Булат А.Ф., Бунько Т.В., Шатов С.В., Кокоулин И.Е., Ященко И.А., Папирнык Р.Б. Испо-льзованиe беспилотных летательных аппаратов для обследования аварийных и угрожае-мых участков при возникновении аварийных ситуаций в угольных шахтах и на строительных объе

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-141

Geoteh. meh. 2018, 141, 27-40

https://doi.org/10.15407/geotm2018.141.027

ИСПОЛЬЗОВАНИE БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ АВАРИЙНЫХ И УГРОЖАЕМЫХ УЧАСТКОВ ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ И НА СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТАХ

1Булат А.Ф., 1Бунько Т.В., 2Шатов С.В., 1Кокоулин И.Е., 3Ященко И.А., 2Папирнык Р.Б.

1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, 2Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», 3Министерство энергетики и угольной промышленности Украины

УДК [622.861.004.6:629.7:533.6.013.622].004.14

Язык: Украинский

Аннотация.

В ходе реализации мероприятий по спасению людей и ликвидации аварии, предусмотренных планом ликвидации аварий, возникает ситуация, когда эффективность работы горноспасательных частей снижается вследствие недостаточности информации об аварийных и угрожаемых участках шахты на момент принятия противоаварийных мер. Традиционные мониторинговые средства отсутствуют, а получение информации в ходе аварии человеком создает опасность для его жизни. Состояние аварийной зоны нестабильно,  в ней происходят нестационарные аэрогазотермодинамические процессы, нарушаются геометрические характеристики и повышается загроможденность выработок, что делает невозможным проведение замеров параметров протекания аварийной ситуации человеком.  Выход может быть найден в использовании робототехнических средств мониторинга. Такие средства (гусеничные, змеевидные, летающие) широко используются за рубежом, однако на угольных шахтах Украины пока не находят применения. Причем предпочтение следует отдавать беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) ввиду их высокой меневренности, независимости от характера неровности почвы при движении по маршруту обследования аварийной зоны, скорости перемещения и обработки информации, возможностей прямого наблюдения. Малые габариты аппарата и возможность оснащения его такими же малогабаритными измерительными приборами позволяют обследовать малодоступные участки аварийной зоны и передавать горному диспетчеру информацию, которая может использоваться для более обоснованного выбора заданий отделениям ВГСС при условии безопасности их работы.. Применение БПЛА  эффективно и для обследования состояния крупногабаритных поверхностных сооружений шахты и объектов строительной индустрии (высотных зданий, дымовых труб, телебашен), для чего при их отсутствии необходимо задействовать специально обученных альпинистов, что небезопасно. Аналогично работе БПЛА в подземных условиях они могут быть полезны в ходе разведки завалов при разрушении построек и осуществлении спасательных работ. Однако необходимы дополнительные исследования, связанные с организацией передачи информации с БПЛА, управления ими на большом расстоянии, организации преодоления узких мест в горных выработках, завалов и т.д.

Ключевые слова:

ликвидация аварий, горноспасательная служба, беспилотные  летательные аппараты,  безопасность горных работ, разрушение построек, разведка аварийной зоны.

Список  литературы

1. Зенкевич С.Л., Галустян Н.К. Разработка м атематической модели и синтез алгоритма угловой стаби-лизации движения квадракоптера. Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 3. С. 27-32.

2.  Зенкевич С.Л., Галустян Н.К. Синтез и апробация алгоритма управления движением квадракоптера по траектории.  Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. № 8. С. 530-535.

3.  Лохин В.М., Манько С.В., Романов М.П.  [и др.] Интеллектуальная система управления автономным беспилотным летательным аппаратом. Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2006. С. 141-143.

4.  Белоконь С.А. [и др.] Управление параметрами полета квадракоптера при движении по заданной траектории. Автометрия. 2012. № 5. С. 32-41.

5. Рэндал У. Биард, Тимоти У. МакЛэйн. Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика. Москва: Техносфера, 2015. – 312с.

6. Lee T., Leok M., McClarmroch N. [et al] Control on complex maneuvers for a quadrotor UAV using Geometric Methods of SE(3) . Optimization and Control. 2011. 8p.

7. Конурин А.И., Денисова Е.В., Хмелинин А.П. Основные проблемы и перспективы применения  беспилотных летательных аппаратов для обследования выработанного пространства при подземной разработке месторождений. Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН. 2016. Том 1. № 3. С. 93-97.

8. Пыркин А.А. [и др.] Синтез системы управления квадрокоптером с использованием упрощенной математической модели. СПб.: Изв. вузов. Приборостроение, 2013. Том 56. № 4. С. 47-51.

9. Ким М.Л., Родачев А.С., Певзнер Л.Д., Платонов А.К. О возможности использования мобильных робототехнических летательных аппаратов при выполнении оперaтивного плана ликвидации аварии на шахтах. Уголь. 2018. № 1. С. 34-38.

10. Певзнер Л.Д., Ким М.Л., Полуэктов Д.С. Моделирование движения беспилотного летательного аппарата в условиях подземных шахтных выработок. Труды Международной конференции «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации-2018». Алушта. С. 255-257.

11. Шатов С.В., Трипутень С.М. Визначення параметрів уламків зруйнованих та пошкоджених будівель і споруд. Строительство, материаловедение , машиностроение. Дніпро: ПДАБА,  2014. Вип.  78. С. 305-311.

12. Шатов С.В., Титюк А.О., Савицький М.В., Титюк А.А. Обстеження технічного стану димових труб з використанням безпілотних літальних апаратів.

13. А.С. UA 124743 U, B64C 37/00. Пристрій для обстеження конструкцій / С.В. Шатов, В.І. Большаков., М.В. Савицький, А.О. Титюк, В.В. Лисиця, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», заявл. 09.10.2017; опубл. 25.04.2018, бюл. № 8. – 9с.

14. А.С. UA 112948 U, B64C 37/00, Квадракоптер / С.В. Шатов, В.І. Большаков, М.В. Савицький, Є.А. Бауск, А.А. Еспендаров,  Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», заявл. 18.щ5.2016; опубл. 10.01.2017, бюл. № 1. – 4с.

15. НПАОП 10.0-1.01-10 Правила безпеки у вугільних шахтах. - [Дійсн. від 22.03.2010]. – Офіційне видання. – Київ: Основа, 2010. – 430 с. (Нормативний документ Мінвуглепрому України. Стандарт).

Об авторах

Булат Анатолій Федорович, академік Національної академії наук України, доктор технічних наук, професор, директор інституту, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), Дніпро, УкраЇна, gtm.bulat@gmail.com

Бунько Тетяна Вікторівна, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник у відділі проблем розробки родовищ на великих глибинах, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. net

Шатов Сергій Васильович, доктор технічних наук, професор, професор кафедр будівельних і дорожних машин , Придніпровська державна академія будівництва і  архітектури (ПДАБА), Дніпро, Україна

Кокоулін Іван Євгенович, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник у відділі проблем розробки родовищ на великих глибинах, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. net

Ященко Ігор Олексійович, кандидат технічних наук, заступник начальника управління охорони праці, промислової безпеки, фізичного і громадянського захисту Міністерства енергетики і вугільної промисловості України, Київ, Україна

Папірник Руслан Богданович, кандидат технічних наук, доцент кафедри технології будівельного виробництва, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» (ДВНЗ ПГАСА), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.