FI122300B - Method and arrangement for a rock drilling machine - Google Patents

Method and arrangement for a rock drilling machine Download PDF

Info

Publication number
FI122300B
FI122300B FI20085926A FI20085926A FI122300B FI 122300 B FI122300 B FI 122300B FI 20085926 A FI20085926 A FI 20085926A FI 20085926 A FI20085926 A FI 20085926A FI 122300 B FI122300 B FI 122300B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
tool
reflected
stone
drilled
path
Prior art date
Application number
FI20085926A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20085926A0 (en
FI20085926A (en
Inventor
Markku Keskiniva
Juha Piispanen
Mauri Esko
Aimo Helin
Original Assignee
Sandvik Mining & Constr Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandvik Mining & Constr Oy filed Critical Sandvik Mining & Constr Oy
Publication of FI20085926A0 publication Critical patent/FI20085926A0/en
Priority to FI20085926A priority Critical patent/FI122300B/en
Priority to CN200980138577.6A priority patent/CN102164714B/en
Priority to CA2735772A priority patent/CA2735772C/en
Priority to PCT/FI2009/050781 priority patent/WO2010037905A1/en
Priority to EP09817334.7A priority patent/EP2328723B1/en
Priority to AU2009299713A priority patent/AU2009299713B2/en
Priority to JP2011528381A priority patent/JP5399498B2/en
Publication of FI20085926A publication Critical patent/FI20085926A/en
Priority to ZA2011/01642A priority patent/ZA201101642B/en
Priority to CL2011000680A priority patent/CL2011000680A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI122300B publication Critical patent/FI122300B/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/14Control devices for the reciprocating piston
    • B25D9/26Control devices for adjusting the stroke of the piston or the force or frequency of impact thereof
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E21B7/022Control of the drilling operation; Hydraulic or pneumatic means for activation or operation
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00Automatic 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
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00Automatic 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
    • E21B44/02Automatic control of the tool feed
    • E21B44/08Automatic control of the tool feed in response to the amplitude of the movement of the percussion tool, e.g. jump or recoil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Description

Menetelmä ja sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessäMethod and arrangement for a rock drilling machine

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Keksinnön kohteena on menetelmä kallionporauslaitteen ohjaamiseksi, jossa kallionporauslaitteessa on iskulaitteen käsittävä kallioporakone, 5 syöttölaite ja työkalu, jonka päässä on terä kiven rikkomista varten ja joka isku-laite on sovitettu aiheuttamaan työkaluun kohdistuva jännitysaalto ja joka työkalu on sovitettu välittämään iskulaitteen aiheuttama jännitysaalto puristus-jännitysaaltona terään ja siitä edelleen porattavaan kiveen ja joka syöttölaite on sovitettu työntämään työkalua ja terää porattavaa kiveä vasten, jolloin polo rattaessa ainakin osa iskulaitteen työkaluun aiheuttamasta puristusjännitys-aallosta heijastuu porattavasta kivestä takaisin työkaluun jännitysaaltona.The present invention relates to a method for controlling a rock drilling device, wherein the rock drilling device has a rock drilling machine comprising a percussion device, a feeder and a tool having a blade for breaking the rock and each percussion device adapted to and further into the stone to be drilled, and the feeder is adapted to push the tool and blade against the stone to be drilled, whereby at least part of the compression stress wave produced by the impactor on the tool is reflected back from the drilled stone to the tool.

Edelleen keksinnön kohteena on sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessä, jossa kallionporauslaitteessa on iskulaitteen käsittävä kallioporakone, syöttölaite ja työkalu, jonka päässä on terä kiven rikkomista varten ja 15 joka iskulaite on sovitettu aiheuttamaan työkaluun kohdistuva jännitysaalto ja joka työkalu on sovitettu välittämään iskulaitteen aiheuttama jännitysaalto puristusjännitysaaltona terään ja siitä edelleen porattavaan kiveen ja joka syöttölaite on sovitettu työntämään työkalua ja terää porattavaa kiveä vasten, jolloin porattaessa ainakin osa iskulaitteen työkaluun aiheuttamasta puristus-20 jännitysaallosta heijastuu porattavasta kivestä takaisin työkaluun jännitys-aaltona.The invention further relates to an arrangement in connection with a rock drilling device, wherein the rock drilling device comprises a rock drilling machine, a feeding device and a tool having a blade for breaking a rock and a percussion device adapted to cause a tension wave and the feeder is adapted to push the tool and blade against the stone to be drilled, whereby during drilling, at least part of the compression-tension wave 20 caused by the impactor on the tool is reflected back to the tool by a tension wave.

Kallioporakoneita käytetään kallion poraamiseen ja louhimiseen esimerkiksi maanalaisissa kaivoksissa, avolouhoksilla ja maanrakennustyömailla. Tunnettuja kallion poraukseen ja louhintaan käytettyjä menetelmiä ovat leik-25 kaavat, murskaavat ja iskevät menetelmät. Iskevät menetelmät ovat yleisimmin o käytössä kovien kivilaatujen yhteydessä. Iskevässä menetelmässä pora- ck koneen työkalua sekä pyöritetään että isketään. Kallion rikkoontuminen tapah- o ^ tuu kuitenkin pääasiassa iskun vaikutuksesta. Pyörityksen tarkoituksena on lä- ° hinnä varmistaa se, että työkalun ulommassa päässä olevan porakruunun taiRock drills are used to drill and quarry rock, for example in underground mines, open-cast mines and construction sites. Known methods used for rock drilling and quarrying are cut-to-form, crushing and impact methods. Impact methods are most commonly used for hard stone grades. In the striking method, the drill tool is both rotated and struck. However, rock breakage occurs mainly through impact. The purpose of the rotation is mainly to ensure that the drill bit on the outer end of the tool or

XX

£ 30 terän nastat tai muut työstävät osat iskevät aina uuteen kohtaan kivessä, to Kallioporakone käsittää tavallisesti hydraulitoimisen iskulaitteen, jonka iskuin männällä saadaan aikaan työkaluun tarvittavat puristusjännitysaallot. Iskeväs- 00 § sä menetelmässä tehokas kiven rikkominen edellyttää, että terä on kiven pin- ^ taa vasten iskuhetkellä. Iskulaitteen iskuun liittyvällä energialla aiheutetaan 35 työkaluun puristusjännitysaalto, joka siirtyy työkalusta työkalun päähän sovitettuun terään ja siitä edelleen kiveen. Yleensä kaikissa porausolosuhteissa osa 2 kiveen kohdistetusta puristusjännitysaallosta heijastuu takaisin kivestä pora-koneen työkaluun jännitysaaltona.The £ 30 blade pins or other machining parts always strike a new spot in the rock, to The rock drill usually includes a hydraulically driven impactor whose stroke on the piston produces the necessary compression stress waves for the tool. In the strike mode, effective stone breaking requires that the blade be against the stone surface at the time of impact. The impact energy of the impactor produces a crushing stress wave on the tool 35, which passes from the tool to the blade fitted at the end of the tool and then to the stone. Generally, under all drilling conditions, a portion of the 2 compressive stress wave applied to the stone is reflected back from the stone to the drilling machine tool as a stress wave.

WO-julkaisussa 2006/126933 on esitetty eräs menetelmä porauksen ohjaamiseksi porattavasta kivestä työkaluun heijastuneen jännitysaallon 5 energian määrän perusteella. Menetelmässä määritetään vähintäänkin yksi tunnusarvo, joka kuvaa kivestä heijastuneen jännitysaallon energian määrää. Edelleen tämän mainitun tunnusarvon perusteella säädetään iskulaitteen pulssigeneraattorin tuottaman jännitysaallon nousuaikaa ja/tai sen ajallista kestoa. Edellä mainitun tunnusarvon mukaan voidaan myös säätää pulssi-10 generaattorin tuottaman jännitysaallon amplitudia. Tavoitteena kyseisessä julkaisussa esitetyssä ratkaisussa on minimoida heijastuneen energian määrää, täten parantaen poraussysteemin hyötysuhdetta.WO 2006/126933 discloses a method for controlling drilling from a drilled stone to the amount of energy reflected by the stress wave 5 reflected in the tool. The method determines at least one characteristic value that describes the amount of energy of a stress wave reflected from a stone. Further, based on this said characteristic, the rise time and / or the duration of the stress wave produced by the impactor pulse generator is controlled. According to the above-mentioned characteristic value, the amplitude of the voltage wave produced by the pulse 10 generator can also be adjusted. The object of the solution disclosed in that publication is to minimize the amount of energy reflected, thereby improving the efficiency of the drilling system.

Esitetyn menetelmän heikkoutena on kuitenkin ensinnäkin se, että heijastuneen jännitysaallon energian määrää on hankala mitata. Kuviossa 2 on 15 kaavamaisesti esitetty eräs porattavaan kiveen menevä puristusjännitysaalto ja porattavasta kivestä heijastunut jännitysaalto. Kuviossa 2 heijastuneessa jännitysaallossa porattavasta kivestä takaisin työkaluun heijastunut puristus-jännitys on merkitty positiiviseksi ja vetojännitys negatiiviseksi. Pulssi-generaattorin tuottaman puristusjännitysaallon σ; energian määrä voidaan las- 20 kea kaavalla E, =^cfofdt (1) Y li ja porattavasta kivestä takaisin työkaluun heijastuvan jännitysaallon σ,. ener-___ 25 gian määrä voidaan puolestaan laskea kaavalla δ c\j .However, one of the drawbacks of the disclosed method is, firstly, that the amount of energy reflected by the reflected stress wave is difficult to measure. Fig. 2 is a schematic representation of a compressive stress wave entering a drilled stone and a stress wave reflected from a drilled stone. In Fig. 2, the compressive stress reflected from the stone to be drilled back into the tool in the reflected stress wave is marked positive and the tensile stress negative. The compression stress wave produced by the pulse generator σ; the amount of energy can be calculated by the formula E, = ^ cfofdt (1) Y li and the stress wave σ, reflected from the stone to be drilled back to the tool. The number of ener -___ 25 threads, in turn, can be calculated by the formula δ c \ j.

ά Er = —cfc>r2dt, (2) o r Y J r v ' ' 1 (Ι Ο)ά Er = —cfc> r2dt, (2) o r Y J r v '' 1 (Ι Ο)

Oo

g missä A on työkalun eli porakangen poikkipinta-ala, Y on kimmomoduli, c on cd 30 aallon nopeus työkalussa, ti on työkalusta porattavaan kiveen meneväng where A is the cross sectional area of the tool, Y is the modulus of elasticity, c is the speed of 30 waves of the tool, ti is the amount of stone to be drilled from the tool

C\JC \ J

g puristusjännitysaallon σ; kestoaika ja tr on porattavasta kivestä takaisin työ- o kaluun heijastuvan jännitysaallon σΓ kestoaika. Kaavasta kaksi nähdään sel- ^ västi, miten heijastuneen jännitysaallon energiaa laskettaessa potenssiin korotuksen seurauksena menetetään heijastuneesta jännitysaallosta merkki- 3 informaatio eli se tieto, mikä osuus heijastuneen jännitysaallon energiasta on puristusjännitystä ja mikä osuus vetojännitystä.g compressive stress wave σ; duration and tr is the duration of the stress wave σΓ reflected from the stone to be drilled. Formula two clearly shows how, when calculating the energy of a reflected stress wave, the increase in power results in loss of sign information, i.e., the proportion of the energy of the reflected stress wave being the compressive stress and the tensile stress.

Heijastuneen energian määrä ei myöskään kuvaa luotettavasti vallitsevia kiviolosuhteita. Porattaessa äkillisesti onkaloon heijastuu iskulaitteen 5 pulssigeneraattorin tuottama puristusjännitysaalto kokonaan vetoheijastus- aaltona takaisin työkalun kiven puoleisesta päästä. Tällöin jännitysaallon hyötysuhde on luonnollisesti 0%. Porattaessa erittäin kovaan kiveen heijastuu puristusjännitysaalto lähes täydellisesti puristusjännitysaaltona takaisin. Tässäkin tapauksessa hyötysuhde on lähes 0%. Toisin sanoen molemmissa 10 tapauksissa puristusjännitysaallon energia heijastuu lähes kokonaisuudessaan takaisin, vaikkakin porausolosuhteet ovat täysin erilaiset ja porauksen kannalta tarvittavat säätötoimenpiteet ovat täysin ristikkäiset.Also, the amount of reflected energy does not reliably depict the prevailing rock conditions. When drilling abruptly into the cavity, the compression stress wave produced by the pulse generator of the impactor 5 is completely reflected as a tensile reflection wave back from the stone side end of the tool. In this case, the efficiency of the stress wave is, of course, 0%. When drilling on very hard rock, the compressive stress wave is almost completely reflected back as a compressive stress wave. Again, the efficiency is close to 0%. In other words, in both 10 cases the energy of the compressive stress wave is almost completely reflected, although the drilling conditions are completely different and the control measures required for drilling are completely transverse.

Täten porattavasta kivestä takaisin työkaluun heijastuvan jännitys-aallon energian määrän perusteella ei ole mahdollista saada toteutettua sells laista iskulaitteen ohjausta, joka toimisi luotettavasti erilaisissa poraus- olosuhteissa.Thus, due to the amount of energy of the excitation wave reflected from the drill stone back to the tool, it is not possible to obtain such an impactor control which would operate reliably under different drilling conditions.

Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudentyyppinen ratkaisu porakoneen toiminnan ohjaukseen.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a new type of solution for controlling the operation of a drill.

20 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että mita taan ainakin yhtä porattavasta kivestä työkaluun heijastuvaa jännitysaaltoa kuvaavaa mittaussignaalia, määritetään porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärä tai sitä kuvaava suure mainitun mittaussignaalin perusteella ja säädetään iskulaitteen toimintaa ja/tai syöttölaitteen toimintaa 25 porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärän tai sitä o kuvaavan suureen perusteella.The method according to the invention is characterized in that at least one measuring signal reflecting the stress wave reflected from the drill to the tool is determined by measuring the amount of movement of the stress wave reflected from the drill to the tool based on said measuring signal and adjusting the action and based on the amount of movement or o that represents it.

ck Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on tunnusomaista se, että sovi- o ^ telmaan kuuluu edelleen ainakin yksi mittausväline, joka on sovitettu mittaa- ° maan ainakin yhtä porattavasta kivestä työkaluun heijastuvaa jännitysaaltoaThe arrangement according to the invention is characterized in that the arrangement further comprises at least one measuring means adapted to measure at least one stress wave reflected from the drill stone to the tool.

XX

£ 30 kuvaavaa mittaussignaalia ja että sovitelmaan kuuluu edelleen ainakin yksi cd ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikkö, joka on sovitettu määrittämään mittausko välineen mittaussignaalin perusteella porattavasta kivestä työkaluun heijastu- 00 § van jännitysaallon liikemäärä tai sitä kuvaava suure ja joka ohjaus- ja tietojen- ^ käsittely-yksikkö on sovitettu säätämään iskulaitteen toimintaa ja/tai syöttö- 35 laitteen toimintaa porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärän tai sitä kuvaavan suureen perusteella.£ 30, and that the arrangement further comprises at least one cd control and data processing unit, adapted to determine the amount of or a measure of the 00-wave stress wave reflected from the stone drilled into the tool based on the measurement signal of the instrument; The unit is adapted to adjust the action of the impactor and / or the feeder 35 on the basis of the amount of stress wave applied to the tool or the quantity representing it.

44

Menetelmässä kallionporauslaitteen ohjaamiseksi, jossa kallion-porauslaitteessa on iskulaitteen käsittävä kallioporakone, syöttölaite ja työkalu, jonka päässä on terä kiven rikkomista varten ja joka iskulaite on sovitettu aiheuttamaan työkaluun kohdistuva jännitysaalto ja joka työkalu on sovitettu 5 välittämään iskulaitteen aiheuttama jännitysaalto puristusjännitysaaltona terään ja siitä edelleen porattavaan kiveen ja joka syöttölaite on sovitettu työntämään työkalua ja terää porattavaa kiveä vasten, jolloin porattaessa ainakin osa iskulaitteen työkaluun aiheuttamasta puristusjännitysaallosta heijastuu porattavasta kivestä takaisin työkaluun jännitysaaltona, mitataan ainakin yhtä poratta-10 vasta kivestä työkaluun heijastuvaa jännitysaaltoa kuvaavaa mittaussignaalia, määritetään porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärä tai sitä kuvaava suure mainitun mittaussignaalin perusteella ja säädetään iskulaitteen toimintaa ja/tai syöttölaitteen toimintaa porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärän tai sitä kuvaavan suureen pe-15 rusteella.A method for controlling a rock drilling device, wherein the rock drilling device comprises a rock drilling machine comprising a percussion device, a feeder, and a tool having a blade for breaking the rock and the percussion device adapted to cause and the feeder is adapted to push the tool and blade against the drill stone, whereby at least a portion of the drill-to-drill tensile wave is measured to measure at least a portion of a quantity representing it based on said measurement signal and adjusting the impactor operation and / or feeder operation on the drill stone reflected in the tool by the amount of momentum of the stress wave or its large pe-15.

Porattavasta kivestä takaisin työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärä säilyttää tiedon siitä, käsittääkö heijastunut jännitysaalto veto-jännitystä vai puristusjännitystä. Heijastuneen jännitysaallon liikemäärän perusteella voidaan siis koko ajan tunnistaa kyseistä poraushetkeä vastaavat 20 porausolosuhteet siten, että kallioporakoneen ja jopa koko kallionporauslaitteen toiminnan ohjaaminen tai säätö voidaan toteuttaa oikealla tavalla vallitsevien porausolosuhteiden perusteella siten, että porauskalustolle ei aiheuteta turhaa rasitusta.The amount of stress wave reflected from the drill stone back to the tool retains information whether the reflected wave wave comprises tensile stress or compression stress. Thus, the amount of motion of the reflected stress wave can continuously identify the drilling conditions corresponding to that drilling time so that the operation or adjustment of the rock drill and even the entire rock drilling device can be properly implemented based on prevailing drilling conditions without undue strain on the drilling equipment.

Erään sovellutusmuodon mukaan liikemäärän ollessa pieni kasvate-25 taan syöttölaiteen syöttövoimaa. Pieni liikemäärän arvo indikoi kysymyksessä olevan alisyöttötilanteen, jolloin syöttölaitteen syöttövoimaa kasvattamalla voi-° daan saavuttaa normaali poraustilanne.According to one embodiment, when the momentum is small, the feed force of the feeder is increased. A small amount of momentum indicates the under-feeding situation in question, whereby increasing the feed force of the feeder can achieve a normal drilling situation.

g Erään toisen sovellutusmuodon mukaan liikemäärän ollessa pieni o) kasvatetaan iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon pituutta tai kestoaikaa o 30 ja/tai pienennetään iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon voimakkuutta tai £ amplitudia. Tällöin, mikäli syöttölaitteen syöttövoiman kasvattaminen ei ole vai- kuttanut heijastuneen jännitysaallon liikemäärään, voidaan päätellä pienen g liikemäärän johtuvan pehmeän kiven aiheuttamasta vetojännityksestä, jota voi- § daan pienentää pienentämällä iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon voimak-g According to another embodiment, when the momentum is small o), the length or duration of the impactor-induced stress wave is increased and / or the impactor-induced stress wave intensity or ε amplitude is reduced. In this case, if the increase in the feed force of the feeder has not affected the amount of motion of the reflected stress wave, it can be deduced from the tensile stress caused by the soft stone, which can be reduced by reducing the force of the impact wave.

CMCM

35 kuutta tai amplitudia. Tämän seurauksena vetojännitysaallon amplitudi pienenee ja porauskalustoon kohdistuvat rasitukset pienentyvät. Samalla voidaan 5 kasvattaa iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon pituutta tai kestoaikaa, jolloin jännitysaallon amplitudin pienentämisestä johtuva porausnopeuden pienentyminen voidaan kompensoida.35 six or amplitude. As a result, the tensile wave amplitude is reduced and the stress on the drilling equipment is reduced. At the same time, the length or duration of the stress wave produced by the impactor can be increased, whereby the reduction in the drilling speed due to the reduction of the stress wave amplitude can be compensated.

Erään kolmannen sovellutusmuodon mukaan liikemäärän ollessa 5 suuri lyhennetään iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon pituutta ja kasvatetaan iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon voimakkuutta. Iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon pituuden lyhentäminen lyhentää porattavaan kiveen kohdistettavan ja siitä heijastuvan puristusjännitysaallon pituutta, jolloin porauksen hyötysuhde paranee. Iskulaitteen iskupulssin voimakkuuden kasvattamisen 10 seurauksena puristusjännitysaallon amplitudi kasvaa, jolloin porauksen tunkeu-ma kiveen kasvaa.According to a third embodiment, when the momentum is large, the length of the impactor-induced stress wave is shortened and the impactor-induced stress wave intensity is increased. Shortening the stress wave length caused by the impactor shortens the length of the compression stress wave applied to and reflected from the stone to be drilled, thereby improving the efficiency of the drilling. As a result of increasing the impactor impact pulse intensity 10, the amplitude of the compressive stress wave increases, thereby increasing the penetration of the borehole into the stone.

Kuvioiden lyhyt selostusBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa 15 kuvio 1 esittää kaavamaisesti sivusta katsottuna erästä kallion- porauslaitetta, jossa esitetyn mukaista ratkaisua on sovellettu, kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä porattavaan kiveen menevää puristusjännitysaaltoa ja porattavasta kivestä heijastunutta jännitysaaltoa, kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä porattavaan kiveen menevää 20 puristusjännitysaaltoa ja vastaavaa porattavasta kivestä heijastunutta jännitys-aaltoa, kuvio 4 esittää kaavamaisesti kuvion 3 esittämiä jännitysaaltoja vastaavaa liikemäärää, kuvio 5 esittää kaavamaisesti kuvioita 3 ja 4 vastaavaa työkalun siir- 25 tymää, o kuvio 6 esittää kaavamaisesti erästä toista porattavaan kiveenSome embodiments of the invention are explained in more detail in the accompanying drawings, in which Fig. 1 schematically shows a side view of a rock drilling device in which the solution shown is applied; Fig. 2 schematically shows Fig. 4 is a schematic representation of the tool displacement corresponding to Figs. 3 and 4, and Fig. 6 is a schematic representation of one of the second tension waves and a corresponding tension wave reflected from a drill stone.

CVJCVJ

^ menevää puristusjännitysaaltoa ja vastaavaa porattavasta kivestä heijastunut- ° ta jännitysaaltoa ja^ a compressive stress wave and a corresponding stress wave reflected from a drill stone, and

CDCD

° kuvio 7 esittää kaavamaisesti kuvion 6 esittämiä jännitysaaltoja vas- | 30 taavaa työkalun siirtymää.Fig. 7 schematically illustrates the stress waves shown in Fig. 6 30 tool offsets.

COC/O

CvJCVJ

g Kuvioissa keksinnön eräitä suoritusmuotoja on esitetty selvyyden o vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla ^ viitenumeroilla.g In the figures, some embodiments of the invention are shown in simplified form for the sake of clarity. Like parts are denoted by like reference numerals in the figures.

66

Keksinnön yksityiskohtainen selostusDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti sivusta katsottuna ja huomattavasti yksinkertaistettuna eräs kallionporauslaite 1, jonka yhteydessä voidaan hyödyntää keksinnön mukaista ratkaisua. Kuvion 1 mukaisessa kallionporaus-5 laitteessa 1 on puomi 2, jonka päässä on syöttöpalkki 3, jossa on iskulaitteen 4 ja pyörityslaitteen 5 sisältävä kallioporakone 6. Pyörityslaitteella 5 välitetään työkaluun 7 jatkuva pyöritysvoima, jonka ansiosta työkaluun 7 kytketty terä 8 vaihtaa iskun jälkeen asentoaan ja iskee seuraavalla iskulla uuteen kohtaan kivessä. Tavallisesti iskulaitteessa 4 on paineväliaineen vaikutuksesta liikkuva 10 iskumäntä, joka iskee työkalun 7 yläpäähän tai työkalun 7 ja iskulaitteen 4 välille sovitettuun välikappaleeseen. Iskulaitteen 4 rakenne voi toki olla muunkinlainen. Täten työkaluun kohdistettava jännitysaalto voidaan saada aikaan myös esimerkiksi johonkin paineväliaineeseen kohdistettavan paineimpulssin välityksellä tai sähkömagnetismiin perustuvilla välineillä ilman mekaanisesti 15 liikkuvaa iskumäntää. Myös tällaisiin ominaisuuksiin perustuvien iskulaitteiden katsotaan tässä tarkoittavan iskulaitetta. Työkalun 7 sisempi pää kytketään kallioporakoneeseen 6 ja työkalun 7 ulommassa päässä on kiinteä tai irrotettavissa oleva terä 8 kiven rikkomista varten. Työkalun 7 sisempi pää on esitetty kuviossa 1 kaavamaisesti katkoviivalla. Porauksen aikana terää 8 työnnetään 20 syöttölaitteella 9 kiveä vasten. Syöttölaite 9 on sovitettu syöttöpalkkiin 3, jonka yhteyteen kallioporakone 6 on sovitettu liikkuvaksi. Tyypillisesti terä 8 on niin sanottu porakruunu, jossa on teränastoja 8a, mutta muunkinlaiset teräraken-teet ovat mahdollisia. Pitkien reikien porauksessa eli niin sanotussa jatkotanko-porauksessa terän 8 ja porakoneen 6 välille liitetään porattavan reiän syvyy-25 destä riippuva määrä porakankia 10a - 10c, jotka muodostavat työkalun 7. i- Kuviossa 1 kallionporauslaite 1 on esitetty kallioporakoneen 6 ra- ^ kenteeseen verrattuna huomattavasti pienempänä kuin se todellisuudessa on.Fig. 1 is a schematic side elevational view and greatly simplified of a rock drilling device 1 in which the solution of the invention can be utilized. The rock drilling device 5 according to Figure 1 has a boom 2 with a feed beam 3 having a rock drill 6 with a percussion device 4 and a rotating device 5. The rotating device 5 transmits a continuous rotational force to the tool 7, after which the blade 8 next stroke to a new spot in the stone. Usually, the impactor 4 has a percussion piston 10 movable by the pressure medium, which strikes the upper end of the tool 7 or a spacer disposed between the tool 7 and the impactor 4. Of course, the structure of the impactor 4 may be of another type. Thus, a stress wave applied to the tool can also be obtained, for example, by a pressure pulse applied to a pressure medium or by means of electromagnetism without mechanically moving piston. Impactors based on such properties are also considered herein to be impactors. The inner end of the tool 7 is connected to a rock drilling machine 6 and the outer end of the tool 7 has a fixed or detachable blade 8 for breaking the stone. The inner end of the tool 7 is shown schematically in Fig. 1 by a broken line. During drilling, the blade 8 is pushed by a feeder 9 against the stone. The feed device 9 is arranged in a feed beam 3, in connection with which the rock drilling machine 6 is arranged to be movable. Typically, blade 8 is a so-called drill bit having blade studs 8a, but other types of blade designs are possible. In drilling long holes, or so-called extension rod drilling, a number of drill rods 10a to 10c depending on the depth of the hole to be drilled are connected between the blade 8 and the drill 6 to form the tool 7. FIG. 1 shows the rock drilling device 1 smaller than it actually is.

g Selvyyden vuoksi kuvion 1 mukaisessa kallionporauslaitteessa 1 on esitetty cd ainoastaan yksi puomi 2, syöttöpalkki 3, kallioporakone 6 ja syöttölaite 9 muttag For the sake of clarity, the rock drilling device 1 of Figure 1 shows cd only one boom 2, feed beam 3, rock drill 6 and feeder 9 but

Oo

x 30 on selvää, että kallionporauslaitteeseen on tyypillisesti sovitettu useita puome-x 30 it is clear that the rock drilling device is typically fitted with a plurality of boom

CCCC

ja 2, joiden kunkin puomin 2 päähän on sovitettu syöttöpalkki 3, jossa on kallio-cnj porakone 6 ja syöttölaite 9. Edelleen on selvää, että kallioporakoneeseen 6and 2, having at each end of the boom 2 a feed beam 3 having a rock-cnj drill 6 and a feed device 9. It is further understood that the rock drill 6

CDCD

g kuuluu tavallisesti myös huuhtelulaite terän 8 tukkeutumisen estämiseksi, mutes ta selvyyden vuoksi huuhtelulaite on kuviossa 1 jätetty esittämättä. Porakone 6 35 voi olla hydraulikäyttöinen mutta se voi myös olla paineilmakäyttöinen tai sähkökäyttöinen porakone.g is also usually included in the flushing device to prevent clogging of the blade 8, but for the sake of clarity the flushing device is not shown in Figure 1. The drill 6 35 may be hydraulically driven but may also be a pneumatic or electric drill.

77

Iskulaitteella 4 aikaansaatu jännitysaalto siirtyy porakankia 10a -10c pitkin puristusjännitysaaltona kohti ulommaisimman porakangen 10c päässä olevaa terää 8. Kun puristusjännitysaalto kohtaa terän 8, iskeytyy terä 8 ja siinä olevat teränastat 8a porattavaan aineeseen aiheuttaen voimakkaan 5 puristusjännityksen, jonka vaikutuksesta porattavaan kiveen muodostuu säröjä. Mikäli iskulaitteen 4 antama jännitysaalto on liian suuri kiven kovuuteen verrattuna on ongelmana se, että porauskalustoon muodostuu täten tarpeettoman suuri vetojännitystaso. Jatkettaessa porausta pehmeään kiveen liian suurella iskuenergialla on seurauksena esimerkiksi porakankien 10a - 10c välisten 10 kierreliitosten kuluminen ja/tai porauskaluston ennenaikainen väsymisvaurio.The stress wave produced by the impactor 4 moves along the drill rod 10a -10c towards the blade 8 at the end of the outermost drill rod 10c as the compression stress wave hits the blade 8. If the stress wave produced by the impactor 4 is too large in relation to the hardness of the stone, the problem is that an unnecessarily high tensile stress level is created in the drilling equipment. Continued drilling with too much impact energy to soft stone results in, for example, wear on the threaded joints between the drill bars 10a to 10c and / or premature fatigue damage to the drilling equipment.

Kallionporauslaitteiston ja erityisesti kallioporakoneen toiminnan ohjaamiseksi tai säätämiseksi määritetään porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon σΓ liikemäärä tai sitä kuvaava suure ja ohjataan tai säädetään iskulaitteen 4 ja/tai syöttölaitteen 9 toimintaa mainitun liikemäärän 15 tai sitä kuvaavan suureen perusteella. Työkalusta 7 porattavaan kiveen menevän puristusjännitysaallon liikemäärä Pf voidaan laskea kaavastaIn order to control or adjust the operation of the rock drilling apparatus, and in particular the rock drill, the amount of motion or the characteristic representing the stress wave σΓ reflected from the drill to the tool is determined and controlled or controlled by the action 15 or the characteristic. The momentum Pf of the compression stress wave to be drilled from the tool 7 into the drill stone can be calculated from the formula

Pi=Ajoid/, (3) ti 20 missä A on työkalun 7 eli porakangen 10a - 10c poikkipinta-ala ja ti on puristusjännitysaallon kestoaika. Porattavasta kivestä takaisin työkaluun 7 heijastuvan jännitysaallon σΓ liikemäärä Pr voidaan puolestaan laskea kaavastaPi = Ajoid /, (3) ti 20 where A is the cross-sectional area of tool 7, or drill rod 10a-10c, and ti is the duration of the compression stress wave. The momentum Pr of the stress wave σΓ reflected from the drill stone back to the tool 7 can be calculated from the formula

Pr = aJ ard/, (4) tr - 25 c3 missä tr on porattavasta kivestä takaisin työkaluun 7 heijastuvan jännitys- § aallon σΓ kestoaika. Kaavasta (4) nähdään selvästi, miten heijastuneen g jännitysaallon σΓ liikemäärää P, laskettaessa säilytetään heijastuneen x jännitysaallon merkki-informaatio eli se tieto, mikä osuus heijastuneesta 30 jännitysaallosta on puristusjännitystä ja mikä osuus vetojännitystä. Liike- ^ määrän Pr arvon ollessa iso heijastunut jännitysaalto on pääosin puristus- cn g heijastusta ja liikemäärän Pr arvon ollessa pieni on kysymyksessä pääosin o vetoheijastus. Liikemäärän Pr saadessa arvon nolla sisältää kivestä takaisin työkaluun 7 heijastunut jännitysaalto σΓ yhtä paljon sekä vetoa että puristusta.Pr = aJ ard /, (4) tr - 25 c3 where tr is the duration of the stress § wave σΓ reflected from the drill bit back to the tool 7. Equation (4) clearly shows how to calculate the momentum P of the reflected stress wave σΓ, the signal information of the reflected stress wave x, i.e., the proportion of the reflected stress wave 30 is the compressive stress and the proportion of tensile stress. When the value of motion Pr is large, the reflected stress wave is mainly a compression cn g reflection and when the value of motion Pr is small, it is predominantly o tensile reflection. As the momentum Pr becomes zero, the tension wave σΓ reflected from the stone back to the tool 7 contains as much tensile as compression.

Porattavasta kivestä työkaluun 7 eli kuvion 1 esittämässä tapauk sessa yhteen tai useampaan porakankeen 10a - 10c tai poratankoon heijastu van jännitysaallon σΓ matkustaessa työkalun 7 päästä takaisin ylös kalliopora- 8 koneen 6 päähän saa se aikaan työkalun 7 päässä siirtymän. Jos kivestä hei-5 jastunut jännitysaalto sisältää pääosin vetojännitystä, siirtyy työkalun pää jännitysaallon vaikutuksesta poraussuuntaan. Jos kivestä heijastunut jännitys-aalto sisältää pääosin puristusjännitystä, siirtyy työkalun pää jännitysaallon vaikutuksesta kohti kallioporakonetta. Tämän tiedon perusteella heijastuneen jännitysaallon liikemäärä tai sitä kuvaava suure voidaan määrittää monella eri 10 tavalla.In the case illustrated in Fig. 1, the stress wave σΓ reflected from one or more drill rails 10a to 10c or the drill rod travels from the end of the tool 7 to the end of the rock drilling machine 6 causing it to shift from the end of the tool. If the stress wave distributed from the stone hi-5 mainly contains tensile stress, the end of the tool will move in the direction of drilling due to the effect of the stress wave. If the stress wave reflected from the stone contains predominantly compressive stress, the end of the tool will move towards the rock drill as a result of the stress wave. Based on this information, the amount of motion of the reflected stress wave or its quantity can be determined in many different ways.

Heijastuneen jännitysaallon liikemäärä voidaan määrittää esimerkiksi mittaamalla suoraan työkalun 7 siirtymää esimerkiksi sen päästä tai keskeltä. Esimerkiksi työkalun 7 kallioporakoneen 6 puoleisen pään välittömään läheisyyteen tai sen yhteyteen voidaan sijoittaa kuviossa 1 kaavamaisesti esite-15 tyllä tavalla mittausväline 11, joka on sovitettu mittaamaan porattavasta kivestä työkaluun 7 heijastuvaa jännitysaaltoa ar kuvaavaa mittaussignaalia MS. Tällainen mittausväline 11 voi olla esimerkiksi induktiivinen etäisyysanturi, joka mittaussignaalina MS välittää heijastunuttta jännitysaaltoa kuvaavan jännitetä! virtaviestin. Mittausvälineen 11 mittaama mittaussignaali MS siirretään 20 ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikköön 12, joka määrittää mittausvälineen 11 mittaussignaalin MS perusteella heijastuneen jännitysaallon σ,. liikemäärän Pr tai sitä kuvaavan suureen, kuten esimerkiksi työkalun 7 siirtymän. Heijastuneen jännitysaallon matkustaessa työkalun 7 päästä takaisin porakoneen päähän saa se aikaan työkalussa siirtymän. Jos kyseessä on pääosin veto-25 jännitysheijastus, siirtyy työkalu eli porakanki heijastusaallon vaikutuksesta >r- poraussuuntaan. Jos heijastusaalto on pääosin puristusjännitystä, siirtyy pora- ^ kanki kohti porakonetta. Siirtymän määrä voidaan laskea kaavasta CT) o o d. = f v, dt = f ” dt = — f σ, dt = —— A f σ, dt = —— P,, (5) J {cp cp J ' Acp l ' Acp 'The amount of motion of the reflected stress wave can be determined, for example, by directly measuring the displacement of the tool 7, for example at its end or in the middle. For example, in the immediate vicinity of or adjacent to the end of the rock drilling machine 6 of the tool 7, a measuring device 11 is arranged schematically as shown in Fig. 1, adapted to measure the measuring signal MS reflecting the stress wave ar reflected from the drill. Such a measuring means 11 can be, for example, an inductive distance sensor which transmits as a measuring signal MS the voltage representing the reflected stress wave! current message. The measurement signal MS measured by the measuring means 11 is transmitted 20 to the control and data processing unit 12 which determines the stress wave σ, reflected from the measuring signal MS of the measuring means 11. momentum Pr or a quantity representing it, such as the displacement of tool 7. As the reflected stress wave travels from the tool 7 back to the end of the drill, it causes displacement in the tool. In the case of predominantly tension-25 tension reflection, the tool, i.e. the drill rod, moves in the> r drilling direction due to the reflection wave. If the reflection wave is predominantly compressive, the drill rod moves toward the drill machine. The amount of transition can be calculated from the formula CT) o o d. = f v, dt = f ”dt = - f σ, dt = —— A f σ, dt = —— P ,, (5) J {cp cp J 'Acp l' Acp '

SS

30 | dr=\v,dt = -^-P„ (6) in i Acp oo o o30 | dr = \ v, dt = - ^ - P „(6) in i Acp oo o o

(M(M

missä dt on työkalusta porattavaan kiveen menevän jännitysaallon aiheuttama siirtymä, dr on heijastuneen jännitysaallon aiheuttama siirtymä, v, on työ- 9 kalusta porattavaan kiveen menevän jännitysaallon aiheuttama tarkastelu-pisteen partikkelinopeus, v,. on heijastuneen jännitysaallon aiheuttama partikkelinopeus, c on jännitysaallon nopeus työkalussa eli porakangessa ja p on työkalun materiaalin tiheys. Heijastuneen jännitysaallon aiheuttamassa 5 siirtymässä dr on otettu huomioon merkkisääntö, missä heijastunut jännitys-aalto vastaa negatiivista nopeutta.where dt is the displacement caused by the stress wave exiting the tool to drill, dr is the displacement caused by the reflected stress wave, v, is the particle velocity of the reference point, v, caused by the stress wave exiting the tool. is the particle velocity caused by the reflected stress wave, c is the velocity of the stress wave in the tool or drill rod, and p is the density of the material of the tool. The transition dr caused by the reflected stress wave dr takes into account the sign rule where the reflected stress wave corresponds to a negative velocity.

Kaavojen (5) ja (6) perusteella on helppo määrittää heijastuneen jännitysaallon liikemäärä Pr työkalun siirtymänä. Työkalun siirtymä dr on siis heijastuneen jännitysaallon liikemäärää kuvaava suure. Kun mittausväline 11 10 on sovitettu mittaamaan työkalun siirtymää työkalun päästä, täytyy huomioon ottaa myös jännitysaallon uudelleen heijastuminen työkalun 7 porakoneen 6 puoleisesta päästä.From formulas (5) and (6), it is easy to determine the amount of motion Pr of the reflected stress wave as a tool shift. The displacement dr of the tool is thus a measure of the amount of motion of the reflected stress wave. When the measuring means 11 10 is adapted to measure the displacement of the tool from the end of the tool, account must also be taken of the re-reflection of the stress wave at the drill 6 end of the tool 7.

Ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikkö 12 voi olla pelkästään kyseisen kallioporakoneen 6 oma erillinen ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikkö, joka ohjaa 15 ainoastaan kyseisen kallioporakoneen 6 toimintaa tai se voi olla koko kallion-porauslaitteen 1 toimintaa ohjaava yksikkö. Ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikön 12 toiminta voi perustua esimerkiksi ohjelmoitaviin logiikoihin mutta tyypillisesti se on erilaisia mikro- tai signaaliprosessoreita käsittävä laite, joka ohjelmiston ohjaamana suorittaa erilaisia laskenta- ja ohjaustoimenpiteitä. Lisäksi on mah-20 dollista, että ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikkö 12 muodostuu kahdesta tai useammasta toisistaan erillisestä mutta toisiinsa yhteydessä olevasta laitteesta, jotka kukin suorittavat niille määritetyt toiminnot esimerkiksi siten, että yksi laite määrittää heijastuneen jännitysaallon liikemäärän ja toinen laite suorittaa tarvittavat ohjaustoimenpiteet määritetyn liikemäärän perusteella.The control and data processing unit 12 may be solely a separate control and data processing unit of said rock drilling machine 6, which controls only the operation of said rock drilling machine 6, or it may be a unit controlling the operation of the entire rock drilling device 1. The operation of the control and data processing unit 12 may be based, for example, on programmable logic, but is typically a device comprising various micro or signal processors which, under the control of the software, performs various computation and control operations. Further, it is possible for the control and data processing unit 12 to consist of two or more separate but interconnected devices, each of which performs the functions assigned to them, e.g., one device determining the reflected voltage wave motion and the other device performing the necessary control operations based on the amount of movement.

25 Heijastuneen jännitysaallon σΓ liikemäärä Pr voidaan määrittää esi- r- merkiksi myös siten, että järjestetään työkaluun 7, kuvion 1 esittämässä esi- ^ merkissä kallioporakoneen 6 puoleisen pään yhteyteen hyvin kaavamaisesti g kuviossa 1 esitetty hydraulinen apulaite 13, johon työkalun 7 pään siirtymä cr, aiheuttaa kyseiseen siirtymään verrannollisen paineen. Sovittamalla mittaus- o x 30 väline 11 mittaamaan painetta eli mittausvälineen 11 ollessa jonkin tyypinen ^ paineanturi tai -sensori tai muu vastaava laite, voidaan mittausvälineellä 11 mitata kivestä heijastuneen jännitysaallon hydrauliseen apulaitteeseen aiheut-g tama paine ja sen perusteella määrittää heijastuneen jännitysaallon liikemäärä o tai sitä kuvaava suure.The momentum Pr of the reflected stress wave σΓ can also be determined, for example, by providing the tool 7, in the example ^ shown in Fig. 1, with the hydraulic auxiliary device 13 shown in Fig. 1, causes a pressure proportional to that transition. By adjusting the measuring ox 30 means 11 to measure pressure, i.e. the measuring means 11 being some type of pressure sensor or sensor or the like, the measuring means 11 can measure the pressure exerted by the stone reflected tension on the hydraulic auxiliary device and quantity.

CMCM

35 Heijastuneen jännitysaallon σΓ liikemäärä P, voidaan määrittää esi merkiksi myös siten, että mitataan suoraan työkalusta 7 heijastuneen 10 jännistysaallon työkaluun 7 aiheuttamaa muutosta. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi mittaamalla työkalun 7 venymää, jolloin mittausväline 11 voi olla esimerkiksi työkalun 7 yhteyteen sovitettu venymäliuska. Työkalun 7 pyörimisestä johtuen tämäntapainen kosketuksellinen mittaus voi kuitenkin olla ongelmalli-5 nen mittaussignaalin MS välitykseen tarvittavan kaapeloinnin suhteen. Vaihtoehtoisesti heijastuneen jännitysaallon liikemäärä voidaan määrittää kosketuk-settomalla mittauksella esimerkiksi siten, että mitataan työkalun 7 partikkeli-nopeutta jännitysaallon kulkusuunnassa eli mittaamalla työkalun 7 tietyn kohdan tai osan nopeutta heijastuneen jännitysaallon kulkusuunnassa. Partikkeli-10 nopeus on suoraan verrannollinen heijastuneeseen jännitysaaltoon. Tällöin mittausväline 11 voi olla esimerkiksi laser, jonka avulla partikkelinopeutta voidaan mitata optisesti. Mittausväline 11 voi myös olla esimerkiksi kela, jonka avulla mitataan jännitysaallon aiheuttamaa magneettikentän muutosta työkalussa 7.35 The momentum P, of the reflected stress wave σΓ, can also be determined, for example, by measuring directly the change caused by the reflected stress wave 10 from the tool 7 to the tool 7. This can be done, for example, by measuring the elongation of the tool 7, whereby the measuring means 11 can be, for example, a stretch tab fitted to the tool 7. However, due to the rotation of the tool 7, this type of contact measurement can be problematic with respect to the cabling required to transmit the measurement signal MS. Alternatively, the amount of motion of the reflected stress wave can be determined by non-contact measurement, for example, by measuring the particle velocity of tool 7 in the direction of travel of the stress wave, i.e. by measuring the velocity of The velocity of the particle-10 is directly proportional to the reflected stress wave. In this case, the measuring means 11 can be, for example, a laser, by means of which the particle velocity can be measured optically. The measuring means 11 may also be, for example, a coil for measuring the magnetic field change in the tool 7 caused by a stress wave.

15 Kallioporakoneen 6 ohjaus tai säätö porattavasta kivestä heijastu neen jännitysaallon σΓ liikemäärän Pr tai sitä kuvaavan suureen perusteella voidaan suorittaa esimerkiksi seuraavanlaisesti. Liikemäärän ollessa pieni kysymyksessä on joko alisyöttö tai porattava kivi on pehmeää, jolloin molemmissa tapauksissa seurauksena on vetojännitystä vastaava heijastunut jännitys-20 aalto. Alisyöttötilanteessa työkalun 7 päässä oleva terä 8 tai porakruunu ei ole tukeutunut hyvin kiveen iskun aikana. Seurauksena on terän 8 ja kiven väliin muodostuva rako, joka aiheuttaa vapaan pään reunaehdon mukaisesti veto-jännitysaalion. Pehmeässä kivessä terän 8 pää noudattaa olennaisesti vapaan pään reunaehtoa ainakin työkaluun 7 ja sitä kautta terään kohdistettavan 25 jännityspulssin alussa ja tuloksena on myös heijastunut jännitysaalto, jossa on T- pääosin vetojännitystä.The control or adjustment of the rock drill machine 6 based on the momentum Pr of the stress wave σΓ reflected from the stone to be drilled, or a quantity representing it, can be performed, for example, as follows. When the momentum is small, either the feed is underfeeded or the stone to be drilled is soft, which in both cases results in a reflected tension 20 corresponding to the tensile stress. In the case of underfeeding, the blade 8 or the drill bit at the end of the tool 7 is not well supported during the rock stroke. The result is a gap formed between the blade 8 and the stone, which, in accordance with the free end boundary condition, produces a tensile stress. In soft stone, the end of the blade 8 substantially complies with the free end boundary condition at least at the beginning of the tension pulse 25 applied to the tool 7 and thereby to the blade and also results in a reflected tension wave with predominantly tensile stress.

^ Alisyöttötilanne tai poraus pehmeään kiveen voidaan erottaa toisis- g taan hyvin yksinkertaisesti. Alisyöttötilanteessa voidaan kasvattaa syöttöön laitteella 9 porakoneeseen 6 välitettävää syöttövoimaa esimerkiksi nostamalla^ Underfeeding or drilling into a soft stone can be easily separated from one another. In the case of underfeeding, the feed force transmitted to the feeder 9 by the device 9 can be increased by, for example, raising

Oo

x 30 syöttölaitteen 9 painekanavan 14 painetta syöttölaitteen pumpun 15 syöttö-x 30 feeder 9 pressure duct 14 pressure feeder pump 15 feed pressure

CCCC

painetta säätämällä ohjaamalla pumppua 15 ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksi- kön 12 toimesta ohjausyhteyden 20 kautta. Syötettäessä kallioporakonetta 6 ja en g sen yhteydessä olevaa työkalua 7 ja terää 8 porattavaa kiveä kohti paine- cj nestettä virtaa nuolen A suunnassa syöttölaitteeseen 9. Syöttölaitteen 9 paluu- 35 liikkeen aikana paineneste virtaa takaisin tankkiin 17 syöttölaitteen 9 paluu kanavaan 16 kautta nuolen B suuntaisesti.by adjusting the pressure by controlling the pump 15 by the control and data processing unit 12 via the control connection 20. When feeding the rock drilling machine 6 and I g of the connection tool 7 and the bit 8 to be drilled towards the rock pressure cj fluid flowing direction of arrow A feeding device 9. The feeding device 9 return 35 during the movement of the pressure fluid flows back to the tank 17 of the feeding device 9 to the return conduit 16. The direction of the arrow B.

1111

Jos syöttövoiman kasvattamisella ei ole olennaista vaikutusta liikemäärään, voidaan päätellä kysymyksessä olevan pehmeän kiven aiheuttama vetojännitys. Tällöin kallioporakoneen 6 toimintaa voidaan ohjata tai säätää pienentämällä iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon voimakkuutta tai amplitu-5 dia. Tämän seurauksena vetojännitysaallon amplitudi pienenee ja poraus-kalustoon kohdistuvat rasitukset pienentyvät. Samalla voidaan kasvattaa isku-laitteen aiheuttaman jännitysaallon pituutta tai kestoaikaa, jolloin jännitysaallon amplitudin pienentämisestä johtuva porausnopeuden pienentyminen voidaan kompensoida. Syöttölaitteen 9 syöttövoima voidaan tällöin pitää ennallaan 10 alkuperäistä korkeammassa arvossaan tai palauttaa edelliseen arvoonsa. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi muuttamalla iskulaitteen 4 painekanavaan sijoitetun iskulaitteen 4 syöttöpumpun 19, joka syöttää painenestettä nuolen A’ suuntaan iskulaitteelle 4, syöttöpainetta sopivasti ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikön 12 toimesta ohjausyhteyden 21 kautta. Iskulaitteen 4 aiheuttaman 15 jännitysaallon voimakkuuden pienentäminen pienentää kiveen kohdistettavan puristusjännitysaallon amplitudia, mikä luonnollisesti laskee myös kivestä heijastuneen vetojännitysaallon amplitudia, siten pienentäen heijastuneen jännitysaallon liikemäärää.If the increase of the feed force does not have a significant effect on the momentum, the tensile stress caused by the soft stone in question can be deduced. Hereby, the operation of the rock drill machine 6 can be controlled or adjusted by reducing the magnitude or amplitude of the stress wave produced by the impactor. As a result, the amplitude of the tensile stress wave is reduced and the stress on the drilling equipment is reduced. At the same time, the length or duration of the stress wave produced by the impact device can be increased, whereby the reduction in the drilling speed due to the reduction of the stress wave amplitude can be compensated. The feed force of the feeder 9 may then be maintained at a value higher than the original 10 or be returned to its previous value. This can be done for example by changing the percussion device 4 to the pressure conduit of the percussion device 4 disposed a feed pump 19 which supplies the pressurized fluid of the arrow A 'in the direction of the percussion device 4, the feed pressure is suitably via the control and data processing unit 12 by the control connection 21. Reducing the strength of the 15 stress waves caused by the impactor 4 reduces the amplitude of the compressive stress wave applied to the stone, which naturally also reduces the amplitude of the tensile stress reflected from the stone, thereby reducing the amount of motion of the reflected stress wave.

Vetojännitysaallon amplitudin pienentäminen suojelee poraus- 20 kalustoa, sillä kivestä heijastuneen jännitysaallon sisältämät vetojännitykset ovat pääosin vastuussa porauskaluston rikkoontumisesta. Iskulaitteen 4 aiheuttaman jännitysaallon pidennys kompensoi vastaavasti porausnopeuden putoamista, joka on tuloksena jännitysaallon voimakkuuden pienentämisestä.Reducing the tensile wave amplitude protects the drilling equipment since the tensile stresses contained in the tension reflected from the stone are mainly responsible for the failure of the drilling equipment. The extension of the stress wave caused by the impactor 4, respectively, compensates for the drop in the drilling speed resulting from the reduction of the stress wave intensity.

Työkaluun 7 heijastuvan jännitysaallon liikemäärän ollessa pieni on tietenkin 25 myös mahdollista toimia siten, että ensin kasvatetaan iskulaitteen 4 aiheutta- man jännitysaallon pituutta tai kestoaikaa ja/tai pienennetään jännitysaallon o voimakkuutta tai amplitudia ennen kuin kasvatetaan syöttölaitteen 9 syöttö- ά voimaa, o ^ Kivestä työkaluun 7 heijastuneen jännitysaallon σΓ liikemäärän Pr o 30 ollessa iso tai suuri, voidaan päätellä, että kysymyksessä on kova kivi. Kova ki- £ vi aiheuttaa työkalun 7 terän 8 käsittävään päähän suuren terän 8 tunkeumaa ^ vastustavan voiman. Tällöin työkalusta 7 porattavaan kiveen menevässä O) _ g puristusjännitysaallossa ei ole riittävästi voimaa, joka saisi terän 8 tunkeutuen maan syvemmälle kiveen. Kun terän 8 tunkeutuminen kiveen pysähtyy, nou- 35 dattelee työkalun 7 kyseinen pää kiinnitetyn pään reunaehtoa ja kiveen mene vä puristusjännitysaalto heijastuu takaisin työkaluun 7 puristusjännitysaaltona.Of course, with the small amount of stress wave reflected in the tool 7, it is of course also possible to first increase the length or duration of the stress wave caused by the impactor 4 and / or reduce the intensity or amplitude of the stress wave o before increasing the feed force työkal If the momentum Pr o 30 of the 7 reflected stress wave σΓ is large or large, it can be concluded that it is a hard rock. The hard rock causes the force 7 of the tool 7 to resist the penetration of a large blade 8 against the blade 8. In this case, the compressive stress wave O) _ g from the tool 7 drilled into the stone does not have sufficient force to cause the blade 8 to penetrate deeper into the stone. When the penetration of the blade 8 into the stone stops, the respective end of the tool 7 conforms to the boundary condition of the fixed end and the compression stress wave on the stone is reflected back to the tool 7 as a compression stress wave.

12 Tällöin kallioporakonetta 6 voidaan ohjata tai säätää lyhentämällä iskulaitteen 4 aiheuttaman jännitysaallon pituutta sekä kasvattamalla iskulaitteen 4 aiheuttaman jännitysaailon voimakkuutta, minkä tarkoituksena on kasvattaa porauksen tunkeutumanopeutta ja hyötysuhdetta.12 The rock drill 6 can then be controlled or adjusted by reducing the length of the stress wave produced by the impactor 4 and by increasing the intensity of the stress wave caused by the impactor 4 in order to increase the penetration rate and efficiency of the drill.

5 Joissakin tapauksissa voidaan myös muuttaa iskulaitteen 4 isku- taajuutta eli porauksen pulssitaajuutta. Kovaan kiveen porattaessa on yleensä edullista nostaa iskutaajuutta. Tällöin tarkoituksena ei ole aikaansaada suurta tunkeumaa jokaista iskua kohti vaan pienikin tunkeuma riittää. Tällöin varsinainen porausnopeus saadaan aikaan yhdistämällä yhden iskun pieni tunkeuma 10 suureen iskutaajuuteen.5 In some cases it is also possible to change the stroke frequency of the impactor 4, i.e. the pulse frequency of the drill. It is usually advantageous to increase the stroke frequency when drilling in hard rock. The purpose here is not to provide a large penetration for each stroke, but even a small penetration is sufficient. Here, the actual drilling speed is obtained by combining a small penetration of one stroke with a high stroke rate.

Koska porattavasta kivestä takaisin työkaluun 7 heijastuvan jännitysaallon σΓ liikemäärä Pr säilyttää tiedon siitä, käsittääkö heijastunut jännitysaalto vetojännitystä vai puristusjännitystä, voidaan heijastuneen jännitysaallon liikemäärän perusteella siis koko ajan tunnistaa oikein kyseistä 15 poraushetkeä vastaavat porausolosuhteet. Tällöin kallioporakoneen 6 ja koko kallionporauslaitteen 1 toiminnan ohjaaminen tai säätö voidaan toteuttaa oikein vallitsevien porausolosuhteiden perusteella.Since the magnitude Pr of the stress wave σΓ reflected from the drill bit back to the tool 7 retains the information whether the reflected stress wave comprises tensile stress or compression stress, the drilling conditions corresponding to the 15 drilling moments can be correctly identified at all times. Hereby, the control or adjustment of the operation of the rock drilling machine 6 and the entire rock drilling device 1 can be effected according to the prevailing drilling conditions.

Seuraavassa on vielä esitetty kuvioihin 3-7 viitaten esimerkinomaisesti porattavasta kivestä heijastuneen jännitysaallon σ,. liikemäärän Pr tai sitä 20 kuvaavan työkalun 7 siirtymän dr määritys. Kuvioissa 3 - 5 on esitetty tapaus, missä on porattu erittäin pehmeään kiveen ja tuloksena on ollut erittäin suuri heijastunut vetojännitys. Kuvioissa 6 ja 7 on puolestaan esitetty tapaus, missä on porattu erittäin kovaan kiveen. Poraukseen käytetyn porakangen poikkipinta-ala on ollut 1178 mm2 ja porakangen materiaaliparametrit ovat olleet 25 jännitysaallon nopeus porakangessa c =5188 m/s sekä porakangen materiaa-Iin tiheys p = 7800 kg/m3. Kuvioissa työkalusta 7 porattavaa kiveä kohti men-5 nyttä puristusjännitysaaltoa on merkitty viitemerkinnällä σ. ja kivestä takaisinReferring now to Figures 3-7, an exemplary stress wave σ, reflected from a stone to be drilled, is shown below. determination of the momentum Pr or the offset dr of tool 7 depicting it 20. Figures 3-5 illustrate a case where a very soft stone has been drilled and resulted in a very high reflected tensile stress. Figures 6 and 7, in turn, illustrate a case where very hard stone has been drilled. The drill rod used for drilling has a cross-sectional area of 1178 mm2 and the material parameters of the drill rod are 25 tension wave velocities in the drill rod c = 5188 m / s and the material density of the drill rod p = 7800 kg / m3. In the figures, the reference stress σ denotes the compressive stress wave lost on the stone drilled from the tool 7. and out of the stone

C\JC \ J

ck työkaluun heijastunutta jännitysaaltoa viitemerkinnällä σ,., kuten aikaisemmin o ^ esitettiin. Jännitysaallon mittaus on suoritettu porakangen keskeltä.ck is the stress wave reflected on the tool under the reference σ,. The stress wave measurement is performed from the center of the drill rod.

° 30 Kuviosta 4 nähdään heijastuneen liikemäärän olleen noin -29,6 Ns, £ mikä vastaa kaavan (6) mukaan noin 0,6 mm siirtymää porattavan kiven suunko taan. Kyseinen siirtymä voidaan todentaa kuviosta 5. Kuviosta 7 puolestaan S nähdään porakangen siirtymän olleen noin 0,48 mm porakoneen 6 suuntaan.From Figure 4, it is seen that the reflected momentum was about -29.6 Ns, £, which, according to formula (6), corresponds to a displacement of about 0.6 mm from the mouth of the stone to be drilled. This displacement can be verified from Fig. 5. In Fig. 7, S shows a displacement of the drill rod approximately 0.48 mm in the direction of the drilling machine 6.

§ Kaavan (4) mukaan voidaan vastaavaksi liikemääräksi määrittää 23 Ns. Tästä§ According to formula (4), the corresponding amount of movement can be determined as 23 So

CMCM

35 voidaan päätellä heijastuksen olleen pääosin puristusjännitystä ja kysymyksessä olleen porauksen erittäin kovaan kiveen.35 it can be concluded that the reflection was mainly compressive stress and the drilling in question was very hard.

1313

Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan käyttää sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombinaatioiden muodostamiseksi.In some cases, the features set forth in this application may be used as such, despite other features. On the other hand, the features disclosed in this application may be combined, if necessary, to form different combinations.

5 Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollista maan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.The drawings and the description related thereto are intended only to illustrate the invention of the country. The details of the invention may vary within the scope of the claims.

δδ

(M(M

i σ> o i σ> oi σ> o i σ> o

XX

enI do not

CLCL

CDCD

(M(M

O) m oo o oO) m oo o o

(M(M

Claims (22)

1. Förfarande för styrning av en bergborrningsrigg (1), vilken berg-borrningsrigg (1) uppvisar en bergborrmaskin (6) omfattande en slaganordning (4), en mataranordning (9) och ett verktyg (7), i vars ända finns ett biad (8) för 5 krossning av Sten och vilken slaganordning (4) är anordnad att förorsaka en spänningsvag som riktar sig mot verktyget (7) och vilket verktyg (7) är anord-nat att förmedla den av slaganordningen (4) förorsakade spänningsvagen som en presspänningsväg (σ-ι) tili bladet (8) och därifrän vidare till stenen som ska borras och vilken mataranordning (9) är anordnad att skjuta verktyget (7) och 10 bladet (8) mot stenen som ska borras, varvid vid borrning reflekteras at-minstone en del av presspänningsvägen (σι) som slaganordningen (4) föror-sakar tili verktyget (7) frän stenen som borras tillbaka tili verktyget (7) som en spänningsvag (or), kännetecknat av att mäts ätminstone en mätsignal (MS) som beskriver spänningsvagen 15 (or) som reflekteras frän stenen som borras tili verktyget (7), bestäms fran rörelsemängden (Pr) för spänningsvagen (ar) som reflekteras frän stenen som borras tili verktyget (7) eller en storhet som beskriver den pä basis av mätsignalen och regleras slaganordningens (4) funktion och/eller mataranordningens 20 (9) funktion pä basis av rörelsemängden (Pr) för spänningsvagen (or) som re flekteras frän stenen som borras tili verktyget (7) eller en storhet som beskriver den.A method of controlling a rock drilling rig (1), said rock drilling rig (1) having a rock drilling machine (6) comprising a striking device (4), a feeding device (9) and a tool (7), the end of which has a bead (8) for crushing Stone and which striking device (4) is arranged to cause a voltage trolley which is directed towards the tool (7) and which tool (7) is arranged to convey the voltage trolley caused by the striking device (4) as a pressing tension path (σ-ι) to the blade (8) and thence to the stone to be drilled and which feeder (9) is arranged to push the tool (7) and the blade (8) towards the stone to be drilled, whereby drilling is reflected at least part of the compressive stress path (σι) caused by the striking device (4) to the tool (7) from the stone being drilled back into the tool (7) as a voltage wave (s), characterized by measuring at least one measuring signal (MS) which describes voltage wave 15 (s) as ref is selected from the stone drilled into the tool (7), is determined from the amount of movement (Pr) of the voltage wave (s) reflected from the stone drilled into the tool (7) or a quantity describing it on the basis of the measuring signal and the function of the impact device (4) is controlled. and / or the function of the feeder device 20 (9) on the basis of the amount of movement (Pr) of the voltage wave (s) reflected from the stone drilled into the tool (7) or a quantity describing it. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att verk-tygets (7) förskjutning (D) mäts och pä basis av nämnda verktygs (7) förskjut- 25 ning (D) bestäms rörelsemängden (Pr) för spänningsvagen (σΓ) som reflekteras o frän stenen som borras tili verktyget (7). cf,Method according to claim 1, characterized in that the displacement (D) of the tool (7) is measured and on the basis of the displacement (D) of the tool (7), the amount of movement (Pr) of the voltage wave (σΓ) reflected from the stone being drilled into the tool (7). CF 3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att o ^ i samband med verktygets (7) sätts en hydraulisk hjälpanordning (13) och ° trycket som verkar pä den hydrauliska hjälpanordningen mäts och pä basis av X £ 30 nämnda tryck bestäms rörelsemängden (Pr) för spänningsvagen (or) som re- cd flekteras frän stenen som borras tili verktyget (7) eller en storhet som beskriver S den, säsom verktygets (7) förskjutning (D). 00Method according to claim 1 or 2, characterized in that a hydraulic auxiliary device (13) is set in connection with the tool (7) and the pressure acting on the hydraulic auxiliary device is measured and determined on the basis of said pressure the amount of movement (Pr) of the voltage wave (s) reflected is reflected from the stone being drilled into the tool (7) or a quantity describing it, such as the displacement (D) of the tool (7). 00 § 4. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kän- ^ n e t e c k n a t av att en förändring som förorsakats av den frän verktyget (7) 35 reflekterade spänningsvägen (or) tili verktyget mäts direkt. 18§ 4. A method according to any of the preceding claims, characterized in that a change caused by the reflected path (s) of the tool (s) to the tool is measured directly. 18 5. Förfarande enligt nagot av de föregaende patentkraven, kän-n e t e c k n a t av att verktygets (7) töjning mäts.5. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the elongation of the tool (7) is measured. 6. Förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t av att verktygets (7) partikelhastighet mäts optiskt. 56. A method according to claim 4, characterized in that the particle velocity of the tool (7) is measured optically. 5 7. Förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t av att verk tygets (7) partikelhastighet mäts pa basis av den förändring i verktygets (7) magnetfält som förorsakats av den reflekterade spänningsvägen (σΓ).7. A method according to claim 4, characterized in that the particle velocity of the tool (7) is measured on the basis of the change in the magnetic field of the tool (7) caused by the reflected voltage path (σΓ). 8. Förfarande enligt nagot av de föregaende patentkraven, kän-n e t e c k n a t av att da rörelsemängden (Pr) är liten, ökas mataranordning- 10 ens (9) matarkraft.Method according to any of the preceding claims, characterized in that when the amount of movement (Pr) is small, the feeding force of the feeder device (9) is increased. 9. Förfarande enligt nagot av de föregaende patentkraven, kän-n e t e c k n a t av att da rörelsemängden (Pr) är liten, ökas den av slaganord-ningen (4) förorsakade spänningsvägens längd eller varaktighet och/eller minskas den av slaganordningen (4) förorsakade spänningsvägens styrka eller 15 amplitud.Method according to any of the preceding claims, characterized in that when the amount of movement (Pr) is small, the length or duration of the voltage path caused by the striking device (4) is increased and / or the voltage path caused by the striking device (4) is reduced. strength or amplitude. 10. Förfarande enligt nagot av patentkraven 1-7, känneteck-n a t av att da rörelsemängden (Pr) är stor, förkortas den av slaganordningen (4) förorsakade spänningsvägens längd ooh ökas den av slaganordningen (4) förorsakade spänningsvägens styrka. 2010. A method according to any of claims 1-7, characterized in that when the amount of movement (Pr) is large, the length of the stress path caused by the impact device (4) is shortened and the strength of the stress path caused by the impact device (4) is shortened. 20 11. Förfarande enligt nagot av de föregaende patentkraven, k ä n - n e t e c k n a t av att slaganordningens (4) slagfrekvens ändras.11. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the impact frequency of the striking device (4) is changed. 12. Arrangemang i samband med en bergborrningsrigg (1), vilken bergborrningsrigg (1) uppvisar en bergborrmaskin (6) omfattande en slag-anordning (4), en mataranordning (9) ooh ett verktyg (7), i vars ända finns ett 25 blad (8) för krossning av sten ooh vilken slaganordning (4) är anordnad att för- orsaka en spänningsväg som riktar sig mot verktyget (7) ooh vilket verktyg (7) ° är anordnat att förmedla den av slaganordningen (4) förorsakade spännings- g vägen som en presspänningsväg (σι) tili bladet (8) ooh därifrän vidare tili ste- cJ) nen som ska borras ooh vilken mataranordning (9) är anordnad att skjuta verk- o 30 tyget (7) ooh bladet (8) mot stenen som ska borras, varvid vid borming reflek-£ teräs ätminstone en del av presspänningsvagen (σι) som slaganordningen (4) ^ förorsakar tili verktyget (7) frän stenen som borras tillbaka tili verktyget (7) som CD g en spänningsväg (or), kännetecknat av att o arrangemanget vidare omfattar ätminstone ett mätdon (11), som är 35 anordnat att mätä ätminstone en mätsignal (MS) som beskriver spänningsvä-gen (or) som reflekteras frän stenen som borras tili verktyget (7), 19 arrangemanget vidare omfattar atminstone en styr- och databe-handlingsenhet (12), som är anordnad att bestämma ρέ basis av mätdonets (11) mätsignal rörelsemängden (Pr) för spänningsvägen (σΓ) som reflekteras frän stenen som borras tili verktyget (7) eller en storhet som beskriver den och 5 vilken styr- och databehandlingsenhet (12) är anordnad att reglera slaganord-ningens (4) funktion och/eller mataranordningens (9) funktion pa basis av rörelsemängden (Pr) för spänningsvägen (σΓ) som reflekteras frän stenen som borras tili verktyget (7) eller en storhet som beskriver den.An arrangement in connection with a rock drilling rig (1), said rock drilling rig (1) having a rock drilling machine (6) comprising a striking device (4), a feeding device (9) and a tool (7), the end of which has a blade (8) for crushing stone and which impact device (4) is arranged to cause a stress path directed to the tool (7) and which tool (7) is arranged to convey the stress caused by the impact device (4). the path as a compressive stress path (σι) to the blade (8) and from there further to the stone to be drilled and which feeder (9) is arranged to push the tool (7) and the blade (8) towards the stone to be drilled, whereby during drilling, at least part of the compression stress wave (σι) reflected by the impact device (4) causes the tool (7) from the stone to be drilled back into the tool (7) as a CD path (s). characterized in that the arrangement further comprises at least one t measuring means (11) arranged to measure at least one measurement signal (MS) describing the voltage path (s) reflected from the stone being drilled into the tool (7), the arrangement further comprising at least one control and data processing unit (12), which is arranged to determine ρέ basis of the measuring signal of the measuring device (11) the amount of movement (Pr) of the voltage path (σΓ) reflected from the stone drilled into the tool (7) or a quantity describing it and which control and data processing unit (12) is arranged to control the function of the impact device (4) and / or the function of the feeding device (9) on the basis of the amount of movement (Pr) of the stress path (σΓ) reflected from the stone drilled into the tool (7) or a magnitude which describes the. 13. Arrangemang enligt patentkrav 12, kännetecknat av att 10 mätdonet (11) är anordnat att mätä verktygets (7) förskjutning (D).Arrangement according to claim 12, characterized in that the measuring device (11) is arranged to measure the displacement (D) of the tool (7). 14. Arrangemang enligt patentkrav 12, kännetecknat av att arrangemanget vidare omfattar en i samband med verktyget (7) anordnad hyd-raulisk hjälpanordning (13) och att mätdonet (11) är anordnat att mätä ett tryck som verkar pa nämnda hydrauliska hjälpanordning (13).Arrangement according to claim 12, characterized in that the arrangement further comprises a hydraulic auxiliary device (13) arranged in connection with the tool (7) and the measuring device (11) is arranged to measure a pressure acting on said hydraulic auxiliary device (13). . 15. Arrangemang enligt patentkrav 12, k ä n n e t e c k n a t av att mätdonet (11) är anordnat att mätä direkt en förändring som förorsakats av den fran verktyget (7) reflekterade spänningsvägen (σΓ) till verktyget.15. Arrangement according to claim 12, characterized in that the measuring device (11) is arranged to directly measure a change caused by the voltage path (σΓ) reflected from the tool (σΓ) to the tool. 16. Arrangemang enligt patentkrav 15, kännetecknat av att mätdonet (11) är anordnat att mätä verktygets (7) töjning.Arrangement according to claim 15, characterized in that the measuring device (11) is arranged to measure the elongation of the tool (7). 17. Arrangemang enligt patentkrav 15, k ä n n e t e c k n a t av att mätdonet (11) är anordnat att mätä verktygets (7) partikelhastighet optiskt.Arrangement according to claim 15, characterized in that the measuring device (11) is arranged to optically measure the particle velocity of the tool (7). 18. Arrangemang enligt patentkrav 15, kännetecknat av att mätdonet (11) är anordnat att mätä verktygets (7) partikelhastighet pä basis av en förändring i verktygets (7) magnetfält som förorsakats av den reflekterade 25 spänningsvägen (or).Arrangement according to claim 15, characterized in that the measuring device (11) is arranged to measure the particle velocity of the tool (7) on the basis of a change in the magnetic field of the tool (7) caused by the reflected path (s). 19. Arrangemang enligt nägot av patentkraven 12-18, känne- ° t e c k n a t av att dä rörelsemängden är liten, är styr- och databehandlings- g enheten (12) anordnad att styra mataranordningens (9) funktion, sä att matar- anordningens (9) matarkraft ökas. o19. Arrangement according to any of claims 12-18, characterized in that when the amount of movement is small, the control and data processing unit (12) is arranged to control the function of the feeding device (9), so that the feeding device (9) feeding power is increased. O 20. Arrangemang enligt nagot av patentkraven 12-19, känne- £ t e c k n a t av att dä rörelsemängden är liten, är styr- och databehandlings- ^ enheten (12) anordnad att styra slaganordningens (4) funktion, sä att den av [g slaganordningen (4) förorsakade spänningsvägens längd eller varaktighet o ökas och/eller den av slaganordningen (4) förorsakade spänningsvägens 35 styrka eller amplitud minskas.Arrangement according to any of claims 12-19, characterized in that when the amount of movement is small, the control and data processing unit (12) is arranged to control the function of the striking device (4), such that the 4) the length or duration of the caused path voltage o is increased and / or the strength or amplitude of the voltage path 35 caused by the impact device (4) is reduced. 21. Arrangemang enligt nägot av patentkraven 12-18, känne- 20 t e c k n a t av att da rörelsemängden (Pr) är stor, är styr- och databehand-lingsenheten (12) anordnad att förkorta den av slaganordningen (4) förorsa-kade spänningsvägens längd och öka den av slaganordningen (4) förorsakade spänningsvägens styrka.Arrangement according to any of claims 12-18, characterized in that when the amount of movement (Pr) is large, the control and data processing unit (12) is arranged to shorten the length of the stress path caused by the impact device (4) and increase the strength of the stress path caused by the impact device (4). 22. Arrangemang enligt nägot av patentkraven 12-21, känne- tecknat av att styr- och databehandlingsenheten (12) är anordnad att ändra slaganordningens (4) slagfrekvens. δ (M i O) o O) o X en CL CD (M O) m oo o o (MArrangement according to any of claims 12-21, characterized in that the control and data processing unit (12) is arranged to change the frequency of the striking device (4). δ (M i O) o O) o X and CL CD (M O) m oo o o (M
FI20085926A 2008-09-30 2008-09-30 Method and arrangement for a rock drilling machine FI122300B (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20085926A FI122300B (en) 2008-09-30 2008-09-30 Method and arrangement for a rock drilling machine
EP09817334.7A EP2328723B1 (en) 2008-09-30 2009-09-30 Method and arrangement in rock drilling rig
CA2735772A CA2735772C (en) 2008-09-30 2009-09-30 Method and arrangement in rock drilling rig
PCT/FI2009/050781 WO2010037905A1 (en) 2008-09-30 2009-09-30 Method and arrangement in rock drilling rig
CN200980138577.6A CN102164714B (en) 2008-09-30 2009-09-30 Method and arrangement in rock drilling rig
AU2009299713A AU2009299713B2 (en) 2008-09-30 2009-09-30 Method and arrangement in rock drilling rig
JP2011528381A JP5399498B2 (en) 2008-09-30 2009-09-30 Method and apparatus in a rock drilling rig
ZA2011/01642A ZA201101642B (en) 2008-09-30 2011-03-03 Method and arrangement in rock drilling rig
CL2011000680A CL2011000680A1 (en) 2008-09-30 2011-03-29 Method to control a rock equipment where the reflection of the stress wave reflected from the rock towards the tool is measured, determining the impulse of the stress wave with which the operation of the drilling device and arrangement related to equipment is adjusted to drill rock.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20085926 2008-09-30
FI20085926A FI122300B (en) 2008-09-30 2008-09-30 Method and arrangement for a rock drilling machine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20085926A0 FI20085926A0 (en) 2008-09-30
FI20085926A FI20085926A (en) 2010-03-31
FI122300B true FI122300B (en) 2011-11-30

Family

ID=39852310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20085926A FI122300B (en) 2008-09-30 2008-09-30 Method and arrangement for a rock drilling machine

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP2328723B1 (en)
JP (1) JP5399498B2 (en)
CN (1) CN102164714B (en)
AU (1) AU2009299713B2 (en)
CA (1) CA2735772C (en)
CL (1) CL2011000680A1 (en)
FI (1) FI122300B (en)
WO (1) WO2010037905A1 (en)
ZA (1) ZA201101642B (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI124052B (en) * 2010-05-25 2014-02-28 Sandvik Mining & Constr Oy Rock drilling rig, method for transferring it, and cruise control
EP2811110B1 (en) * 2013-06-07 2017-09-20 Sandvik Mining and Construction Oy Arrangement and Method in Rock Breaking
FR3007154B1 (en) * 2013-06-12 2015-06-05 Montabert Roger METHOD FOR CONTROLLING THE IMPACT ENERGY OF A STRIPPER PISTON OF A PERCUSSION APPARATUS
SE540205C2 (en) 2016-06-17 2018-05-02 Epiroc Rock Drills Ab System and method for assessing the efficiency of a drilling process
EP3266975B1 (en) * 2016-07-07 2019-01-30 Sandvik Mining and Construction Oy Component for rock breaking system
SE542131C2 (en) 2018-03-28 2020-03-03 Epiroc Rock Drills Ab A percussion device and a method for controlling a percussion mechanism of a percussion device
EP3617442B1 (en) * 2018-08-31 2022-10-19 Sandvik Mining and Construction Oy Rock drilling device
EP3617441B1 (en) * 2018-08-31 2021-06-09 Sandvik Mining and Construction Oy Rock breaking device
SE543372C2 (en) * 2019-03-29 2020-12-22 Epiroc Rock Drills Ab Drilling machine and method for controlling a drilling process of a drilling machine
CN110374578A (en) * 2019-08-09 2019-10-25 桂林航天工业学院 One kind being used for hydraulic impact machine performance testing device
CN112710203B (en) * 2020-12-11 2022-09-13 武汉理工大学 Control method for excavating overbreak and underbreak by automatic full-section drilling and blasting method of underground rock engineering
EP4276438A1 (en) * 2022-05-13 2023-11-15 Sandvik Mining and Construction Oy Measuring rock breaking dynamics

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE8106907L (en) * 1981-11-20 1983-05-21 Atlas Copco Ab WAY TO CONTROL A PERFORMANCE AND PERFORMANCE
FI69680C (en) * 1984-06-12 1986-03-10 Tampella Oy Ab FOERFARANDE FOER OPTIMERING AV BERGBORRNING
CN85104307A (en) * 1985-06-07 1986-12-03 芬兰欧伊坦佩尔拉Ab公司 Optimal method for drilling rocks
JP3888492B2 (en) * 1997-12-19 2007-03-07 古河機械金属株式会社 Impact device
FI103825B1 (en) * 1998-03-17 1999-09-30 Tamrock Oy Method and apparatus for controlling drilling in a rock drill
FI121219B (en) * 2001-10-18 2010-08-31 Sandvik Tamrock Oy Method and apparatus for monitoring the operation of the impactor and for adjusting the operation of the impactor
FI115037B (en) * 2001-10-18 2005-02-28 Sandvik Tamrock Oy Method and arrangement for a rock drilling machine
FI116968B (en) * 2004-07-02 2006-04-28 Sandvik Tamrock Oy Procedure for control of impactor, program product and impactor
SE529036C2 (en) * 2005-05-23 2007-04-17 Atlas Copco Rock Drills Ab Method and apparatus
SE528859C2 (en) * 2005-05-23 2007-02-27 Atlas Copco Rock Drills Ab control device
FI120559B (en) * 2006-01-17 2009-11-30 Sandvik Mining & Constr Oy Method for measuring a voltage wave, measuring device and rock crushing device
SE530467C2 (en) * 2006-09-21 2008-06-17 Atlas Copco Rock Drills Ab Method and device for rock drilling

Also Published As

Publication number Publication date
JP5399498B2 (en) 2014-01-29
WO2010037905A1 (en) 2010-04-08
EP2328723A1 (en) 2011-06-08
ZA201101642B (en) 2012-01-25
CN102164714A (en) 2011-08-24
AU2009299713B2 (en) 2013-08-29
CN102164714B (en) 2014-05-07
EP2328723A4 (en) 2017-05-24
CA2735772C (en) 2013-11-12
CL2011000680A1 (en) 2011-10-07
CA2735772A1 (en) 2010-04-08
FI20085926A0 (en) 2008-09-30
EP2328723B1 (en) 2018-05-30
FI20085926A (en) 2010-03-31
JP2012504197A (en) 2012-02-16
AU2009299713A1 (en) 2010-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI122300B (en) Method and arrangement for a rock drilling machine
FI115037B (en) Method and arrangement for a rock drilling machine
FI121219B (en) Method and apparatus for monitoring the operation of the impactor and for adjusting the operation of the impactor
JP5767368B2 (en) Rock crushing apparatus and method
JP7305482B2 (en) rock crusher
AU2002333927A1 (en) Method and apparatus for monitoring operation of percussion device
FI123572B (en) Method and rock drilling device for drilling holes in rock
JP2012193592A (en) Forward natural ground evaluation method with water hammer
JP2013527891A (en) Method and apparatus for loosening threaded joints of drilling rigs
US11002127B2 (en) Rock drilling device
JP7127947B2 (en) Ground Compressive Strength Investigation Method
KR20080041170A (en) Hollowness type rock drilling apparatus
AU2002333928B2 (en) Method and arrangement of controlling of percussive drilling based on the stress level determined from the measured feed rate
AU2002333928A1 (en) Method and arrangement of controlling of percussive drilling based on the stress level determined from the measured feed rate

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122300

Country of ref document: FI