CN212296219U - 一种综采工作面过断层智能钻孔系统 - Google Patents
一种综采工作面过断层智能钻孔系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212296219U CN212296219U CN202021273488.2U CN202021273488U CN212296219U CN 212296219 U CN212296219 U CN 212296219U CN 202021273488 U CN202021273488 U CN 202021273488U CN 212296219 U CN212296219 U CN 212296219U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drilling
- personal computer
- industrial personal
- manipulator
- remote
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
一种综采工作面过断层智能钻孔系统，包括工作面作业组件、远程遥控组件及地面监控组件；工作面作业组件包括钻孔机械手、现场工控机、全站扫描仪、球形标靶、位移传感器及角度传感器；远程遥控组件包括远程工控机和远程操控台；地面监控组件包括地面工控机和监控显示屏。智能钻孔方法为：全站扫描仪与球形标靶配合建立巷道绝对坐标系，远程工控机分析数据并确定钻孔机械手实时位置；远程操控台向钻孔机械手发送姿态调整动作执行指令，使钻杆移至钻孔起始点；在远程操控台上对孔眼数量、分布以及钻孔顺序进行设定；由远程操控台向钻孔机械手发送钻孔动作执行指令，工控机根据指令控制钻孔机械手按照规划好的路线完成全部孔眼的钻孔作业。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿开采技术领域，特别是涉及一种综采工作面过断层智能钻孔系统。
背景技术
由于煤矿井下具有复杂的工况环境，在综采过程中，经常遇见煤层中夹杂着岩石的情况，由于采煤机的滚筒无法直接切割岩石，此时就需要在断层处采用钻孔爆破法，以保证采煤作业的正常进行。
目前，在钻孔爆破法实施的过程中，首先需要进行打孔作业，而现阶段最常采用的打孔作业方式仍以人工为主，操作者手持钻机在断面上完成装药孔的打孔作业，这种人工打孔方式存在劳动强度大、钻孔效率低、作业安全性差的缺点。
为此，行业内陆续研发了一些钻孔机械手设备，在一定程度上提高了钻孔效率，降低了工人的劳动强度。但是，这些钻孔机械手设备的自动化程度仍然比较低，仍需要配备井下操作人员，在打孔作业过程中对井下操作人员来说仍存在风险。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种综采工作面过断层智能钻孔系统，可使传统的钻孔机械手设备具备智能化、无人化及完全自动化的作业能力，避免了井下有人作业中的风险，进一步降低了工作人员的劳动强度，钻孔效率得到进一步提高。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种综采工作面过断层智能钻孔系统，包括工作面作业组件、远程遥控组件及地面监控组件；所述工作面作业组件包括钻孔机械手、现场工控机、全站扫描仪、球形标靶、位移传感器及角度传感器；所述钻孔机械手设置在刮板输送机上；所述现场工控机和全站扫描仪安装在钻孔机械手的底盘上；所述球形标靶固定吊装在液压支架的顶梁下方；所述位移传感器数量若干，在所述钻孔机械手的每个直线伸缩动作执行油缸上均配置有位移传感器，通过位移传感器对直线伸缩动作执行油缸的活塞杆伸长量进行测量；所述角度传感器数量若干，在所述钻孔机械手的水平回转动作执行部件和俯仰动作执行部件上均配置有角度传感器，通过角度传感器对钻孔机械手的水平回转角度和俯仰角度进行测量；所述远程遥控组件设置在远离综采工作面断层的巷道内，远程遥控组件包括远程工控机和远程操控台，远程工控机与现场工控机采用无线方式进行数据传输；所述地面监控组件设置在地面主控室内，地面监控组件包括地面工控机和监控显示屏，所述地面工控机与远程工控机采用无线方式进行数据传输，所述监控显示屏上用于显示钻孔作业的全局数据。
一种综采工作面过断层智能钻孔方法，采用了所述的综采工作面过断层智能钻孔系统，包括如下步骤：
步骤一：启动全站扫描仪，将球形标靶作为控制点，并建立巷道绝对坐标系；
步骤二：将巷道绝对坐标系数据通过现场工控机无线传输至远程工控机，由远程工控机对数据进行分析，以确定钻孔机械手在巷道内的实时位置；
步骤三：由远程操控台向钻孔机械手发送姿态调整动作执行指令，该指令通过远程工控机以无线方式传输至现场工控机；
步骤四：现场工控机根据接收到的指令，控制钻孔机械手的各个直线伸缩动作执行油缸动作，同时控制钻孔机械手的水平回转动作执行部件和俯仰动作执行部件动作，通过位移传感器对直线伸缩动作执行油缸的活塞杆伸长量进行测量，通过角度传感器对钻孔机械手的水平回转角度和俯仰角度进行测量，直到钻孔机械手上的钻杆移动到巷道断面的钻孔起始点位置；
步骤五：在远程操控台上对孔眼数量、孔眼分布以及孔眼钻孔顺序进行设定；
步骤六：按照设定好的孔眼数量、孔眼分布以及孔眼钻孔顺序，由远程操控台向钻孔机械手发送钻孔动作执行指令，该指令通过远程工控机以无线方式传输至现场工控机；
步骤七：现场工控机根据接收到的指令，控制钻孔机械手按照规划好的路线完成全部孔眼的钻孔作业。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的综采工作面过断层智能钻孔系统，可使传统的钻孔机械手设备具备智能化、无人化及完全自动化的作业能力，避免了井下有人作业中的风险，进一步降低了工作人员的劳动强度，钻孔效率得到进一步提高。
附图说明
图1为本实用新型的一种综采工作面过断层智能钻孔系统的结构原理图；
图2为本实用新型的工作面作业组件的结构示意图；
图3为本实用新型的远程遥控组件的结构示意图；
图中，1—钻孔机械手，2—现场工控机，3—全站扫描仪，4—球形标靶，5—刮板输送机，6—液压支架，7—远程工控机，8—远程操控台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
如图1～3所示，一种综采工作面过断层智能钻孔系统，包括工作面作业组件、远程遥控组件及地面监控组件；所述工作面作业组件包括钻孔机械手1、现场工控机2、全站扫描仪3、球形标靶4、位移传感器及角度传感器；所述钻孔机械手1设置在刮板输送机5上；所述现场工控机2和全站扫描仪3安装在钻孔机械手1的底盘上；所述球形标靶4固定吊装在液压支架6的顶梁下方；所述位移传感器数量若干，在所述钻孔机械手1的每个直线伸缩动作执行油缸上均配置有位移传感器，通过位移传感器对直线伸缩动作执行油缸的活塞杆伸长量进行测量；所述角度传感器数量若干，在所述钻孔机械手1的水平回转动作执行部件和俯仰动作执行部件上均配置有角度传感器，通过角度传感器对钻孔机械手1的水平回转角度和俯仰角度进行测量；所述远程遥控组件设置在远离综采工作面断层的巷道内，远程遥控组件包括远程工控机7和远程操控台8，远程工控机7与现场工控机2采用无线方式进行数据传输；所述地面监控组件设置在地面主控室内，地面监控组件包括地面工控机和监控显示屏，所述地面工控机与远程工控机7采用无线方式进行数据传输，所述监控显示屏上用于显示钻孔作业的全局数据。
本实施例中，工作面作业组件的钻孔机械手1采用申请号为202010405953.1的专利申请中公开的钻孔机械手装置；远程遥控组件具体设置在与综采工作面断层相邻的巷道内，即可以保证人员的作业安全性，又可以降低无线信号的传输距离；矿场地面的现有主控室内的相关设备可以直接作为地面监控组件来使用，可以对打孔作业的全程进行监控，同时为工作面作业提供后勤保障。现场工控机2和全站扫描仪3的安装原则为，必须保证钻孔机械手1在任意姿态下都不与现场工控机2和全站扫描仪3发生干涉。现场工控机2内置有控制模块和数据采集模块，钻孔机械手1上安装的所有位移传感器及角度传感器均与数据采集模块电连接，位移传感器及角度传感器的测量信号统一汇总至数据采集模块，数据采集模块在将汇总后的数据反馈给控制模块，以辅助钻孔机械手1实现高精度的姿态调整。
一种综采工作面过断层智能钻孔方法，采用了所述的综采工作面过断层智能钻孔系统，包括如下步骤：
步骤一：启动全站扫描仪3，将球形标靶4作为控制点，并建立巷道绝对坐标系；
步骤二：将巷道绝对坐标系数据通过现场工控机2无线传输至远程工控机7，由远程工控机7对数据进行分析，以确定钻孔机械手1在巷道内的实时位置；
步骤三：由远程操控台8向钻孔机械手1发送姿态调整动作执行指令，该指令通过远程工控机7以无线方式传输至现场工控机2；
步骤四：现场工控机2根据接收到的指令，控制钻孔机械手1的各个直线伸缩动作执行油缸动作，同时控制钻孔机械手1的水平回转动作执行部件和俯仰动作执行部件动作，通过位移传感器对直线伸缩动作执行油缸的活塞杆伸长量进行测量，通过角度传感器对钻孔机械手1的水平回转角度和俯仰角度进行测量，直到钻孔机械手1上的钻杆移动到巷道断面的钻孔起始点位置；
步骤五：在远程操控台8上对孔眼数量、孔眼分布以及孔眼钻孔顺序进行设定；
步骤六：按照设定好的孔眼数量、孔眼分布以及孔眼钻孔顺序，由远程操控台8向钻孔机械手1发送钻孔动作执行指令，该指令通过远程工控机7以无线方式传输至现场工控机2；
步骤七：现场工控机2根据接收到的指令，控制钻孔机械手1按照规划好的路线完成全部孔眼的钻孔作业。
实施例中的方案并非用以限制本实用新型的专利保护范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
Claims (1)
1.一种综采工作面过断层智能钻孔系统，其特征在于：包括工作面作业组件、远程遥控组件及地面监控组件；所述工作面作业组件包括钻孔机械手、现场工控机、全站扫描仪、球形标靶、位移传感器及角度传感器；所述钻孔机械手设置在刮板输送机上；所述现场工控机和全站扫描仪安装在钻孔机械手的底盘上；所述球形标靶固定吊装在液压支架的顶梁下方；所述位移传感器数量若干，在所述钻孔机械手的每个直线伸缩动作执行油缸上均配置有位移传感器，通过位移传感器对直线伸缩动作执行油缸的活塞杆伸长量进行测量；所述角度传感器数量若干，在所述钻孔机械手的水平回转动作执行部件和俯仰动作执行部件上均配置有角度传感器，通过角度传感器对钻孔机械手的水平回转角度和俯仰角度进行测量；所述远程遥控组件设置在远离综采工作面断层的巷道内，远程遥控组件包括远程工控机和远程操控台，远程工控机与现场工控机采用无线方式进行数据传输；所述地面监控组件设置在地面主控室内，地面监控组件包括地面工控机和监控显示屏，所述地面工控机与远程工控机采用无线方式进行数据传输，所述监控显示屏上用于显示钻孔作业的全局数据。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021273488.2U CN212296219U (zh) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | 一种综采工作面过断层智能钻孔系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021273488.2U CN212296219U (zh) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | 一种综采工作面过断层智能钻孔系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212296219U true CN212296219U (zh) | 2021-01-05 |
Family
ID=73936437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021273488.2U Active CN212296219U (zh) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | 一种综采工作面过断层智能钻孔系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212296219U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113236119A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-08-10 | 中国人民解放军63653部队 | 一种自动开孔定位多功能钻机及精准开孔方法 |
-
2020
- 2020-07-02 CN CN202021273488.2U patent/CN212296219U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113236119A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-08-10 | 中国人民解放军63653部队 | 一种自动开孔定位多功能钻机及精准开孔方法 |
| CN113236119B (zh) * | 2021-04-25 | 2023-10-13 | 中国人民解放军63653部队 | 一种自动开孔定位多功能钻机及精准开孔方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2020133957A1 (zh) | 基于imu实时监测支护位姿的液压支架及其检测方法 | |
| CN105298387A (zh) | 凿岩台车 | |
| SE2130149A1 (en) | Wellbore inspection system and method for ultra-deep vertical shaft | |
| CN107269274A (zh) | 掘进机截割控制系统及控制方法 | |
| CN205259938U (zh) | 一种四臂帮锚杆钻车 | |
| CN105507931B (zh) | 一种采煤工作面支护机器人 | |
| CN112720532B (zh) | 一种围岩稳定性智能监测及精准支护机器人群 | |
| CN106996272A (zh) | 一种控制钻机自动定位钻孔的方法及装置 | |
| CN105239992A (zh) | 钻孔方法 | |
| CN112901198B (zh) | 一种基于图像识别的智能悬臂式掘锚机及施工方法 | |
| CN212296219U (zh) | 一种综采工作面过断层智能钻孔系统 | |
| CN102493827A (zh) | 一种放顶煤工作面自动放煤控制系统及其放煤方法 | |
| CN108756969A (zh) | 一种煤矿钻锚机器人自主钻锚装置及方法 | |
| CN110206528A (zh) | 用于综采工作面过断层炮眼钻机及炮眼施工方法 | |
| CN108798664A (zh) | 一种露天矿端帮开采连续采煤机 | |
| CN113982662B (zh) | 一种煤矿井下智能锚固单元及其动态控制方法 | |
| CN114029957A (zh) | 一种喷浆机器人智能控制系统 | |
| CN111622667A (zh) | 一种综采工作面过断层智能钻孔系统及方法 | |
| CN205276244U (zh) | 强夯机自动控制系统 | |
| CN106480873B (zh) | 强夯机自动控制系统和方法 | |
| CN204984462U (zh) | 急倾斜特厚煤层短壁放顶煤工作面的放煤控制系统 | |
| CN111691909B (zh) | 液压支架背压监测系统及方法 | |
| CN104594875B (zh) | 钻臂控制系统及钻装机 | |
| CN113756711A (zh) | 一种煤矿井下钻探施工设备系统及其施工参数优化方法 | |
| CN108361031B (zh) | 煤矿综采工作面控制机器人、系统及运行方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210222 Address after: No.125, Changjiang Road, Yantai Economic and Technological Development Zone, Shandong Province Patentee after: Shandong Guoxing Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: Fuxin City, Liaoning Province, China Road 123000 Xihe District No. 47 Patentee before: LIAONING TECHNICAL University |