаратов.

• Обеспечить приток молодых научно-исследовательских кадров в отрасль горного машиностроения.

• Создать инфраструктуру научных исследований НИ ТПУ в области движения твердого тела в твердой среде.

• Организовать новое направление подготовки специалистов – горных инженеров-испытателей.

• Повысить научно-технический уровень производства ОАО «КОРМЗ».

• Обеспечить практико-ориентированную подготовку студентов НИ ТПУ на производственной базе ОАО «КОРМЗ».

• Расширить материально-техническую и научную базу проведения НИОКТР участников проекта.

3) В производственно-экономической и социальной сфере:

• Создать предпосылки организации новой экспортно-ориентированной отрасли горного машиностроения.

• Повысить конкурентоспособность предприятия и инвестиционную привлекательность региона.

• Создать новые рабочие места в регионе.

• Реализовать научный и педагогический потенциал работников ОАО «КОРМЗ».

• Расширить портфель заказов предприятий реального сектора экономики.

• Увеличить загрузку производственных мощностей предприятий общего машиностроения.

• Увеличить налоговые поступления в бюджеты различных уровней.

В числе серийно выпускаемых горнопроходческих систем не известно аналогов геоходов. Уникальность геохода определяется существенными отличиями и новыми техническими решениями, применяемыми во всех его системах:

При создании традиционных горнопроходческих систем применяются устоявшиеся компоновки и конструктивные решения, с середины прошлого века не появлялось принципиально новых технических решений и новых видов горных машин. Геоходы – это принципиально новый класс горных машин. Создание геоходов предполагает применение целого ряда новых технических решений во всех системах геохода, а именно:

Способ передвижения, обеспечения устойчивости геохода и формирования тягового и напорного усилий основан на использовании специально подготовленных законтурных каналов. Тяговое и напорное усилия формируются не за счет сил трения, как это происходит у традиционных проходческих машин, а за счет нормальной реакции породы. Направление реактивных сил взаимодействия со стороны породы и направление тягового и напорного усилий совпадают, в то время как у традиционных проходческих систем реакция породы перпендикулярна к напорному усилию.

В трансмиссии применяются системы многопоточной передачи мощности, разработаны варианты авто- и принудительного выравнивания потоков, разработаны системы с распределением приводных сил и моментов по оболочке корпуса геохода. Впервые разработаны конструктивные решения трансмиссии геохода с ВППТК с полым валом, реализующие необходимый вращающий момент, и обеспечивающие свободное пространство в центральной части геохода

В исполнительном модуле применяется новый подход к проектированию, основанный на применении забоя рациональной формы. Критерии, по которым выбираются геометрические параметры формы забоя, основаны на смещении главных напряжений в породе забоя в сторону растяжения, что позволяет добиться снижения удельной энергоемкости разрушения породы, снизить требования к энерговооруженности исполнительного модуля, уменьшить его металлоёмкость.

Системы обеспечения движения, стабилизации и маневрирования совмещены с системами подготовки законтурных каналов и исполнительного модуля, при этом, в отличие от традиционных проходческих машин, маневрирование осуществляется не за счет изменения положения машины с последующим изменением направления выработки, а наоборот, сначала меняется направление выработки, что в дальнейшем приводит к изменению положения машины;

4.2.2 Сравнение продукции/технологии по основным параметрам (характеристикам) с лучшими мировыми аналогами, включая как
зарубежные, так и имеющиеся отечественные аналоги. Подтверждение того, что для сравнения выбраны наилучшие на текущий момент
аналоги.

Геоходы являются новым классом проходческих систем. По ряду признаков (расположение рабочего оборудования внутри временной передвижной крепи) наиболее близким к геоходам типом проходческих систем являются проходческие щиты.

К крупнейшим мировым производителям механизированных щитов относятся следующие компании: Herrenknecht, Hitachi, LOVAT, Mitsubishi Heavy Industries, Robbins, Wirth.

Основные преимущества геоходов перед проходческими щитами: меньшая металлоемкость, большая производительность, меньшее энергопотребление, универсальность по углам наклона проводимой выработки.

Таблица 4.6 – Сравнение характеристик геоходов и щитов

	Геоходы, диаметр, в м	Проходческие щиты
	2, 6	3, 2	4, 1	5, 6	ПЩМ-2, 6	ПЩМ-3, 2	ПЩМ-4	ПЩМ-5, 6
Диаметр выработки в проходке (м)	2, 6	3, 2	4, 1	5, 6	2, 6	3, 2		5, 6
Диаметр выработки в свету (м)	2, 45	3, 0	3, 85	5, 3	2, 25	2, 8	3, 55	4, 83
Скорость проходки (м/час)	4…6	4…6	4…6	4…6	0, 8	0, 8
Длина (м)	3, 6	4, 3	5, 1	6, 1	3, 9	4, 8	5, 4
Углы наклона проводимых выработок	±90°	±90°	±90°	±90°	±20°	±20°	±20°	±20°
Масса (т)	10, 2		20, 3	32, 4
Установленная мощность/диаметр (кВт)

Заключение по главе

Барьеры для выхода на рынок (угрозы):

- конкуренция со стороны других производителей проходческой техники;

- высокая зависимость от внешних источников финансирования;

- необходимость инвестиций в опытно-конструкторские и исследовательские работы;

- отсутствие в стране производства щитовых машин для горнопроходческих работ.

Сильные стороны проекта:

- уникальны продукт, не имеющий аналогов с стране и мире с более лучшими техническими и экономическими характеристиками;

- развитие отечественной промышленности в сфере производства машин для подземного строительства;

- благоприятное воздействие на социально-экономические показатели региона и страны (создание рабочих мест, улучшение экономических показателей);

- создание базы для научной и экспериментальной деятельности в сфере подземного строительства;

- подготовка специалистов в сфере создания техники для подземного строительства;

- кооперация научных организаций и производственных предприятий.

Слабые стороны проекта:

- продукт впервые выводится на рынок, мало знаком потенциальным потребителям;

- необходимо экспериментальное уточнение параметров отдельных узлов геохода;

- необходимость организации системы поддержки жизненного цикла продукта;

- необходима отработка технологии изготовления геохода;

- высокие затраты на организацию производства;

- зависимость от поставщиков.

Возможности:

- растущая необходимость подземного строительства, прокладки гражданских и геоинженерных коммуникаций;

- возможность получения Госзаказа (МЧС, Минобороны);

- продолжение проекта в части разработки новых видов крепей и обделок подземных сооружений;

- создание центра испытаний горной техники;

- организация нового направления подготовки специалистов – горных инженеров-испытателей.

В настоящее время практически отсутствуют проходческие щитовые машины отечественного производства и организация работ по производству геоходов позволит снизить уровень потребности в данном виде техники и уменьшит затраты на ее приобретение и эксплуатацию по сравнению с импортным оборудованием.

Рассматривая экспортный потенциал разрабатываемой продукции можно отметить, что стоимость, универсальность, эксплуатационные расходы и отсутствие близких аналогов позволят продавать данное оборудование на зарубежные рынки, особенно привлекательны в этом плане страны с развивающейся экономикой.

Стратегия развития продаж продукции в первую очередь предполагает поставку на внутренний рынок, с постепенным выходом на зарубежные рынки.

Таблица 6.2 – Прогноз производства и продаж

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒