На сегодняшний день роль подземной добычи полезных ископаемых, несмотря на развитие открытого способа разработки месторождений, во всем мире остается значительной. Инновационность технологий, механизация горных работ, общее повышение эффективности, а также необходимость рекультивации затронутых при открытых изысканиях территорий позволяют подземной разработке залежей природного сырья развиваться в позитивном направлении.

При подземной разработке месторождений основное внимание прежде всего уделяется безопасности ведения работ. Поэтому еще на этапе проектирования тяжелой техники и оборудования для шахтной добычи сырья, залегающего пластами, в обязательном порядке используются новейшие технологии, благодаря которым исключается риск травматизма операторов во время бурения в твердой породе.

Основанная 91 год назад компания Joy Mining Machinery — крупнейший производитель высокоэффективных решений для подземной разработки месторождений — на протяжении многих лет остается лидером в своей области во многом благодаря разработке действительно надежных инновационных проектов. В России компания занимается поставкой тяжелой горнопроходческой техники с 1993 года. Бурно развивающаяся угледобывающая промышленность Кузбасса требовала внедрения в рабочие процессы высокопроизводительной техники. Все оборудование Joy Mining Machinery разрабатывается с учетом применения в тяжелых условиях эксплуатации, поэтому оно должно отвечать самым строгим правилам техники безопасности. Каждая машина имеет огромные размеры, вес — от двадцати до нескольких сотен тонн, и сложную конструкцию — около 40 тысяч деталей. Еще до начала производства специалисты компании должны быть абсолютно уверены, что проекты как новых, так и модернизируемых машин соответствуют повышенным требованиям.

«Сталь — очень дорогой материал, — поясняет Крис Флинн, руководитель отдела систем проектирования компании Joy Mining Machinery. — Мы не приступаем к производству стальных деталей, пока заказчик и другие заинтересованные стороны полностью не утвердят проект».

Во многом благодаря такому подходу и привлечению новейших технологий на всех этапах проектирования один из последних проектов компании, реализованный с помощью программного решения Autodesk Inventor, получился особенно интересным. Специалистами Joy Mining Machinery была создана машина Joy 14ED, сочетающая в себе функции проходки шахт и крепления анкерной крепью. Главная особенность данного оборудования заключается в том, что при его применении исчезает потребность в работе двух отдельных машин в ограниченном пространстве шахты, что обеспечивает рост производительности без ущерба для безопасности.

При разработке конструкции Joy 14ED специалисты проектного отдела компании столкнулись с рядом проблем. Большинство машин Joy Mining Machinery управляется одним оператором, в то время как 14 ED — тремя. Инженерам-конструкторам пришлось немало поэкспериментировать, чтобы при такой повышенной функциональности обеспечить безопасное пространство для операторов. Использовать типовое оснащение было невозможно ввиду недостатка места в машине, поэтому на стадии эскизного проекта инженеры тестировали самые разные формы и варианты размещения. При поиске наиболее эффективного способа трассировки гидравлических шлангов они применяли современные программные решения и дополнения, такие как Inventor Tube and Pipe Routed Systems.

«Шланги могут занять много рабочего пространства, а скрученные вместе они становятся тяжелыми, как трубы, и неудобными в применении, — говорит г-н Флинн. — Моделируя шланги виртуально, мы можем свободно экспериментировать в поисках оптимального размещения. Это помогает устранить все недочеты еще на этапе проектирования, не доводя их до производства».

Любой процесс проектирования в Joy Mining Machinery неизменно начинается с получения от заказчика технических требований к новым и модернизируемым машинам. После чего на основе технических требований с помощью современных программных решений создаются цифровые прототипы. Возможность просмотра большого количества различных вариантов в цифровом формате делает все поступающие идеи более экономичными и лучше проработанными. А встроенные в Autodesk Inventor средства визуализации, инженерных расчетов и анализа позволяют сотрудникам Joy Mining Machinery также проверять все проектные решения, в том числе и для Joy 14ED, на эргономичность и безопасность. Таким способом, например, можно удостовериться, достаточно ли места в машине, не проникает ли внутрь пыль, а также провести анализ напряжений и динамический анализ проектов, выявляя коллизии и другие ошибки еще до начала производства.

«С помощью цифровых прототипов мы можем эффективнее взаимодействовать с заказчиками еще на ранних этапах разработки, — подчеркивает г-н Флинн. — Самое главное, что мы можем учесть любые пожелания заказчика и предлагаемые им изменения, еще не начав резать металл. Это значительно сокращает расходы и приближает момент передачи изделия в производство».

В Joy Mining Machinery технологию цифровых прототипов активно используют не только для исследования и проверки проектных идей в 3D-формате, но и для организации совместной работы проектных групп, находящихся в разных странах мира. Чтобы достичь максимальной эффективности и производительности, необходимо было внедрение более современных программных решений. Компания обновила Autodesk Inventor до последней версии, заменив использовавшуюся ранее систему управления данными Autodesk Vault Collaboration. Благодаря новым программным комплексам у сотрудников компании появилось более рентабельное решение для разработки специализированного оборудования. А за счет гибких возможностей внедрения инноваций значительно ускорился процесс реагирования на меняющиеся бизнес-требования партнеров.

Многие специалисты прогнозируют возрастание объемов подземной добычи полезных ископаемых, аргументируя это появившейся возможностью оперативно решать с помощью современных технологий многие проблемы, ранее тормозившие полное и комплексное использование минерально-сырьевой базы. Кроме того, значительная роль в данном процессе отводится и совершенствованию способов механизации, в том числе непосредственному внедрению в горное дело дистанционного управления добычными машинами и робототехникой. Поэтому именно инвестиции в технологии и инновационность внедряемых программных решений позволяют таким мировым лидерам в своей отрасли, как Joy Mining Machinery, уверенно сохранять свои позиции.

По материалам компании Autodesk.
Фото: Мэри Энн Круз, Джеми Экмайер
(Mary Ann Cruz, Jamie Eckmier)