CN116379900A - 基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法 - Google Patents
基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116379900A CN116379900A CN202310388912.XA CN202310388912A CN116379900A CN 116379900 A CN116379900 A CN 116379900A CN 202310388912 A CN202310388912 A CN 202310388912A CN 116379900 A CN116379900 A CN 116379900A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- detection probe
- punching
- electric field
- detection
- electromagnetic force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 223
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 161
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims abstract description 107
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 78
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 66
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 7
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 4
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/002—Constructional details of contacts for gauges actuating one or more contacts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
- G01B7/008—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法，所述控制方法包括以下步骤：控制组件在打孔作业范围内根据打孔作业范围的大小和位置来建立触发电场，在检测探头上设置与触发电场相适用的电荷组件；将检测探头放置在触发电场内，以检测探头为坐标原点、以探测电磁力大小为纵坐标、以检测探头与矿产资源的估算位置相对偏离距离为横坐标建立极坐标系，在极坐标系中标记出探测电磁力的方向和具体大小；根据探测电磁力的方向和具体大小来确定检测探头朝向打孔位置的移动方向和移动行程，检测探头开始朝向打孔位置移动；在检测探头的移动路径上设置打孔参考区域，当检测探头沿移动路径进入打孔参考区域时即可进行打孔操作。
Description
技术领域：
本发明涉及基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法。
背景技术：
矿山机械行业是为固体原料、材料和燃料的开采和加工提供装备的重要基础行业之一，服务于黑色和有色冶金、煤炭、建材、化工、核工业等重要基础工业部门，其产品在交通、铁道、建筑、水利水电等基础部门的基本建设中也有大量应用；矿山机械是直接用于矿物开采和富选等作业的机械，包括采矿机械和探矿机械。
在众多类型的矿山机械中，矿山钻孔设备是应用较为广泛的探矿机械，能够深入到地下的矿区来探测具体的矿产产量和矿产类型；为了获取精准的相关矿产数据，需要在特定的位置进行打孔探测，因此，打孔位置的确定是矿山探测中一项重要的进程环节。
现有的打孔位置的确定大多是由工作人员根据矿山的具体地形和周围环境来确定的，参照过往的工作经验，估算出相对应的打孔作业范围，由于缺乏必要的坐标数据来支撑，打孔位置会在一定程度上存在着偏差，使探测得到的信息数据不能客观准确的反馈出该矿区对应的矿产具体类型和具体数量。
发明内容：
本发明实施例提供了基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法，方法设计合理，在打孔作业范围内设置相应的触发电场，检测探头上的电荷在触发电场的作用下会进行偏移汇集，以形成特定的探测电磁力，与矿产资源进行呼应，一般情况下，检测探头与矿产资源之间的距离越近，探测电磁力越大，在矿产资源影响下，能够根据探测电磁力的大小和方向在既定的打孔作业范围内确定出最适宜的打孔探测位置，既能够精准快速的确定打孔探测位置的坐标数据，又能够在实时打孔探测过程中对检测探头的探测方向和探测行程进行修正，保证探测结果的精准度，从而形成动态闭环控制，进行实时探测修正，满足钻孔设备的实际使用需求，实现检测探头的位置检测和路径修正的同步进行，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
S1，控制组件在打孔作业范围内根据打孔作业范围的大小和位置来建立触发电场，在检测探头上设置与触发电场相适用的电荷组件，所述电荷组件和触发电场相配合，结合矿产资源的估算位置，以使检测探头产生特定方向和特定大小的探测电磁力；
S2，将检测探头放置在触发电场内，以检测探头为坐标原点、以探测电磁力大小为纵坐标、以检测探头与矿产资源的估算位置相对偏离距离为横坐标建立极坐标系，在极坐标系中标记出探测电磁力的方向和具体大小；
S3，根据探测电磁力的方向和具体大小来确定检测探头朝向打孔位置的移动方向和移动行程，检测探头开始朝向打孔位置移动，在移动过程中，时钟组件向检测探头实时传输时钟脉冲信号，在检测探头移动过程中对探测电磁力进行实时检测和标记，以对检测探头的移动方向和移动行程进行实时修正；
S4，在检测探头的移动路径上设置打孔参考区域，当检测探头沿移动路径进入打孔参考区域时即可进行打孔操作。
控制组件在打孔作业范围内根据打孔作业范围的大小和位置来建立触发电场，在检测探头上设置与触发电场相适用的电荷组件，所述电荷组件和触发电场相配合，结合矿产资源的估算位置，以使检测探头产生特定方向和特定大小的探测电磁力包括以下步骤：
S1.1，确定打孔作业范围的面积大小，设定触发电场的电场强度；
S1.2，在打孔作业范围内采用隶属度函数设定矿产资源的估算位置；
S1.3，将矿产资源的估算位置、触发电场的电场强度、电荷组件的电荷量输入运算公式来确定探测电磁力的大小
F＝D*(x，y)e/KeQ2qL
其中，F为探测电磁力，D为触发电场的电场强度，(x，y)为矿产资源的估算位置的坐标参量，q为矿产资源的电荷量，L为检测探头和矿产资源估算位置之间的距离参数，Q为电荷组件的电荷量，Ke为库仑常数；
S1.4，在触发电场内对检测探头进行受力分析，确定合力的方向为探测电磁力的方向。
在打孔作业范围内采用隶属度函数设定矿产资源的估算位置包括以下步骤：
S1.2.1，设定隶属度函数为：
具体的，x为检测探头与矿产资源的估算距离；a,b,c为检测探头和矿产资源之间的参考标准距离；μ0为相关性参数，表示该矿产资源估算位置的精准度和可靠性，取值范围为[0,1]；
S1.2.2，将矿产资源的估算位置输入到隶属度函数进行运算和校验。
根据探测电磁力的方向和具体大小来确定检测探头朝向打孔位置的移动方向和移动行程，检测探头开始朝向打孔位置移动，在移动过程中，时钟组件向检测探头实时传输时钟脉冲信号，在检测探头移动过程中对探测电磁力进行实时检测和标记，以对检测探头的移动方向和移动行程进行实时修正包括以下步骤：
S3.1，检测探头开始移动，时钟组件向检测探头传输时钟脉冲信号，以在检测探头的每次移动都能校正检测探头的位置坐标和移动方向；
S3.2，将移动方向与探测电磁力方向进行实时比对；
S3.3，根据移动方向与探测电磁力方向之间的对比偏差来设定具体移动行程，以得到检测探头最优移动路径。
在检测探头的移动路径上设置打孔参考区域，当检测探头沿移动路径进入打孔参考区域时即可进行打孔操作包括以下步骤：
S4.1，在触发电场内均匀分布至少5个标记点，根据在其中任选3个标记点来构成三角形电场区域，从而在三角形电场区域的中心位置设置多个打孔参考区域；
S4.2，根据检测探头的移动方向，在最近的打孔参考区域内设置光栅；
S4.3，检测探头碰触到光栅形成的光幕时向控制组件反馈截止信号，检测探头停止移动，在打孔参考区域内进行打孔操作。
所述打孔参考区域的边界采用圆角过渡，以在检测探头靠近时灵敏捕捉到检测探头的信号。
本发明采用上述结构，通过控制组件在打孔作业范围内根据打孔作业范围的大小和位置来建立触发电场，在检测探头上设置与触发电场相适用的电荷组件，提供触发条件；通过建立极坐标系来标记出探测电磁力的方向和具体大小；通过探测电磁力的方向和具体大小来确定检测探头朝向打孔位置的移动方向和移动行程；通过在检测探头的移动路径上设置打孔参考区域，当检测探头沿移动路径进入打孔参考区域时即可进行打孔操作，具有精准可靠、操作简便的优点。
附图说明：
图1为本发明的流程示意图。
图2为本发明的触发电场的结构示意图。
图3为本发明的打孔参考区域和触发电场的结构示意图。
图4为本发明的检测探头探测电磁力和移动方向的结构示意图。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1-4中所示，基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
S1，控制组件在打孔作业范围内根据打孔作业范围的大小和位置来建立触发电场，在检测探头上设置与触发电场相适用的电荷组件，所述电荷组件和触发电场相配合，结合矿产资源的估算位置，以使检测探头产生特定方向和特定大小的探测电磁力；
S2，将检测探头放置在触发电场内，以检测探头为坐标原点、以探测电磁力大小为纵坐标、以检测探头与矿产资源的估算位置相对偏离距离为横坐标建立极坐标系，在极坐标系中标记出探测电磁力的方向和具体大小；
S3，根据探测电磁力的方向和具体大小来确定检测探头朝向打孔位置的移动方向和移动行程，检测探头开始朝向打孔位置移动，在移动过程中，时钟组件向检测探头实时传输时钟脉冲信号，在检测探头移动过程中对探测电磁力进行实时检测和标记，以对检测探头的移动方向和移动行程进行实时修正；
S4，在检测探头的移动路径上设置打孔参考区域，当检测探头沿移动路径进入打孔参考区域时即可进行打孔操作。
控制组件在打孔作业范围内根据打孔作业范围的大小和位置来建立触发电场，在检测探头上设置与触发电场相适用的电荷组件，所述电荷组件和触发电场相配合，结合矿产资源的估算位置，以使检测探头产生特定方向和特定大小的探测电磁力包括以下步骤：
S1.1，确定打孔作业范围的面积大小，设定触发电场的电场强度；
S1.2，在打孔作业范围内采用隶属度函数设定矿产资源的估算位置；
S1.3，将矿产资源的估算位置、触发电场的电场强度、电荷组件的电荷量输入运算公式来确定探测电磁力的大小
F＝D*(x，y)e/KeQ2qL
其中，F为探测电磁力，D为触发电场的电场强度，(x，y)为矿产资源的估算位置的坐标参量，q为矿产资源的电荷量，L为检测探头和矿产资源估算位置之间的距离参数，Q为电荷组件的电荷量，Ke为库仑常数；
S1.4，在触发电场内对检测探头进行受力分析，确定合力的方向为探测电磁力的方向。
在打孔作业范围内采用隶属度函数设定矿产资源的估算位置包括以下步骤：
S1.2.1，设定隶属度函数为：
具体的，x为检测探头与矿产资源的估算距离；a,b,c为检测探头和矿产资源之间的参考标准距离；μ0为相关性参数，表示该矿产资源估算位置的精准度和可靠性，取值范围为[0,1]；
S1.2.2，将矿产资源的估算位置输入到隶属度函数进行运算和校验。
根据探测电磁力的方向和具体大小来确定检测探头朝向打孔位置的移动方向和移动行程，检测探头开始朝向打孔位置移动，在移动过程中，时钟组件向检测探头实时传输时钟脉冲信号，在检测探头移动过程中对探测电磁力进行实时检测和标记，以对检测探头的移动方向和移动行程进行实时修正包括以下步骤：
S3.1，检测探头开始移动，时钟组件向检测探头传输时钟脉冲信号，以在检测探头的每次移动都能校正检测探头的位置坐标和移动方向；
S3.2，将移动方向与探测电磁力方向进行实时比对；
S3.3，根据移动方向与探测电磁力方向之间的对比偏差来设定具体移动行程，以得到检测探头最优移动路径。
在检测探头的移动路径上设置打孔参考区域，当检测探头沿移动路径进入打孔参考区域时即可进行打孔操作包括以下步骤：
S4.1，在触发电场内均匀分布至少5个标记点，根据在其中任选3个标记点来构成三角形电场区域，从而在三角形电场区域的中心位置设置多个打孔参考区域；
S4.2，根据检测探头的移动方向，在最近的打孔参考区域内设置光栅；
S4.3，检测探头碰触到光栅形成的光幕时向控制组件反馈截止信号，检测探头停止移动，在打孔参考区域内进行打孔操作。
所述打孔参考区域的边界采用圆角过渡，以在检测探头靠近时灵敏捕捉到检测探头的信号。
本发明实施例中的基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法的工作原理为：在打孔作业范围内设置相应的触发电场，检测探头上的电荷在触发电场的作用下会进行偏移汇集，以形成特定的探测电磁力，与矿产资源进行呼应，一般情况下，检测探头与矿产资源之间的距离越近，探测电磁力越大，在矿产资源影响下，能够根据探测电磁力的大小和方向在既定的打孔作业范围内确定出最适宜的打孔探测位置，既能够精准快速的确定打孔探测位置的坐标数据，又能够在实时打孔探测过程中对检测探头的探测方向和探测行程进行修正，保证探测结果的精准度，从而形成动态闭环控制，进行实时探测修正，满足钻孔设备的实际使用需求，实现检测探头的位置检测和路径修正的同步进行，以在矿区最适宜的位置进行打孔来进行矿产资源探测，保证探测结果精准可靠，减少数据偏差。
矿产资源是指经过地质成矿作用而形成的，天然赋存于地壳内部或地表埋藏于地下或出露于地表，呈固态、液态或气态的，并具有开发利用价值的矿物或有用元素的集合体，大多是以金属矿产为主，可以与检测探头形成呼应，可以准确来进行打孔位置的设定。
本申请通过建立触发电场与检测探头的电荷组件来相适用，产生特定方向和特定大小的探测电磁力，基于探测电磁力来确定检测探头朝向打孔位置的移动方向和移动行程，经由实时修正，将检测探头移动到打孔参考区域内来进行打孔操作。
在整体方案中，主要包括以下步骤：控制组件在打孔作业范围内根据打孔作业范围的大小和位置来建立触发电场，在检测探头上设置与触发电场相适用的电荷组件，所述电荷组件和触发电场相配合，结合矿产资源的估算位置，以使检测探头产生特定方向和特定大小的探测电磁力；将检测探头放置在触发电场内，以检测探头为坐标原点、以探测电磁力大小为纵坐标、以检测探头与矿产资源的估算位置相对偏离距离为横坐标建立极坐标系，在极坐标系中标记出探测电磁力的方向和具体大小；根据探测电磁力的方向和具体大小来确定检测探头朝向打孔位置的移动方向和移动行程，检测探头开始朝向打孔位置移动，在移动过程中，时钟组件向检测探头实时传输时钟脉冲信号，在检测探头移动过程中对探测电磁力进行实时检测和标记，以对检测探头的移动方向和移动行程进行实时修正；在检测探头的移动路径上设置打孔参考区域，当检测探头沿移动路径进入打孔参考区域时即可进行打孔操作。
对于检测探头产生特定大小和特定方向的探测电磁力，首先要确定打孔作业范围的面积大小，设定触发电场的电场强度，再通过隶属度函数来设定矿产资源的估算位置，最后通过相应的运算公式来计算得到探测电磁力的大小，通过受力分析确定合力反向来为探测电磁力的方向。
在实际操作过程中，隶属度函数是估算矿产区域必要的数学工具，在多种情形下可以对检测探头和矿产资源之间的距离进行测算，从而对矿产资源的位置进行估算。
相较于现有技术，检测探头会实时接收时钟脉冲信号，可以对检测探头的移动方向和移动行程进行实时修正，属于动态调节反馈方式，可以精准来确定最优移动路径。
检测探头开始移动，时钟组件向检测探头传输时钟脉冲信号，以在检测探头的每次移动都能校正检测探头的位置坐标和移动方向，同时将移动方向与探测电磁力方向进行实时比对，根据移动方向与探测电磁力方向之间的对比偏差来设定具体移动行程，以得到检测探头最优移动路径。
打孔参考区域的设定是本申请的另一个创新点，在触发电场内均匀分布至少5个标记点，根据在其中任选3个标记点来构成三角形电场区域，从而在三角形电场区域的中心位置设置多个打孔参考区域。
标记点为菱形标记点，方便进行统计和设置，标记点的数量可以根据触发电场的大小来进行设置，从而获取不同方向上多个打孔参考区域；同时在每个打孔参考区域内分别设置光栅，检测探头碰触到光栅形成的光幕时向控制组件反馈截止信号，检测探头停止移动，可以在打孔参考区域内进行打孔操作；保证到位精准、检测探头动作灵敏。
进一步的，打孔参考区域的边界采用圆角过渡，以在检测探头靠近时灵敏捕捉到检测探头的信号。
特别说明的是，控制组件、时钟组件、光栅、电荷组件和检测探头都是采用集成控制形式，由控制组件来进行统一控制触发，方便工作人员来进行操作，简化实际操作形式。
综上所述，本发明实施例中的基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法在打孔作业范围内设置相应的触发电场，检测探头上的电荷在触发电场的作用下会进行偏移汇集，以形成特定的探测电磁力，与矿产资源进行呼应，一般情况下，检测探头与矿产资源之间的距离越近，探测电磁力越大，在矿产资源影响下，能够根据探测电磁力的大小和方向在既定的打孔作业范围内确定出最适宜的打孔探测位置，既能够精准快速的确定打孔探测位置的坐标数据，又能够在实时打孔探测过程中对检测探头的探测方向和探测行程进行修正，保证探测结果的精准度，从而形成动态闭环控制，进行实时探测修正，满足钻孔设备的实际使用需求，实现检测探头的位置检测和路径修正的同步进行，以在矿区最适宜的位置进行打孔来进行矿产资源探测，保证探测结果精准可靠，减少数据偏差。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (6)
1.基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
S1，控制组件在打孔作业范围内根据打孔作业范围的大小和位置来建立触发电场，在检测探头上设置与触发电场相适用的电荷组件，所述电荷组件和触发电场相配合，结合矿产资源的估算位置，以使检测探头产生特定方向和特定大小的探测电磁力；
S2，将检测探头放置在触发电场内，以检测探头为坐标原点、以探测电磁力大小为纵坐标、以检测探头与矿产资源的估算位置相对偏离距离为横坐标建立极坐标系，在极坐标系中标记出探测电磁力的方向和具体大小；
S3，根据探测电磁力的方向和具体大小来确定检测探头朝向打孔位置的移动方向和移动行程，检测探头开始朝向打孔位置移动，在移动过程中，时钟组件向检测探头实时传输时钟脉冲信号，在检测探头移动过程中对探测电磁力进行实时检测和标记，以对检测探头的移动方向和移动行程进行实时修正；
S4，在检测探头的移动路径上设置打孔参考区域，当检测探头沿移动路径进入打孔参考区域时即可进行打孔操作。
2.根据权利要求1所述的基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法，其特征在于，控制组件在打孔作业范围内根据打孔作业范围的大小和位置来建立触发电场，在检测探头上设置与触发电场相适用的电荷组件，所述电荷组件和触发电场相配合，结合矿产资源的估算位置，以使检测探头产生特定方向和特定大小的探测电磁力包括以下步骤：
S1.1，确定打孔作业范围的面积大小，设定触发电场的电场强度；
S1.2，在打孔作业范围内采用隶属度函数设定矿产资源的估算位置；
S1.3，将矿产资源的估算位置、触发电场的电场强度、电荷组件的电荷量输入运算公式来确定探测电磁力的大小
F＝D*(x，y)e/KeQ2qL
其中，F为探测电磁力，D为触发电场的电场强度，(x，y)为矿产资源的估算位置的坐标参量，q为矿产资源的电荷量，L为检测探头和矿产资源估算位置之间的距离参数，Q为电荷组件的电荷量，Ke为库仑常数；
S1.4，在触发电场内对检测探头进行受力分析，确定合力的方向为探测电磁力的方向。
3.根据权利要求2所述的基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法，其特征在于，在打孔作业范围内采用隶属度函数设定矿产资源的估算位置包括以下步骤：
S1.2.1，设定隶属度函数为：
具体的，x为检测探头与矿产资源的估算距离；a,b,c为检测探头和矿产资源之间的参考标准距离；μ0为相关性参数，表示该矿产资源估算位置的精准度和可靠性，取值范围为[0,1]；
S1.2.2，将矿产资源的估算位置输入到隶属度函数进行运算和校验。
4.根据权利要求1所述的基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法，其特征在于，根据探测电磁力的方向和具体大小来确定检测探头朝向打孔位置的移动方向和移动行程，检测探头开始朝向打孔位置移动，在移动过程中，时钟组件向检测探头实时传输时钟脉冲信号，在检测探头移动过程中对探测电磁力进行实时检测和标记，以对检测探头的移动方向和移动行程进行实时修正包括以下步骤：
S3.1，检测探头开始移动，时钟组件向检测探头传输时钟脉冲信号，以在检测探头的每次移动都能校正检测探头的位置坐标和移动方向；
S3.2，将移动方向与探测电磁力方向进行实时比对；
S3.3，根据移动方向与探测电磁力方向之间的对比偏差来设定具体移动行程，以得到检测探头最优移动路径。
5.根据权利要求1所述的基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法，其特征在于，在检测探头的移动路径上设置打孔参考区域，当检测探头沿移动路径进入打孔参考区域时即可进行打孔操作包括以下步骤：
S4.1，在触发电场内均匀分布至少5个标记点，根据在其中任选3个标记点来构成三角形电场区域，从而在三角形电场区域的中心位置设置多个打孔参考区域；
S4.2，根据检测探头的移动方向，在最近的打孔参考区域内设置光栅；
S4.3，检测探头碰触到光栅形成的光幕时向控制组件反馈截止信号，检测探头停止移动，在打孔参考区域内进行打孔操作。
6.根据权利要求5所述的基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法，其特征在于：所述打孔参考区域的边界采用圆角过渡，以在检测探头靠近时灵敏捕捉到检测探头的信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310388912.XA CN116379900B (zh) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | 基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310388912.XA CN116379900B (zh) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | 基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116379900A true CN116379900A (zh) | 2023-07-04 |
| CN116379900B CN116379900B (zh) | 2024-05-24 |
Family
ID=86961380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310388912.XA Active CN116379900B (zh) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | 基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116379900B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117027765A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-10 | 江苏京成机械制造有限公司 | 一种基于电磁力探测的矿山钻孔设备精准打孔控制方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01202611A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-15 | Mitsutoyo Corp | 三次元測定方法及び測定装置 |
| CN110082830A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-02 | 深圳市新禾源投资咨询研究中心(有限合伙) | 一种地下矿产资源探测方法和系统 |
| CN112132416A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-25 | 深圳市勘察研究院有限公司 | 基于PageRank算法的工程勘察质量精细化评价方法 |
-
2023
- 2023-04-07 CN CN202310388912.XA patent/CN116379900B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01202611A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-15 | Mitsutoyo Corp | 三次元測定方法及び測定装置 |
| CN110082830A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-02 | 深圳市新禾源投资咨询研究中心(有限合伙) | 一种地下矿产资源探测方法和系统 |
| CN112132416A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-25 | 深圳市勘察研究院有限公司 | 基于PageRank算法的工程勘察质量精细化评价方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117027765A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-10 | 江苏京成机械制造有限公司 | 一种基于电磁力探测的矿山钻孔设备精准打孔控制方法 |
| CN117027765B (zh) * | 2023-10-08 | 2023-12-15 | 江苏京成机械制造有限公司 | 一种基于电磁力探测的矿山钻孔设备精准打孔控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116379900B (zh) | 2024-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107605536B (zh) | 基于多源信息融合的煤与瓦斯突出实时预警装置与方法 | |
| CN103967476B (zh) | 随钻钻孔物探超前探测装置及探测方法 | |
| CN116379900B (zh) | 基于电荷偏移汇集的矿山钻孔设备精准打孔控制方法 | |
| CN110109895A (zh) | 适用于tbm掘进隧道的围岩分级联合预测方法及应用 | |
| CN109162693B (zh) | 一种利用随钻监测技术非取芯快速测试岩体块度指数的方法 | |
| CN108922123A (zh) | 一种矿山边坡滑移稳定性监测预警方法 | |
| CN104390537A (zh) | 一种基于爆破振动测试的边坡预裂爆破开挖损伤控制方法 | |
| CN104481587A (zh) | 大采深、大跨度综放采煤工作面顶板砂岩裂隙水探防方法 | |
| CN102955174A (zh) | 地质雷达检测基桩孔底地质缺陷的方法及装置 | |
| CN110609335A (zh) | 一种基于多手段的残采区复杂条件探测方法 | |
| CN103883326B (zh) | 基于煤层震波探测和地学信息的采煤机滚筒调高方法 | |
| Wang et al. | Calculation and management for mining loss and dilution under 3D visualization technical condition | |
| CN208109307U (zh) | 一种滚刀刀圈刀体配合面正压力测试系统 | |
| Liu et al. | Extraction and imaging of indicator elements for non-destructive, in-situ, fast identification of adverse geology in tunnels | |
| CN102645187B (zh) | 分布式超声波地下空间结构形变区域定位方法 | |
| CN105756709A (zh) | 一种工作面顶板来压及破断的监测方法 | |
| CN115875040A (zh) | 一种掘进工作面遇空区边界判定方法 | |
| CN110107274A (zh) | 基于液压系统的tbm锚杆钻机实时在线监测系统及监测方法 | |
| CN212254178U (zh) | 岩石岩性确定系统 | |
| CN210033411U (zh) | 基于液压系统的tbm锚杆钻机实时在线监测系统 | |
| CN206876703U (zh) | 一种水泥浆水灰比检测装置 | |
| Gangrade et al. | Investigating seismicity surrounding an excavation boundary in a highly stressed dipping underground limestone mine | |
| CN102877845B (zh) | 一种确定断层区采煤机自动割煤轨迹的方法 | |
| CN111780804A (zh) | 岩石岩性确定系统及方法 | |
| CN105203563A (zh) | 一种南水北调渠道衬砌质量的检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240620 Address after: No. 5, Ancai Road, Liangcheng Town, Weishan County, Jining City, Shandong Province 277600 Patentee after: Shandong Weihu Intelligent Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 277600, 650m south of Liangcheng Town Government, Weishan County, Jining City, Shandong Province, 100m west of 104 Provincial Highway Patentee before: Weishan Longgong Machinery Co.,Ltd. Country or region before: China Patentee before: SHANDONG JIAOTONG University |
|
| TR01 | Transfer of patent right |