EP3775464B1 - Dispositif de contrôle d'un accessoire de forage équipé d'un dispositif de mesure d'angle - Google Patents

Dispositif de contrôle d'un accessoire de forage équipé d'un dispositif de mesure d'angle Download PDF

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EP3775464B1
EP3775464B1 EP19722668.1A EP19722668A EP3775464B1 EP 3775464 B1 EP3775464 B1 EP 3775464B1 EP 19722668 A EP19722668 A EP 19722668A EP 3775464 B1 EP3775464 B1 EP 3775464B1
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EP
European Patent Office
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angle
drilling
control
positioning method
drilling accessory
Prior art date
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EP19722668.1A
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EP3775464C0 (fr
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Charlotte DROUAUD
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Montabert SAS
Original Assignee
Montabert SAS
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Publication date
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B47/024—Determining slope or direction of devices in the borehole
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    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E21B7/022—Control of the drilling operation; Hydraulic or pneumatic means for activation or operation
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    • E21B7/26—Drilling without earth removal, e.g. with self-propelled burrowing devices
    • E21B7/267—Drilling devices with senders, e.g. radio-transmitters for position of drilling tool
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1093—Devices for supporting, advancing or orientating the machine or the tool-carrier

Definitions

  • the present invention relates to a control device configured to remotely control a drilling accessory and equipped with an angle measuring device capable of measuring the orientation of a support arm of a carrier machine relative to a front in size.
  • drilling and mining stages consist in particular of drilling boreholes in a rock following a blasting plan and of carrying out explosive blasts using explosives placed in the boreholes so as to split the rock in blocks of materials.
  • the overall quality of the exploitation essentially depends on the positioning of the drilling holes.
  • the choice of drill hole mesh is given by the operating techniques and the nature of the terrain, while the quality of the work depends on the drilling equipment and its use (and in particular the positioning of the drilling accessories). .
  • Drill holes must be as straight as possible so that the energy developed by the shot is correctly distributed and gives the expected effects.
  • Drill holes are generally inclined slightly from the vertical to facilitate the extraction of materials when blasting.
  • Each borehole is characterized by its diameter, depth and inclination. The diameter and depth to be reached are given by the volume of rock to be extracted and the fragmentation capacity of the explosive used. The inclination of each borehole is given by the operating constraints of the quarry. Thus, an operator must maneuver his carrier machine and position the drilling accessory fitted to the latter precisely to ensure compliance with the desired firing plan.
  • an inclination angle indicator capable of indicating inclination angles x, y of the drilling accessory.
  • An example considered to be the closest prior art can be found in the document WO9209787 A1 .
  • the angles of inclination x, y are generally measured by an inclinometer placed in the drilling accessory and making it possible to measure the angles of inclination of the drilling accessory relative to the vertical and respectively in a first vertical plane perpendicular to the plane of extension of the support arm of the carrier vehicle and in a second vertical plane parallel to the plane of extension of the support arm.
  • the angle ⁇ is traditionally measured by an angle measuring device installed in the operator's cabin of the carrier machine.
  • This angle measuring device is generally welded or bolted to the structure of the carrier, which is not always in compliance with current regulations. Indeed, the approval of carrier equipment may be called into question when the structure of the cabin is modified.
  • the operator located in the cabin of the carrier aims at an aiming point in the distance so that the axis formed by this aiming point and the measuring device is perpendicular to the working face.
  • the positioning of the measuring device can be problematic if it is in the operator's field of vision, even when the operator is not using it.
  • the present invention aims to remedy all or part of these drawbacks.
  • the technical problem underlying the invention therefore consists of providing an angle measuring device for a carrier machine which does not alter the operator's field of vision and which is not likely to alter or weaken the structure of the carrier vehicle, while being easily installed in the cabin of the carrier vehicle.
  • the present application relates to a control device which is portable and which is configured to remotely control a drilling accessory mounted on a carrier machine, the control device comprising a control box and an angle measuring device comprising a rotating member mounted to move in rotation on the control box around an axis of rotation, the rotating member being equipped with a sighting device and the angle measuring device being configured to measure a predetermined angle between a reference angular position of the rotating member and a selected angular position of the rotating member in which the aiming device points towards an aiming point selected by an operator.
  • control device allows, when an operator installed in the cabin of a carrier machine wishes to position a drilling accessory, to easily determine the angle between the extension plane of the support arm of the carrier machine and perpendicular to the working face by orienting the aiming device towards a selected aiming point such that the aiming direction indicated by the aiming device is substantially perpendicular to the working face.
  • the control device thus makes it possible to combine the control function of the drilling accessory and the function of measuring the necessary predetermined angle, without requiring modification of the cabin of the carrier machine and without hindering the operator's field of vision.
  • the angle measuring device is not likely to call into question the approval of the carrier vehicle.
  • the control device may also have one or more of the following characteristics, taken alone or in combination.
  • the angle measuring device is arranged on an upper face of the control box.
  • the angle measuring device is configured such that the aiming device points in a reference direction substantially perpendicular to a front edge of the upper face of the control box when the rotating member is in the reference angular position.
  • the angle measuring device is configured such that the aiming device points in a reference direction substantially perpendicular to the front face of the control box when the rotating member is in the reference angular position.
  • the axis of rotation of the rotating member is substantially perpendicular to the upper face of the control box.
  • the angle measuring device is configured such that the axis of rotation of the rotating member is substantially vertical when the control box is positioned on a horizontal support.
  • the aiming device is configured to define a aiming direction.
  • the aiming device comprises an aiming mark provided on the rotating member.
  • the aiming mark is formed by an aiming marking provided on the rotating member and/or a protuberance formed on the rotating member.
  • the protuberance extends substantially radially relative to the axis of rotation of the rotating member.
  • the front face of the control box is substantially flat.
  • the front face of the control box forms an acute angle relative to the upper face of the control box.
  • the front face of the control box is intended to be positioned substantially perpendicular to the extension plane of the support arm.
  • the aiming point is selected such that, when the rotating member is in the selected angular position, an aiming direction indicated by the aiming device is substantially perpendicular to a front of view. size.
  • the predetermined angle measured by the angle measuring device corresponds to an angle between the plane of extension of the support arm and a direction substantially perpendicular to the working face.
  • the control device comprises a display device, such as a display screen, arranged on the control box.
  • control device is configured to control the drilling accessory by radio frequency.
  • control device is configured to remotely control a drilling mast mounted on the support arm of the carrier machine.
  • control box comprises a control panel for controlling the drilling accessory.
  • control panel comprises at least one control button and/or at least one lever or control stick.
  • the rotating member is integrated into the control panel.
  • the angle measuring device is a potentiometer, a rotary sight or any other rotating element integrated into the control device and making it possible to measure an angle between a reference of the control device and the rotating element.
  • the present invention further relates to a drilling apparatus comprising a carrier, a drilling accessory mounted on a support arm of the carrier, and a control device according to the present invention.
  • control device is configured to determine the angle between the plane of extension of the support arm and a direction substantially perpendicular to the working face.
  • the carrier machine is equipped with an operator's cabin.
  • the carrier vehicle is tracked.
  • the carrier machine is of the mechanical shovel type.
  • the drilling apparatus comprises a measuring system configured to measure a first angle of inclination of the drilling accessory relative to a vertical direction and a second angle of inclination of the drilling accessory.
  • drilling accessory relative to a vertical direction the first angle of inclination being measured in a first vertical plane parallel to the plane of extension of the support arm and between the vertical direction and a direction of extension of the drilling accessory drilling
  • the second inclination angle being measured in a second vertical plane perpendicular to the extension plane of the support arm and between the vertical direction and the extension direction of the drilling accessory.
  • the measuring system comprises at least one inclinometer, for example placed in the drilling accessory.
  • the drilling apparatus comprises a processing unit configured to determine first and second corrected inclination angles of the drilling accessory from the first and second inclination angles measured by the measuring system and the predetermined angle measured by the angle measuring device.
  • the display device is configured to display the corrected inclination angles determined by the processing unit.
  • the operator can visualize, directly on the control device, the corrected inclination angles of the drilling accessory in relation to the working face, and this without any additional element having to be installed in the cabin of the carrier vehicle to achieve this function.
  • the latter further comprises a step of determining an angle between the plane of extension of the support arm of the carrier machine and a direction substantially perpendicular to the working face.
  • the latter further comprises a step of measuring a first angle of inclination and a second angle of inclination of the drilling accessory relative to the vertical direction , the first inclination angle being measured in a first vertical plane parallel to the extension plane of the support arm and between the vertical direction and an extension direction of the drilling accessory, and the second inclination angle being measured in a second vertical plane perpendicular to the extension plane of the support arm and between the vertical direction and the extension direction of the drilling accessory.
  • the latter further comprises a step of determining first and second corrected inclination angles of the drilling accessory from the first and second measured inclination angles and the predetermined angle measured.
  • the latter further comprises a step of displaying the corrected first and second inclination angles on the display device of the control device.
  • the latter comprises a step of positioning the drilling accessory taking into account the first and second corrected inclination angles.
  • the step of positioning the control device in the operator's cabin of the carrier vehicle comprises positioning the control device on a substantially horizontal support.
  • the drilling apparatus 2 further comprises a drilling accessory 7 mounted on the support arm 5 of the carrier machine 3, and a control device 8 which is advantageously portable and which is configured to remotely control, for example by radio frequency, the drilling accessory 7.
  • the drilling accessory 7 is advantageously a drilling mast extending in a direction of extension De.
  • the control device 8 comprises a control box 9 intended to be positioned in the operator cabin 4.
  • the control box 9 comprises a front face 11 which is substantially flat and which is intended to be positioned substantially perpendicular to the orientation of the support arm 5, that is to say substantially perpendicular to an extension plane Pe of the support arm 5.
  • the front face 11 could be curved or be formed by a plurality of sections of different inclinations.
  • the control box 9 further comprises an upper face 12 equipped with a display device 13, such as a display screen, and a control panel 14 used to control the drilling accessory 7.
  • the control panel 14 may for example comprise at least one control button and/or at least one control lever, also called control joystick.
  • the control device 8 further comprises an angle measuring device 15 comprising a rotating member 16 disposed on the upper face 12 of the control box 9.
  • the rotating member 16 can for example be positioned on or outside the control panel 14.
  • the rotary member 16 is mounted movable in rotation relative to the control box 9 around an axis of rotation A which is perpendicular to the upper face 12 of the control box 9 and which is substantially vertical when the control box 9 is positioned on a horizontal support.
  • the rotating member 16 is equipped with a sighting device 18 configured to indicate a sighting direction Dv.
  • the aiming device 18 comprises an aiming mark provided on the rotating member 16, the aiming mark being able for example to be formed by an aiming marking provided on the rotating member 16, such as an arrow, a line, a drawing, and/or a protuberance formed on the rotating member 16.
  • the angle measuring device 15 is more particularly configured such that the sighting device 18 points in a reference direction Dr substantially perpendicular to the front face 11 and/or to a front edge 19 of the upper face 12, when the rotating member 16 is in a reference angular position.
  • the angle measuring device 15 is configured to measure a predetermined angle ⁇ between the reference angular position of the rotating member 16 and a selected angular position of the rotating member 16 in which the aiming device 18 points towards an aiming point 21 selected by an operator.
  • the aiming point 21 is selected such that, when the rotating member 16 is in the selected angular position, the aiming direction Dv indicated by the aiming device 18 is substantially perpendicular to a working face 22.
  • the predetermined angle ⁇ measured by the angle measuring device 15 corresponds more particularly to an angle between the extension plane Pe of the support arm 5 and a direction perpendicular to the working face 22.
  • the drilling apparatus 2 further comprises a measuring system 23 configured to measure a first angle of inclination x of the drilling accessory 7 relative to a vertical direction V and a second angle of inclination y of the accessory drilling 7 with respect to the vertical direction V, the first angle of inclination x being measured in a first vertical plane parallel to the plane of extension Pe of the support arm 5 and between the vertical direction V and the direction of extension De of the drilling accessory 7, and the second angle of inclination there being measured in a second vertical plane perpendicular to the plane of extension Pe of the support arm 5 and between the vertical direction V and the direction of extension De de l drilling accessory 7.
  • the measuring system 23 may in particular comprise at least one inclinometer, for example placed in the drilling accessory.
  • the drilling apparatus 2 also comprises a processing unit 24 configured to determine first and second corrected inclination angles x', y' of the drilling accessory 7 from the first and second inclination angles x, y measured by the measuring system 23 and the predetermined angle ⁇ measured by the angle measuring device 15.
  • the processing unit 24 can for example be arranged in the control device 8 or in the operator's cabin 4 of the carrier machine 3.
  • the processing unit 24 could also be placed in the drilling accessory 7 or on the carrier machine 3.
  • the display device 13 is configured to display the corrected inclination angles x', y' determined by the processing unit 24.
  • the operator can visualize, directly on the control device 8, the corrected inclination angles x', y' of the drilling accessory 7 relative to the working face 22, without any additional element having to be installed in the operator's cabin 4 of the carrier machine 3 to perform this function.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif de contrôle configuré pour contrôler à distance un accessoire de forage et équipé d'un dispositif de mesure d'angle apte à mesurer l'orientation d'un bras de support d'un engin porteur par rapport à un front de taille.
  • Lors de l'exploitation d'une carrière, il est connu de réaliser des étapes de forage et de minage. Ces étapes de forage et de minage consistent notamment à forer des trous de forage dans une roche suivant un plan de tir et à effectuer des tirs d'explosifs à l'aide d'explosifs disposés dans les trous de forage de manière à fractionner la roche en blocs de matériaux.
  • La qualité globale de l'exploitation dépend essentiellement du positionnement des trous de forage. Le choix de la maille des trous de forage est donné par les techniques d'exploitation et la nature du terrain, tandis que la qualité de la réalisation dépend du matériel de forage et de son utilisation (et en particulier du positionnement des accessoires de forage).
  • En particulier, les trous forés doivent être le plus rectilignes possible pour que l'énergie développée par le tir soit correctement répartie et donne les effets escomptés. Les trous de forage sont généralement légèrement inclinés par rapport à la verticale pour faciliter l'extraction des matériaux lors du tir. Chaque trou de forage est caractérisé par son diamètre, sa profondeur et son inclinaison. Le diamètre et la profondeur à atteindre sont donnés par le volume de roche à extraire et la capacité de fragmentation de l'explosif utilisé. L'inclinaison de chaque trou de forage est donnée par les contraintes d'exploitation de la carrière. Ainsi, un opérateur doit manoeuvrer son engin porteur et positionner l'accessoire de forage équipant ce dernier de manière précise pour assurer un respect du plan de tir souhaité.
  • Afin de faciliter cette tâche, il est fréquent d'utiliser un indicateur d'angle d'inclinaison apte à indiquer des angles d'inclinaison x, y de l'accessoire de forage. Un exemple considéré comme l'art antérieur le plus proche peut être trouvé dans le document WO9209787 A1 . Les angles d'inclinaison x, y sont généralement mesurés par un inclinomètre placé dans l'accessoire de forage et permettant de mesurer les angles d'inclinaison de l'accessoire de forage par rapport à la verticale et respectivement dans un premier plan vertical perpendiculaire au plan d'extension du bras de support de l'engin porteur et dans un deuxième plan vertical parallèle au plan d'extension du bras de support. Dans le cas où le bras de support de l'engin porteur n'est pas perpendiculaire au front de taille, les angles d'inclinaison x, y mesurés par l'inclinomètre ne correspondent pas aux angles d'inclinaison apparents x', y' de l'accessoire de forage par rapport au front de taille. Afin de déterminer les angles d'inclinaison apparents x', y' de l'accessoire de forage par rapport au front de taille, il faut connaître l'angle α entre le plan d'extension du bras de support et la perpendiculaire au front de taille. Une correction trigonométrique peut alors être appliquée telle que : sin x ′ = sin y ∗ sin α + sin x ∗ cos α
    Figure imgb0001
     sin y ′ = sin y ∗ cos α + sin x ∗ sin α
    Figure imgb0002
  • La mesure de l'angle α se fait traditionnellement par un dispositif de mesure d'angle installé dans la cabine d'opérateur de l'engin porteur. Ce dispositif de mesure d'angle est généralement soudé ou boulonné à la structure de l'engin porteur, ce qui n'est pas toujours en conformité avec les règlementations en vigueur. En effet, l'homologation des engins porteurs peut être remise en question lorsque la structure de la cabine est modifiée.
  • En outre, les modifications, et notamment l'ajout d'élément en cabine, peuvent se révéler difficiles car la place est réduite et il n'existe pas forcément de passage pour les câbles de transmission de signal et d'alimentation reliant la cabine et l'accessoire de forage.
  • De plus, afin de mesurer l'angle α, l'opérateur situé dans la cabine de l'engin porteur vise un point de visée au loin de manière à ce que l'axe formé par ce point de visée et le dispositif de mesure soit perpendiculaire au front de taille. Or, le positionnement du dispositif de mesure peut être problématique s'il se trouve dans le champ de vision de l'opérateur, même lorsque celui-ci ne l'utilise pas.
  • La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
  • Le problème technique à la base de l'invention consiste donc à fournir un dispositif de mesure d'angle pour engin porteur qui n'altère pas le champ de vison de l'opérateur et qui n'est pas susceptible d'altérer ou d'affaiblir la structure de l'engin porteur, tout en étant facilement implantable dans la cabine de l'engin porteur.
  • A cet effet, la présente demande concerne un dispositif de contrôle qui est portatif et qui est configuré pour contrôler à distance un accessoire de forage monté sur un engin porteur, le dispositif de contrôle comportant un boîtier de contrôle et un dispositif de mesure d'angle comprenant un organe rotatif monté mobile en rotation sur le boîtier de contrôle autour d'un axe de rotation, l'organe rotatif étant équipé d'un dispositif de visée et le dispositif de mesure d'angle étant configuré pour mesurer un angle prédéterminé entre une position angulaire de référence de l'organe rotatif et une position angulaire sélectionnée de l'organe rotatif dans laquelle le dispositif de visée pointe vers un point de visée sélectionné par un opérateur.
  • Une telle configuration du dispositif de contrôle permet, lorsqu'un opérateur installé dans la cabine d'un engin porteur souhaite positionner un accessoire de forage, de déterminer aisément l'angle entre le plan d'extension du bras de support de l'engin porteur et la perpendiculaire au front de taille en orientant le dispositif de visée vers un point de visée sélectionné de telle sorte que la direction de visée indiquée par le dispositif de visée soit sensiblement perpendiculaire au front de taille.
  • Le dispositif de contrôle selon la présente invention permet ainsi de rassembler la fonction de commande de l'accessoire de forage et la fonction de mesure de l'angle prédéterminé nécessaire, sans nécessiter de modification de la cabine de l'engin porteur et sans gêner le champ de vision de l'opérateur. En particulier, le dispositif de mesure d'angle selon la présente invention n'est pas susceptible de remettre en cause l'homologation de l'engin porteur.
  • Le dispositif de contrôle peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure d'angle est disposé sur une face supérieure du boîtier de contrôle.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure d'angle est configuré de telle sorte que le dispositif de visée pointe dans une direction de référence sensiblement perpendiculaire à un bord avant de la face supérieure du boîtier de contrôle lorsque l'organe rotatif est dans la position angulaire de référence.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure d'angle est configuré de telle sorte que le dispositif de visée pointe dans une direction de référence sensiblement perpendiculaire à la face avant du boîtier de contrôle lorsque l'organe rotatif est dans la position angulaire de référence.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, l'axe de rotation de l'organe rotatif est sensiblement perpendiculaire à la face supérieure du boîtier de contrôle.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure d'angle est configuré de telle sorte que l'axe de rotation de l'organe rotatif est sensiblement vertical lorsque le boîtier de contrôle est positionné sur un support horizontal.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de visée est configuré pour définir une direction de visée.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de visée comporte un repère de visée prévu sur l'organe rotatif.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le repère de visée est formé par un marquage de visée prévu sur l'organe rotatif et/ou une protubérance formée sur l'organe rotatif.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, la protubérance s'étend sensiblement radialement par rapport l'axe de rotation de l'organe rotatif.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, la face avant du boîtier de contrôle est sensiblement plane.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, la face avant du boîtier de contrôle forme un angle aigu par rapport à la face supérieure du boîtier de contrôle.
  • Avantageusement, la face avant du boîtier de contrôle est destinée à être positionnée sensiblement perpendiculairement au plan d'extension du bras de support.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le point de visée est sélectionné de telle sorte que, lorsque l'organe rotatif est dans la position angulaire sélectionnée, une direction de visée indiquée par le dispositif de visée est sensiblement perpendiculaire à un front de taille.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, l'angle prédéterminé mesuré par le dispositif de mesure d'angle correspond à un angle entre le plan d'extension du bras de support et une direction sensiblement perpendiculaire au front de taille.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle comporte un dispositif d'affichage, tel qu'un écran d'affichage, disposé sur le boîtier de contrôle.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle est configuré pour contrôler par radiofréquence l'accessoire de forage.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle est configuré pour contrôler à distance un mât de forage monté sur le bras de support de l'engin porteur.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier de contrôle comporte un panneau de commande pour contrôler l'accessoire de forage. Avantageusement, le panneau de commande comporte au moins un bouton de commande et/ou au moins un levier ou manche de commande.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe rotatif est intégré au panneau de commande.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure d'angle est un potentiomètre, un viseur rotatif ou tout autre élément rotatif intégré dans le dispositif de contrôle et permettant de mesurer un angle entre une référence du dispositif de contrôle et l'élément rotatif.
  • La présente invention concerne en outre un appareil de forage comprenant un engin porteur, un accessoire de forage monté sur un bras de support de l'engin porteur, et un dispositif de contrôle selon la présente invention.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle est configuré pour déterminer l'angle entre le plan d'extension du bras de support et une direction sensiblement perpendiculaire au front de taille.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, l'engin porteur est équipé d'une cabine d'opérateur.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, l'engin porteur est chenillé.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, l'engin porteur est de type pelle mécanique.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil de forage comporte un système de mesure configuré pour mesurer un premier angle d'inclinaison de l'accessoire de forage par rapport à une direction verticale et un deuxième angle d'inclinaison de l'accessoire de forage par rapport à une direction verticale, le premier angle d'inclinaison étant mesuré dans un premier plan vertical parallèle au plan d'extension du bras de support et entre la direction verticale et une direction d'extension de l'accessoire de forage, et le deuxième angle d'inclinaison étant mesuré dans un deuxième plan vertical perpendiculaire au plan d'extension du bras de support et entre la direction verticale et la direction d'extension de l'accessoire de forage.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le système de mesure comporte au moins un inclinomètre, par exemple placé dans l'accessoire de forage.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil de forage comporte une unité de traitement configurée pour déterminer des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés de l'accessoire de forage à partir des premier et deuxième angles d'inclinaison mesurés par le système de mesure et de l'angle prédéterminé mesuré par le dispositif de mesure d'angle.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'affichage est configuré pour afficher les angles d'inclinaison corrigés déterminés par l'unité de traitement. Ainsi, l'opérateur peut visualiser, directement sur le dispositif de contrôle, les angles d'inclinaison corrigés de l'accessoire de forage par rapport au front de taille, et ce sans qu'aucun élément supplémentaire ne soit à installer dans la cabine de l'engin porteur pour réaliser cette fonction.
  • La présente invention concerne également un procédé de positionnement d'un accessoire de forage monté sur un bras de support d'un engin porteur, le procédé de positionnement comportant les étapes suivantes :
    • fourniture d'un dispositif de contrôle selon la présente invention,
    • positionnement du dispositif de contrôle dans la cabine d'opérateur de l'engin porteur,
    • déplacement angulaire de l'organe rotatif de telle sorte que le dispositif de visée pointe vers un point de visée sélectionné de telle sorte qu'une direction de visée indiquée par le dispositif de visée est sensiblement perpendiculaire à un front de taille, et
    • mesure de l'angle prédéterminé entre la position angulaire de référence de l'organe rotatif et la position angulaire sélectionnée de l'organe rotatif.
  • Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de positionnement, ce dernier comprend en outre une étape de détermination d'un angle entre le plan d'extension du bras de support de l'engin porteur et une direction sensiblement perpendiculaire au front de taille.
  • Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de positionnement, ce dernier comprend en outre une étape de mesure d'un premier angle d'inclinaison et d'un deuxième angle d'inclinaison de l'accessoire de forage par rapport à la direction verticale, le premier angle d'inclinaison étant mesuré dans un premier plan vertical parallèle au plan d'extension du bras de support et entre la direction verticale et une direction d'extension de l'accessoire de forage, et le deuxième angle d'inclinaison étant mesuré dans un deuxième plan vertical perpendiculaire au plan d'extension du bras de support et entre la direction verticale et la direction d'extension de l'accessoire de forage.
  • Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de positionnement, ce dernier comprend en outre une étape de détermination de premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés de l'accessoire de forage à partir des premier et deuxième angles d'inclinaison mesurés et de l'angle prédéterminé mesuré.
  • Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de positionnement, ce dernier comprend en outre une étape d'affichage des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés sur le dispositif d'affichage du dispositif de contrôle.
  • Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de positionnement, ce dernier comprend une étape de positionnement de l'accessoire de forage en tenant compte des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés.
  • Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de positionnement, l'étape de positionnement du dispositif de contrôle dans la cabine d'opérateur de l'engin porteur comprend le positionnement du dispositif de contrôle sur un support sensiblement horizontal.
  • De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence aux dessins schématiques annexés représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif de contrôle.
    • La figure 1 est une vue schématique de dessus d'un appareil de forage selon l'invention montrant un bras de support de l'appareil de forage selon une orientation qui n'est pas perpendiculaire par rapport à un front de taille.
    • La figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de contrôle selon la présente invention.
    • Les figures 3 et 4 sont des vues schématiques de côté et de face de l'appareil de forage de la figure 1 montrant un bras de support de l'appareil de forage selon une orientation perpendiculaire à un front de taille et montrant respectivement l'accessoire de forage incliné selon un premier angle d'inclinaison et selon un deuxième angle d'inclinaison.
    • Les figures 5 et 6 sont des vues schématiques de dessus de l'appareil de forage selon l'invention dans deux positions de fonctionnement différentes par rapport au front de taille.
    • Les figures 7 et 8 sont des vues schématiques de face de l'appareil de forage selon l'invention respectivement dans les deux positions de fonctionnement représentées sur les figures 5 et 6 et montrant respectivement l'accessoire de forage selon deux orientations différentes par rapport à la verticale.
    • Les figures 9 et 10 sont des vues schématiques de côté de l'appareil de forage selon l'invention respectivement dans les deux positions de fonctionnement représentées sur les figures 5 et 6 et montrant respectivement l'accessoire de forage selon deux orientations différentes par rapport à la verticale.
    • Les figures 1 à 10 représentent un appareil de forage 2 comprenant un engin porteur 3, de type pelle mécanique, équipé d'une cabine d'opérateur 4 et d'un bras de support 5. L'engin porteur 3 peut par exemple comporter des chenilles 6.
  • L'appareil de forage 2 comprend en outre un accessoire de forage 7 monté sur le bras de support 5 de l'engin porteur 3, et un dispositif de contrôle 8 qui est avantageusement portatif et qui est configuré pour contrôler à distance, par exemple par radiofréquence, l'accessoire de forage 7. L'accessoire de forage 7 est avantageusement un mât de forage s'étendant selon une direction d'extension De.
  • Comme montré plus particulièrement sur la figure 2, le dispositif de contrôle 8 comporte un boîtier de contrôle 9 destiné à être positionné dans la cabine d'opérateur 4. Le boîtier de contrôle 9 comprend une face avant 11 qui est sensiblement plane et qui est destinée à être positionnée sensiblement perpendiculairement à l'orientation du bras de support 5, c'est-à-dire sensiblement perpendiculairement à un plan d'extension Pe du bras de support 5. Selon une variante de réalisation de l'invention, la face avant 11 pourrait être bombée ou être formée par une pluralité de pans de différentes inclinaisons.
  • Le boîtier de contrôle 9 comporte en outre une face supérieure 12 équipée d'un dispositif d'affichage 13, tel qu'un écran d'affichage, et d'un panneau de commande 14 servant à contrôler l'accessoire de forage 7. Le panneau de commande 14 peut par exemple comporter au moins un bouton de commande et/ou au moins un levier de commande, également nommé joystick de commande.
  • Le dispositif de contrôle 8 comporte en outre un dispositif de mesure d'angle 15 comprenant un organe rotatif 16 disposé sur la face supérieure 12 du boîtier de contrôle 9. L'organe rotatif 16 peut par exemple être positionné sur ou à l'extérieur du panneau de commande 14. L'organe rotatif 16 est monté mobile en rotation par rapport au boîtier de contrôle 9 autour d'un axe de rotation A qui est perpendiculaire à la face supérieure 12 du boîtier de contrôle 9 et qui est sensiblement vertical lorsque le boîtier de contrôle 9 est positionné sur un support horizontal.
  • L'organe rotatif 16 est équipé d'un dispositif de visée 18 configuré pour indiquer une direction de visée Dv. De façon avantageuse, le dispositif de visée 18 comporte un repère de visée prévu sur l'organe rotatif 16, le repère de visée pouvant par exemple être formé par un marquage de visée prévu sur l'organe rotatif 16, tel qu'une flèche, un trait, un dessin, et/ou une protubérance formée sur l'organe rotatif 16.
  • Le dispositif de mesure d'angle 15 est plus particulièrement configuré de telle sorte que le dispositif de visée 18 pointe dans une direction de référence Dr sensiblement perpendiculaire à la face avant 11 et/ou à un bord avant 19 de la face supérieure 12, lorsque l'organe rotatif 16 est dans une position angulaire de référence.
  • En outre, le dispositif de mesure d'angle 15 est configuré pour mesurer un angle prédéterminé α entre la position angulaire de référence de l'organe rotatif 16 et une position angulaire sélectionnée de l'organe rotatif 16 dans laquelle le dispositif de visée 18 pointe vers un point de visée 21 sélectionné par un opérateur.
  • Avantageusement, le point de visée 21 est sélectionné de telle sorte que, lorsque l'organe rotatif 16 est dans la position angulaire sélectionnée, la direction de visée Dv indiquée par le dispositif de visée 18 est sensiblement perpendiculaire à un front de taille 22. Ainsi, l'angle prédéterminé α mesuré par le dispositif de mesure d'angle 15 correspond plus particulièrement à un angle entre le plan d'extension Pe du bras de support 5 et une direction perpendiculaire au front de taille 22.
  • L'appareil de forage 2 comporte en outre un système de mesure 23 configuré pour mesurer un premier angle d'inclinaison x de l'accessoire de forage 7 par rapport à une direction verticale V et un deuxième angle d'inclinaison y de l'accessoire de forage 7 par rapport à la direction verticale V, le premier angle d'inclinaison x étant mesuré dans un premier plan vertical parallèle au plan d'extension Pe du bras de support 5 et entre la direction verticale V et la direction d'extension De de l'accessoire de forage 7, et le deuxième angle d'inclinaison y étant mesuré dans un deuxième plan vertical perpendiculaire au plan d'extension Pe du bras de support 5 et entre la direction verticale V et la direction d'extension De de l'accessoire de forage 7. Le système de mesure 23 peut notamment comporter au moins un inclinomètre, par exemple placé dans l'accessoire de forage.
  • L'appareil de forage 2 comporte également une unité de traitement 24 configurée pour déterminer des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' de l'accessoire de forage 7 à partir des premier et deuxième angles d'inclinaison x, y mesurés par le système de mesure 23 et de l'angle prédéterminé α mesuré par le dispositif de mesure d'angle 15. L'unité de traitement 24 peut par exemple être disposée dans le dispositif de contrôle 8 ou dans la cabine d'opérateur 4 de l'engin porteur 3. L'unité de traitement 24 pourrait également être disposée dans l'accessoire de forage 7 ou sur l'engin porteur 3.
  • Comme cela ressort de la figure 5, lorsque le plan d'extension Pe du bras de support 5 est perpendiculaire au front de taille 22, l'angle prédéterminé α est nul, et les premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' sont alors respectivement égaux aux premier et deuxième angles d'inclinaison x, y. Au contraire, lorsque l'angle prédéterminé α n'est pas nul, alors les premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' sont respectivement différents des premier et deuxième angles d'inclinaison x, y
  • De façon avantageuse, le dispositif d'affichage 13 est configuré pour afficher les angles d'inclinaison corrigés x', y' déterminés par l'unité de traitement 24. Ainsi, l'opérateur peut visualiser, directement sur le dispositif de contrôle 8, les angles d'inclinaison corrigés x', y' de l'accessoire de forage 7 par rapport au front de taille 22, et ce sans qu'aucun élément supplémentaire ne soit à installer dans la cabine d'opérateur 4 de l'engin porteur 3 pour réaliser cette fonction.
  • Un procédé de forage d'un front de taille à l'aide d'un appareil de forage selon la présente invention va maintenant être décrit. Un tel procédé de forage comporte les étapes suivantes :
    • positionnement, par un opérateur installé dans la cabine d'opérateur 4 de l'engin porteur, du dispositif de contrôle 8 sur un support horizontal ou sur ses genoux de telle sorte que la face supérieure du boîtier de contrôle 9 soit sensiblement horizontale,
    • déplacement angulaire de l'organe rotatif de telle sorte que le dispositif de visée 18 pointe vers un point de visée 21 sélectionné de telle sorte que la direction de visée Dv indiquée par le dispositif de visée 18 soit sensiblement perpendiculaire au front de taille 22,
    • mesure par le dispositif de mesure d'angle de la valeur de l'angle prédéterminé α,
    • détermination de l'angle entre le plan d'extension Pe du bras de support 5 de l'engin porteur 3 et une direction sensiblement perpendiculaire au front de taille 22,
    • détermination des premier et deuxième angles d'inclinaison x, y par le système de mesure 23,
    • détermination des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' par l'unité de traitement 24,
    • affichage des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' sur le dispositif d'affichage,
    • positionnement de l'accessoire de forage 7 par l'opérateur en tenant compte des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' affichés sur le dispositif d'affichage,
    • forage d'un trou de forage à l'aide de l'accessoire de forage,
    • répéter les étapes précédentes de manière à forer une pluralité de trous de forage selon un plan de tir prédéterminé.

Claims (9)

  1. Procédé de positionnement d'un accessoire de forage (7) monté sur un bras de support (5) d'un engin porteur (3), le procédé de positionnement comportant les étapes suivantes :
    - fourniture d'un dispositif de contrôle (8) qui est portatif et qui est configuré pour contrôler à distance l'accessoire de forage (7), le dispositif de contrôle (8) comportant un boîtier de contrôle (9) et un dispositif de mesure d'angle (15) comprenant un organe rotatif (16) monté mobile en rotation sur le boîtier de contrôle (9) autour d'un axe de rotation (A), l'organe rotatif (16) étant équipé d'un dispositif de visée (18),
    - positionnement, par un opérateur installé dans la cabine d'opérateur (4) de l'engin porteur (3), du dispositif de contrôle (8) dans la cabine d'opérateur (4),
    - déplacement angulaire de l'organe rotatif (16) dans une position angulaire sélectionnée de telle sorte que le dispositif de visée (18) pointe vers un point de visée (21) sélectionné de telle sorte qu'une direction de visée (Dv) indiquée par le dispositif de visée (18) est sensiblement perpendiculaire à un front de taille (22), et
    - mesure, par le dispositif de mesure d'angle (15), d'un angle prédéterminé (α) entre une position angulaire de référence de l'organe rotatif (16) et la position angulaire sélectionnée de l'organe rotatif (16).
  2. Procédé de positionnement selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de mesure d'angle (15) est disposé sur une face supérieure (12) du boîtier de contrôle (9).
  3. Procédé de positionnement selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de mesure d'angle (15) est configuré de telle sorte que le dispositif de visée (18) pointe dans une direction de référence (Dr) sensiblement perpendiculaire à un bord avant (19) de la face supérieure (12) du boîtier de contrôle (9) lorsque l'organe rotatif (16) est dans la position angulaire de référence.
  4. Procédé de positionnement selon l'une quelconques des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif de mesure d'angle (15) est configuré de telle sorte que l'axe de rotation (A) de l'organe rotatif (16) est sensiblement vertical lorsque le boîtier de contrôle (9) est positionné sur un support horizontal.
  5. Procédé de positionnement selon l'une quelconques des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de visée (18) comporte un repère de visée prévu sur l'organe rotatif (16).
  6. Procédé de positionnement selon l'une quelconques des revendications 1 à 5, dans lequel le dispositif de contrôle comporte un dispositif d'affichage (13) disposé sur le boîtier de contrôle (9).
  7. Procédé de positionnement selon l'une quelconques des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif de contrôle est configuré pour contrôler par radiofréquence l'accessoire de forage (7).
  8. Procédé de positionnement selon l'une quelconques des revendications 1 à 7, lequel comporte une étape de mesure d'un premier angle d'inclinaison (x) de l'accessoire de forage (7) par rapport à une direction verticale (V) et d'un deuxième angle d'inclinaison (y) de l'accessoire de forage (7) par rapport à la direction verticale (V), le premier angle d'inclinaison (x) étant mesuré dans un premier plan vertical parallèle à un plan d'extension (Pe) du bras de support (5) et entre la direction verticale et une direction d'extension (De) de l'accessoire de forage (7), et le deuxième angle d'inclinaison (y) étant mesuré dans un deuxième plan vertical perpendiculaire au plan d'extension (Pe) du bras de support (5) et entre la direction verticale et la direction d'extension (De) de l'accessoire de forage (7).
  9. Procédé de positionnement selon la revendication 8, lequel comporte une étape de détermination de premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés (x', y') de l'accessoire de forage (7) à partir des premier et deuxième angles d'inclinaison (x, y) mesurés et de l'angle prédéterminé (α) mesuré.
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