CN112761658B - 一种硬岩巷道掘进工艺及多设备协同控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬岩巷道掘进施工工艺及多设备协同控制方法。该硬岩巷道掘进工艺包括；在巷道断面钻出施工孔；对所钻施工孔进行涨裂；对涨裂后的断面进行截割；将截割下来的碎块运出巷道；对新掘进出的巷道进行初喷；将初喷完成的巷道进行锚杆支护；对完成锚杆支护的巷道进行复喷。本发明所涉及的硬岩巷道掘进多设备协同方法，由集控中心、主控制器、无线通讯装置构成的控制系统和由钻涨掘进机子系统、皮带运输机子系统、湿喷台车子系统、锚杆台车子系统构成的总作业系统。本发明所提供的硬岩巷道掘进施工工艺及多设备协同控制方法，能够安全高效地提高硬岩巷道掘进速度，有效地解决现有硬岩巷道多种施工设备之间的协同控制问题。
Description
技术领域
本发明属于硬岩巷道掘进自动化控制技术领域，特别是涉及一种硬岩巷道掘进的多设备协同控制方法。
背景技术
我国是煤炭的开采与消费大国，但近年来随着我国煤炭易采储量不断减少，煤矿开拓巷道深度的需求急剧增加。但伴随着地层深度的增加，地质条件越发复杂，岩石硬度逐步提高，一些矿井难免要在坚硬岩石中进行巷道的掘进。与此同时，我国的公路、铁路以及隧道工程等基础设施的规模不断扩大，而这些工程中都面临硬岩巷道的掘进。而传统硬岩巷道掘进主要采用钻爆掘进，不仅安全系数低、而且巷道断面成型差，尤其容易引起次生地质灾害。更急需解决的问题是，随着硬岩巷道掘进技术的不断发展，参与掘进工作的作业设备不断增多，多设备联合作业的需求逐渐增加。而在实际施工过程中，多是通过人为方式来协调各单机设备间的协同工作，不仅协调性差，而且容易造成安全事故。因此需要一种安全高效的硬岩巷道施工工艺及多设备协同控制方法来保证硬岩巷道的掘进效率与质量。
发明内容
技术问题：本发明的目的是针对目前硬岩巷道掘进工作中存在的技术问题，提供一种安全可靠、稳定高效的硬岩巷道掘进工艺及多设备系统控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：本发明提出一种硬岩巷道掘进工艺及多设备协同控制方法，该方法包括如下步骤：
(1)控制系统向钻涨掘进机发送钻孔指令，钻涨掘进机在巷道断面上钻出所有施工孔；
(2)钻孔完成后，控制系统向钻涨掘进机发送涨裂指令，钻涨掘进机对巷道断面上的施工孔进行涨裂；
(3)涨裂完成后，控制系统向钻涨掘进机发送截割指令，钻涨掘进机对涨裂后的巷道断面进行截割；
(4)截割工作完成后，控制系统发送指令，控制皮带运输机将掘进过程中产生的土渣输送至巷道外；
(5)运输工作完成后，控制系统发送指令，控制湿喷台车对掘进出的新巷道进行初喷支护；
(6)初喷支护完成后，控制系统发送指令，控制至锚杆台车对完成初喷支护的巷道进行锚杆支护；
(7)锚杆支护完成后，控制系统发送指令，控制湿喷台车对完成锚杆支护的巷道进行复喷支护。
进一步的，步骤(1)之前还包括如下步骤：控制系统发送预启动指令，主控器通过无线通讯装置开始收集各单机设备的状态信息并传递到集控中心，集控中心获取信息后发送单机设备空载运行指令，各单机设备收到空载运行指令后启动空载运行，集控中心监测各单机设备空载运行状态并判断空载运行是否正常，若单机设备出现不正常空载运行，集控中心将启动报警系统，控制主控制器切断相应单机设备运行系统，进一步将各单机设备逐步停机；若各单机设备空载运行正常，通过集控中心对硬岩巷道的掘进参数进行设置。
进一步的，步骤(1)的方法如下：控制系统的集控中心向钻涨掘进机发送前进到指定工作位置的工作指令，钻涨掘进机接收指令后立即前进到指定位置，钻涨掘进机完成前进到指定位置指令后，集控中心向皮带运输机发送前进到指定位置的工作指令，皮带运输机接收指令后立即前进到距离钻涨掘进机一定距离的指定位置，皮带运输机完成前进到指定位置指令后，集控中心会对钻涨掘进机与皮带运输机之间的相对位置进行判断，若二者之间相对位置无法满足钻涨掘进机的运输装置可以与皮带运输机的输送装置准确对接，集控中心会向皮带运输机发送位置调整指令，并对进行位置调整后的皮带运输机的位置再次进行判断，直至皮带运输机到达指定位置，皮带运输机到达指定位置后，集控中心向皮带运输机发送工作指令，皮带运输机接收指令后，启动输送装置开始工作；
皮带运输机启动输送装置后，集控中心向钻涨掘进机发送钻孔指令，钻涨掘进机接收指令后，首先启动刮板运输装置，刮板运输装置开始运行后，钻涨掘进机控制凿岩装置对巷道断面的指定位置进行钻孔，钻涨掘进机完成钻孔指令后，集控中心会判断预定钻孔是否已钻完，若存在没有完成的预定钻孔，集控中心向钻涨掘进机继续发送钻孔指令，并对钻涨掘进机再次完成的钻孔结果进行判断直至钻涨掘进机完成预定钻孔任务。
进一步的，步骤(2)的方法如下：钻涨掘进机完成钻孔任务后，集控中心向钻涨掘进机发送涨裂指，钻涨掘进机接收指令后，控制凿岩装置回转到涨裂装置并对已完成的钻孔进行涨裂，钻涨掘进机完成涨裂指令后，集控中心判断预定钻孔是否已涨裂完，若存在没有进行涨裂的钻孔，集控中心向钻涨掘进机继续发送涨裂指令，并对钻涨掘进机再次完成的涨裂结果进行判断直至钻涨掘进机完成预定涨裂任务。
进一步的，步骤(3)的方法如下：钻涨掘进机完成涨裂任务后，集控中心向钻涨掘进机发送截割指令，钻涨掘进机接收指令后，启动截割装置进行截割作业，钻涨掘进机搭载的截割装置开始对涨裂后的巷道断面进行截割，钻涨掘进机完成截割指令后，集控中心判断预定断面是否已截割完，若存在没有进行截割的断面，集控中心向钻涨掘进机继续发送截割指令，并对钻涨掘进机再次完成的截割结果进行判断直至钻涨掘进机完成预定截割任务。
进一步的，步骤(4)的方法如下：钻涨掘进机完成截割任务后，集控中心向钻涨掘进机发送停止工作指令，钻涨掘进机接收指令后，关闭刮板运输装置，钻涨掘进机关闭刮板运输装置后，集控中心向皮带运输机发送停止工作指令，皮带运输机接收指令后，关闭输送装置，皮带运输机关闭输送装置后，向集控中心发送工作完成指令，集控中心接收到皮带运输机的工作完成指令后，向皮带运输机发送退出至指定位置指令，皮带运输机接收指令后，退出至指定位置，皮带运输机完成退出至指定位置指令后，集控中心判断皮带运输机是否退出至指定位置，若皮带运输机未退出至指定位置，集控中心向皮带运输机发送位置调整指令，并对进行位置调整后的皮带运输机的位置再次进行判断，直至皮带运输机退出至指定位置，皮带运输机退出至指定位置后，集控中心向钻涨掘进机发送退出至指定位置指令，钻涨掘进机接收指令后，退出至指定位置，钻涨掘进机完成退出至指定位置指令后，集控中心判断钻涨掘进机是否到达指定位置，若钻涨掘进机未退出至指定位置，集控中心会向钻涨掘进机发送位置调整指令，并对进行位置调整后的钻涨掘进机的位置再次进行判断，直至钻涨掘进机退出至指定位置。
进一步的，步骤(5)的方法如下：当钻涨掘进机退出至指定位置后，集控中心向湿喷台车发送前进到指定工作位置的工作指令，湿喷台车接收指令后立即前进到指定位置，湿喷台车到达指定工作位置后，集控中心向湿喷台车发送初喷指令，湿喷台车接收指令后，启动喷浆装置进行喷浆作业，湿喷台车搭载的喷浆装置开始对巷道顶板和两侧喷射混凝土，湿喷台车完成初喷指令后，集控中心判断预定初喷作业是否完成，若存在未完成的初喷作业面，集控中心会继续向湿喷台车发送初喷指令，并对湿喷台车再次完成的初喷效果进行判断直至湿喷台车完成预定初喷任务；湿喷台车完成初喷任务后，集控中心向湿喷台车发送停止工作指令，湿喷台车接收指令后，关闭喷浆作业装置，湿喷台车关闭喷浆作业装置后，向集控中心发送工作完成指令，集控中心接收到湿喷台车的工作完成指令后，向湿喷台车发送退出至指定位置指令，湿喷台车接收指令后，退出至指定位置，湿喷台车完成退出至指定位置指令后，集控中心判断湿喷台车是否退出至指定位置，若湿喷台车未退出至指定位置，集控中心向湿喷台车发送位置调整指令，并对进行位置调整后的湿喷台车的位置再次进行判断，直至湿喷台车退出至指定位置。
进一步的，步骤(6)的方法如下：当湿喷台车退出至指定位置后，集控中心首先判断锚杆台车是否已完成预定锚杆支护作业，若锚杆台车未完成预定锚杆支护作业，集控中心向锚杆台车发送前进到指定工作位置的工作指令，锚杆台车接收指令后立即前进到指定位置，锚杆台车到达指定工作位置后，集控中心向锚杆台车发送锚杆支护指令，锚杆台车接收指令后，启动锚杆支护装置进行锚杆支护作业，锚杆台车搭载的锚杆支护装置开始将自钻锚杆打入巷道顶板和两侧的预定位置，锚杆台车完成锚杆支护指令后，集控中心判断预定锚杆支护作业是否完成，若存在未完成的锚杆支护作业面，集控中心继续向锚杆台车发送锚杆支护指令，并对锚杆台车再次完成的锚杆支护效果进行判断直至锚杆台车完成预定锚杆支护任务，锚杆台车完成锚杆支护任务后，集控中心向锚杆台车发送停止工作指令，锚杆台车接收指令后，关闭锚杆支护作业装置，锚杆台车关闭锚杆支护作业装置后，向集控中心发送工作完成指令，集控中心接收到锚杆台车的工作完成指令后，向锚杆台车发送退出至指定位置指令，锚杆台车接收指令后，退出至指定位置，锚杆台车完成退出至指定位置指令后，集控中心判断锚杆台车是否退出至指定位置，若锚杆台车未退出至指定位置，集控中心会向锚杆台车发送位置调整指令，并对进行位置调整后的锚杆台车的位置再次进行判断，直至锚杆台车退出至指定位置。
进一步的，步骤(7)的方法如下：当锚杆台车退出至指定位置后，集控中心首先判断湿喷台车是否已完成预定复喷作业，若湿喷台车未完成预定复喷作业，集控中心向湿喷台车发送前进到指定工作位置的工作指令，湿喷台车接收指令后立即前进到指定位置，湿喷台车到达指定工作位置后，集控中心向湿喷台车发送复喷指令，湿喷台车接收指令后，启动喷浆装置进行喷浆作业，湿喷台车搭载的喷浆装置开始对巷道顶板和两侧喷射混凝土，湿喷台车完成复喷指令后，集控中心会判断预定复喷作业是否完成，若存在未完成的复喷作业面，集控中心继续向湿喷台车发送复喷指令，并对湿喷台车再次完成的复喷效果进行判断直至湿喷台车完成预定复喷任务，湿喷台车完成复喷任务后，集控中心向湿喷台车发送停止工作指令，湿喷台车接收指令后，关闭喷浆作业装置，湿喷台车关闭喷浆作业装置后，向集控中心发送工作完成指令，集控中心接收到湿喷台车的工作完成指令后，向湿喷台车发送退出至指定位置指令，湿喷台车接收指令后，退出至指定位置，湿喷台车完成退出至指定位置指令后，集控中心判断湿喷台车是否退出至指定位置，若湿喷台车未退出至指定位置，集控中心向湿喷台车发送位置调整指令，并对进行位置调整后的湿喷台车的位置再次进行判断，直至湿喷台车退出至指定位置，若湿喷台车已完成预定复喷作业，复喷台车向集控中心发送掘进作业完成指令，集控中心接收到湿喷台车的掘进作业完成指令后，向各单机设备发送停机指令，各单机设备接收到停机指令后，逐步进行停机。
有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益技术效果：
本发明改变传统硬岩巷道掘进采用钻爆工艺造成的安全系数低、巷道断面成型差以及容易引发生地质灾害的局面；增强了施工安全性、降低掘进过程中的烟尘浓度、提升了硬岩巷道的支护效果、进一步提高了硬岩巷道掘进的效率；改变传统的通过人为方式进行设备联动的状况，利用无线通讯装置实现钻涨、掘进、运输、支护等多个单机设备之间协同工作的联动控制，并对硬岩巷道整体施工过程进行实时监控，降低了安全事故的发生、减轻了施工操作人员劳动强度，提高了硬岩巷道掘进施工设备运行的自动化水平、进一步提升了硬岩巷道掘进的施工效率。
附图说明
图1是本发明的硬岩巷道掘进施工工艺流程图；
图2是本发明的硬岩巷道掘进施工设备组成图；
图3是本发明的硬岩巷道掘进施工多设备协同控制系统预启动流程图；
图4是本发明的硬岩巷道掘进施工多设备协同控制系统中掘进作业与运输作业系统流程图；
图5是本发明的硬岩巷道掘进施工多设备协同控制系统中喷浆支护与锚杆支护作业系统流程图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示，硬岩巷道掘进工艺及多设备协同控制方法，采用如下施工工艺：
1)、钻涨掘进机在巷道断面上钻出所有施工孔；
2)、钻涨掘进机对巷道断面上的施工孔进行涨裂；
3)、钻涨掘进机对涨裂后的巷道断面进行截割；
4)、皮带运输机将掘进过程中产生的土渣输送至巷道外；
5)、湿喷台车对掘进出的新巷道进行初喷支护；
6)、锚杆台车对完成初喷支护的巷道进行锚杆支护；
7)、湿喷台车对完成锚杆支护的巷道进行复喷支护。
如图2所示，所述硬岩巷道掘进工艺及多设备协同控制方法，由集控中心、主控制器、无线通讯装置构成的控制系统以及由钻涨掘进机子系统、皮带运输机子系统、湿喷台车子系统、锚杆台车子系统构成的总作业系统。在控制系统中，集控中心可以通过主控制器和无线通讯装置来获取和显示总作业系统中各个子系统的运行位置、工作状态等信息并向其发送对应的工作指令。
在总作业系统中，钻涨掘进机子系统包含凿岩装置、涨裂装置、截割装置、刮板运输装置，皮带运输机子系统包含输送装置，湿喷台车子系统包含喷浆装置，锚杆台车子系统包含锚杆自支护装置。而且总作业系统中，各个子系统包含定位装置来对单机设备的实时位置进行定位，包含行走装置来对单机设备进行驱动，包含信号收发装置来将单机设备的运行位置、工作状态等信息发送给控制系统中的无线通讯装置，并接收来自无线通讯装置的工作指令。
工作流程：如图3所示，所述硬岩巷道掘进工艺及多设备协同控制方法具体工作流程如下：
操控员操控集控中心发送预启动指令，主控器通过无线通讯装置开始收集各单机设备的状态信息并传递到集控中心。集控中心获取信息后发送单机设备空载运行指令，各单机设备收到空载运行指令后启动空载运行，集控中心监测各单机设备空载运行状态并判断空载运行是否正常。若单机设备出现不正常空载运行，集控中心将启动报警系统，并控制主控制器切断相应单机设备运行系统，进一步将各单机设备逐步停机。若各单机设备空载运行正常，操控员通过集控中心对硬岩巷道的掘进参数进行设置，设置完毕后，操控员通过集控中心发送启动运行指令，总作业系统中的掘进作业系统首先开始工作。
当总作业系统执行掘进作业时，集控中心向钻涨掘进机发送前进到指定工作位置的工作指令，钻涨掘进机接收指令后立即前进到指定位置。钻涨掘进机完成前进到指定位置指令后，集控中心向皮带运输机发送前进到指定位置的工作指令，皮带运输机接收指令后立即前进到距离钻涨掘进机一定距离的指定位置。皮带运输机完成前进到指定位置指令后，集控中心会对钻涨掘进机与皮带运输机之间的相对位置进行判断，若二者之间相对位置无法满足钻涨掘进机的运输装置可以与皮带运输机的输送装置准确对接，集控中心会向皮带运输机发送位置调整指令，并对进行位置调整后的皮带运输机的位置再次进行判断，直至皮带运输机到达指定位置。皮带运输机到达指定位置后，集控中心向皮带运输机发送工作指令，皮带运输机接收指令后，启动输送装置开始工作。
皮带运输机启动输送装置后，集控中心向钻涨掘进机发送钻孔指令，钻涨掘进机接收指令后，首先启动刮板运输装置，刮板运输装置开始运行后，钻涨掘进机控制凿岩装置对巷道断面的指定位置进行钻孔。钻涨掘进机完成钻孔指令后，集控中心会判断预定钻孔是否已钻完。若存在没有完成的预定钻孔，集控中心会向钻涨掘进机继续发送钻孔指令，并对钻涨掘进机再次完成的钻孔结果进行判断直至钻涨掘进机完成预定钻孔任务。
钻涨掘进机完成钻孔任务后，集控中心会向钻涨掘进机发送涨裂指令。钻涨掘进机接收指令后，控制凿岩装置回转到涨裂装置并对已完成的钻孔进行涨裂。钻涨掘进机完成涨裂指令后，集控中心会判断预定钻孔是否已涨裂完。若存在没有进行涨裂的钻孔，集控中心会向钻涨掘进机继续发送涨裂指令，并对钻涨掘进机再次完成的涨裂结果进行判断直至钻涨掘进机完成预定涨裂任务。
钻涨掘进机完成涨裂任务后，集控中心会向钻涨掘进机发送截割指令。钻涨掘进机接收指令后，启动截割装置进行截割作业，钻涨掘进机搭载的截割装置开始对涨裂后的巷道断面进行截割。钻涨掘进机完成截割指令后，集控中心会判断预定断面是否已截割完。若存在没有进行截割的断面，集控中心会向钻涨掘进机继续发送截割指令，并对钻涨掘进机再次完成的截割结果进行判断直至钻涨掘进机完成预定截割任务。
钻涨掘进机完成截割任务后，集控中心会向钻涨掘进机发送停止工作指令，钻涨掘进机接收指令后，关闭刮板运输装置。钻涨掘进机关闭刮板运输装置后，集控中心向皮带运输机发送停止工作指令，皮带运输机接收指令后，关闭输送装置。皮带运输机关闭输送装置后，向集控中心发送工作完成指令。集控中心接收到皮带运输机的工作完成指令后，向皮带运输机发送退出至指定位置指令。皮带运输机接收指令后，退出至指定位置。皮带运输机完成退出至指定位置指令后，集控中心判断皮带运输机是否退出至指定位置。若皮带运输机未退出至指定位置，集控中心会向皮带运输机发送位置调整指令，并对进行位置调整后的皮带运输机的位置再次进行判断，直至皮带运输机退出至指定位置。皮带运输机退出至指定位置后，集控中心会向钻涨掘进机发送退出至指定位置指令。钻涨掘进机接收指令后，退出至指定位置。钻涨掘进机完成退出至指定位置指令后，集控中心判断钻涨掘进机是否到达指定位置。若钻涨掘进机未退出至指定位置，集控中心会向钻涨掘进机发送位置调整指令，并对进行位置调整后的钻涨掘进机的位置再次进行判断，直至钻涨掘进机退出至指定位置。
当钻涨掘进机退出至指定位置后，总作业系统开始执行初喷作业，集控中心向湿喷台车发送前进到指定工作位置的工作指令，湿喷台车接收指令后立即前进到指定位置。湿喷台车到达指定工作位置后，集控中心向湿喷台车发送初喷指令。湿喷台车接收指令后，启动喷浆装置进行喷浆作业，湿喷台车搭载的喷浆装置开始对巷道顶板和两侧喷射混凝土。湿喷台车完成初喷指令后，集控中心会判断预定初喷作业是否完成。若存在未完成的初喷作业面，集控中心会继续向湿喷台车发送初喷指令，并对湿喷台车再次完成的初喷效果进行判断直至湿喷台车完成预定初喷任务。湿喷台车完成初喷任务后，集控中心会向湿喷台车发送停止工作指令，湿喷台车接收指令后，关闭喷浆作业装置。湿喷台车关闭喷浆作业装置后，向集控中心发送工作完成指令。集控中心接收到湿喷台车的工作完成指令后，向湿喷台车发送退出至指定位置指令。湿喷台车接收指令后，退出至指定位置。湿喷台车完成退出至指定位置指令后，集控中心判断湿喷台车是否退出至指定位置。若湿喷台车未退出至指定位置，集控中心会向湿喷台车发送位置调整指令，并对进行位置调整后的湿喷台车的位置再次进行判断，直至湿喷台车退出至指定位置。
当湿喷台车退出至指定位置后，集控中心首先判断锚杆台车是否已完成预定锚杆支护作业。若锚杆台车未完成预定锚杆支护作业，总作业系统开始执行锚杆支护作业，集控中心向锚杆台车发送前进到指定工作位置的工作指令，锚杆台车接收指令后立即前进到指定位置。锚杆台车到达指定工作位置后，集控中心向锚杆台车发送锚杆支护指令。锚杆台车接收指令后，启动锚杆支护装置进行锚杆支护作业，锚杆台车搭载的锚杆支护装置开始将锚杆打入巷道顶板和两侧的预定位置。锚杆台车完成锚杆支护指令后，集控中心会判断预定锚杆支护作业是否完成。若存在未完成的锚杆支护作业面，集控中心会继续向锚杆台车发送锚杆支护指令，并对锚杆台车再次完成的锚杆支护效果进行判断直至锚杆台车完成预定锚杆支护任务。锚杆台车完成锚杆支护任务后，集控中心会向锚杆台车发送停止工作指令，锚杆台车接收指令后，关闭锚杆支护作业装置。锚杆台车关闭锚杆支护作业装置后，向集控中心发送工作完成指令。集控中心接收到锚杆台车的工作完成指令后，向锚杆台车发送退出至指定位置指令。锚杆台车接收指令后，退出至指定位置。锚杆台车完成退出至指定位置指令后，集控中心判断锚杆台车是否退出至指定位置。若锚杆台车未退出至指定位置，集控中心会向锚杆台车发送位置调整指令，并对进行位置调整后的锚杆台车的位置再次进行判断，直至锚杆台车退出至指定位置。若锚杆台车已完成预定锚杆支护作业，集控中心将进一步判断湿喷台车是否完成预定复喷工作。
当锚杆台车退出至指定位置后，集控中心首先判断湿喷台车是否已完成预定复喷作业。若湿喷台车未完成预定复喷作业，总作业系统开始执行复喷作业，集控中心向湿喷台车发送前进到指定工作位置的工作指令，湿喷台车接收指令后立即前进到指定位置。湿喷台车到达指定工作位置后，集控中心向湿喷台车发送复喷指令。湿喷台车接收指令后，启动喷浆装置进行喷浆作业，湿喷台车搭载的喷浆装置开始对巷道顶板和两侧喷射混凝土。湿喷台车完成复喷指令后，集控中心会判断预定复喷作业是否完成。若存在未完成的复喷作业面，集控中心会继续向湿喷台车发送复喷指令，并对湿喷台车再次完成的复喷效果进行判断直至湿喷台车完成预定复喷任务。湿喷台车完成复喷任务后，集控中心会向湿喷台车发送停止工作指令，湿喷台车接收指令后，关闭喷浆作业装置。湿喷台车关闭喷浆作业装置后，向集控中心发送工作完成指令。集控中心接收到湿喷台车的工作完成指令后，向湿喷台车发送退出至指定位置指令。湿喷台车接收指令后，退出至指定位置。湿喷台车完成退出至指定位置指令后，集控中心判断湿喷台车是否退出至指定位置。若湿喷台车未退出至指定位置，集控中心会向湿喷台车发送位置调整指令，并对进行位置调整后的湿喷台车的位置再次进行判断，直至湿喷台车退出至指定位置。若湿喷台车已完成预定复喷作业，复喷台车向集控中心发送掘进作业完成指令。集控中心接收到湿喷台车的掘进作业完成指令后，向各单机设备发送停机指令，各单机设备接收到停机指令后，逐步进行停机。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种硬岩巷道掘进工艺及多设备协同控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)控制系统向钻涨掘进机发送钻孔指令，钻涨掘进机在巷道断面上钻出所有施工孔；步骤(1)的方法如下：控制系统的集控中心向钻涨掘进机发送前进到指定工作位置的工作指令，钻涨掘进机接收指令后立即前进到指定位置，钻涨掘进机完成前进到指定位置指令后，集控中心向皮带运输机发送前进到指定位置的工作指令，皮带运输机接收指令后立即前进到距离钻涨掘进机一定距离的指定位置，皮带运输机完成前进到指定位置指令后，集控中心会对钻涨掘进机与皮带运输机之间的相对位置进行判断，若二者之间相对位置无法满足钻涨掘进机的运输装置可以与皮带运输机的输送装置准确对接，集控中心会向皮带运输机发送位置调整指令，并对进行位置调整后的皮带运输机的位置再次进行判断，直至皮带运输机到达指定位置，皮带运输机到达指定位置后，集控中心向皮带运输机发送工作指令，皮带运输机接收指令后，启动输送装置开始工作；
皮带运输机启动输送装置后，集控中心向钻涨掘进机发送钻孔指令，钻涨掘进机接收指令后，首先启动刮板运输装置，刮板运输装置开始运行后，钻涨掘进机控制凿岩装置对巷道断面的指定位置进行钻孔，钻涨掘进机完成钻孔指令后，集控中心会判断预定钻孔是否已钻完，若存在没有完成的预定钻孔，集控中心向钻涨掘进机继续发送钻孔指令，并对钻涨掘进机再次完成的钻孔结果进行判断直至钻涨掘进机完成预定钻孔任务；
(2)钻孔完成后，控制系统向钻涨掘进机发送涨裂指令，钻涨掘进机对巷道断面上的施工孔进行涨裂；
(3)涨裂完成后，控制系统向钻涨掘进机发送截割指令，钻涨掘进机对涨裂后的巷道断面进行截割；
(4)截割工作完成后，控制系统发送指令，控制皮带运输机将掘进过程中产生的土渣输送至巷道外；
(5)运输工作完成后，控制系统发送指令，控制湿喷台车对掘进出的新巷道进行初喷支护；
(6)初喷支护完成后，控制系统发送指令，控制锚杆台车对完成初喷支护的巷道进行锚杆支护；
(7)锚杆支护完成后，控制系统发送指令，控制湿喷台车对完成锚杆支护的巷道进行复喷支护；
步骤(1)之前还包括如下步骤：控制系统发送预启动指令，主控器通过无线通讯装置开始收集各单机设备的状态信息并传递到集控中心，集控中心获取信息后发送单机设备空载运行指令，各单机设备收到空载运行指令后启动空载运行，集控中心监测各单机设备空载运行状态并判断空载运行是否正常，若单机设备出现不正常空载运行，集控中心将启动报警系统，控制主控制器切断相应单机设备运行系统，进一步将各单机设备逐步停机；若各单机设备空载运行正常，通过集控中心对硬岩巷道的掘进参数进行设置；
步骤(2)的方法如下：钻涨掘进机完成钻孔任务后，集控中心向钻涨掘进机发送涨裂指令，钻涨掘进机接收指令后，控制凿岩装置回转到涨裂装置并对已完成的钻孔进行涨裂，钻涨掘进机完成涨裂指令后，集控中心判断预定钻孔是否已涨裂完，若存在没有进行涨裂的钻孔，集控中心向钻涨掘进机继续发送涨裂指令，并对钻涨掘进机再次完成的涨裂结果进行判断直至钻涨掘进机完成预定涨裂任务；
步骤(3)的方法如下：钻涨掘进机完成涨裂任务后，集控中心向钻涨掘进机发送截割指令，钻涨掘进机接收指令后，启动截割装置进行截割作业，钻涨掘进机搭载的截割装置开始对涨裂后的巷道断面进行截割，钻涨掘进机完成截割指令后，集控中心判断预定断面是否已截割完，若存在没有进行截割的断面，集控中心向钻涨掘进机继续发送截割指令，并对钻涨掘进机再次完成的截割结果进行判断直至钻涨掘进机完成预定截割任务。
2.根据权利要求1所述的一种硬岩巷道掘进工艺及多设备协同控制方法，其特征在于，步骤(4)的方法如下：钻涨掘进机完成截割任务后，集控中心向钻涨掘进机发送停止工作指令，钻涨掘进机接收指令后，关闭刮板运输装置，钻涨掘进机关闭刮板运输装置后，集控中心向皮带运输机发送停止工作指令，皮带运输机接收指令后，关闭输送装置，皮带运输机关闭输送装置后，向集控中心发送工作完成指令，集控中心接收到皮带运输机的工作完成指令后，向皮带运输机发送退出至指定位置指令，皮带运输机接收指令后，退出至指定位置，皮带运输机完成退出至指定位置指令后，集控中心判断皮带运输机是否退出至指定位置，若皮带运输机未退出至指定位置，集控中心向皮带运输机发送位置调整指令，并对进行位置调整后的皮带运输机的位置再次进行判断，直至皮带运输机退出至指定位置，皮带运输机退出至指定位置后，集控中心向钻涨掘进机发送退出至指定位置指令，钻涨掘进机接收指令后，退出至指定位置，钻涨掘进机完成退出至指定位置指令后，集控中心判断钻涨掘进机是否到达指定位置，若钻涨掘进机未退出至指定位置，集控中心会向钻涨掘进机发送位置调整指令，并对进行位置调整后的钻涨掘进机的位置再次进行判断，直至钻涨掘进机退出至指定位置。
3.根据权利要求1所述的一种硬岩巷道掘进工艺及多设备协同控制方法，其特征在于，步骤(5)的方法如下：当钻涨掘进机退出至指定位置后，集控中心向湿喷台车发送前进到指定工作位置的工作指令，湿喷台车接收指令后立即前进到指定位置，湿喷台车到达指定工作位置后，集控中心向湿喷台车发送初喷指令，湿喷台车接收指令后，启动喷浆装置进行喷浆作业，湿喷台车搭载的喷浆装置开始对巷道顶板和两侧喷射混凝土，湿喷台车完成初喷指令后，集控中心判断预定初喷作业是否完成，若存在未完成的初喷作业面，集控中心会继续向湿喷台车发送初喷指令，并对湿喷台车再次完成的初喷效果进行判断直至湿喷台车完成预定初喷任务；湿喷台车完成初喷任务后，集控中心向湿喷台车发送停止工作指令，湿喷台车接收指令后，关闭喷浆作业装置，湿喷台车关闭喷浆作业装置后，向集控中心发送工作完成指令，集控中心接收到湿喷台车的工作完成指令后，向湿喷台车发送退出至指定位置指令，湿喷台车接收指令后，退出至指定位置，湿喷台车完成退出至指定位置指令后，集控中心判断湿喷台车是否退出至指定位置，若湿喷台车未退出至指定位置，集控中心向湿喷台车发送位置调整指令，并对进行位置调整后的湿喷台车的位置再次进行判断，直至湿喷台车退出至指定位置。
4.根据权利要求1所述的一种硬岩巷道掘进工艺及多设备协同控制方法，其特征在于，步骤(6)的方法如下：当湿喷台车退出至指定位置后，集控中心首先判断锚杆台车是否已完成预定锚杆支护作业，若锚杆台车未完成预定锚杆支护作业，集控中心向锚杆台车发送前进到指定工作位置的工作指令，锚杆台车接收指令后立即前进到指定位置，锚杆台车到达指定工作位置后，集控中心向锚杆台车发送锚杆支护指令，锚杆台车接收指令后，启动锚杆支护装置进行锚杆支护作业，锚杆台车搭载的锚杆支护装置开始将自钻锚杆打入巷道顶板和两侧的预定位置，锚杆台车完成锚杆支护指令后，集控中心判断预定锚杆支护作业是否完成，若存在未完成的锚杆支护作业面，集控中心继续向锚杆台车发送锚杆支护指令，并对锚杆台车再次完成的锚杆支护效果进行判断直至锚杆台车完成预定锚杆支护任务，锚杆台车完成锚杆支护任务后，集控中心向锚杆台车发送停止工作指令，锚杆台车接收指令后，关闭锚杆支护作业装置，锚杆台车关闭锚杆支护作业装置后，向集控中心发送工作完成指令，集控中心接收到锚杆台车的工作完成指令后，向锚杆台车发送退出至指定位置指令，锚杆台车接收指令后，退出至指定位置，锚杆台车完成退出至指定位置指令后，集控中心判断锚杆台车是否退出至指定位置，若锚杆台车未退出至指定位置，集控中心会向锚杆台车发送位置调整指令，并对进行位置调整后的锚杆台车的位置再次进行判断，直至锚杆台车退出至指定位置。
5.根据权利要求1所述的一种硬岩巷道掘进工艺及多设备协同控制方法，其特征在于，步骤(7)的方法如下：当锚杆台车退出至指定位置后，集控中心首先判断湿喷台车是否已完成预定复喷作业，若湿喷台车未完成预定复喷作业，集控中心向湿喷台车发送前进到指定工作位置的工作指令，湿喷台车接收指令后立即前进到指定位置，湿喷台车到达指定工作位置后，集控中心向湿喷台车发送复喷指令，湿喷台车接收指令后，启动喷浆装置进行喷浆作业，湿喷台车搭载的喷浆装置开始对巷道顶板和两侧喷射混凝土，湿喷台车完成复喷指令后，集控中心会判断预定复喷作业是否完成，若存在未完成的复喷作业面，集控中心继续向湿喷台车发送复喷指令，并对湿喷台车再次完成的复喷效果进行判断直至湿喷台车完成预定复喷任务，湿喷台车完成复喷任务后，集控中心向湿喷台车发送停止工作指令，湿喷台车接收指令后，关闭喷浆作业装置，湿喷台车关闭喷浆作业装置后，向集控中心发送工作完成指令，集控中心接收到湿喷台车的工作完成指令后，向湿喷台车发送退出至指定位置指令，湿喷台车接收指令后，退出至指定位置，湿喷台车完成退出至指定位置指令后，集控中心判断湿喷台车是否退出至指定位置，若湿喷台车未退出至指定位置，集控中心向湿喷台车发送位置调整指令，并对进行位置调整后的湿喷台车的位置再次进行判断，直至湿喷台车退出至指定位置，若湿喷台车已完成预定复喷作业，复喷台车向集控中心发送掘进作业完成指令，集控中心接收到湿喷台车的掘进作业完成指令后，向各单机设备发送停机指令，各单机设备接收到停机指令后，逐步进行停机。
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