KR20160095102A - 암석 드릴링 정보를 활용하는 배열체 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 채굴시에 암석 드릴링 정보를 활용하는 배열체 및 방법에 관한 것이다. 드릴 구멍들은 제 1 채굴 차량 (1) 에 의해 주위 암석 물질 (20) 에 드릴링된다. 드릴링 동안, 측정 데이터가 생성되고 또한 분석 절차들을 위해 모니터링 디바이스에 입력된다. 모니터링 디바이스는 드릴링되는 암석 물질의 암석 컨디션 데이터를 생성한다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 제 2 채굴 차량 (12) 에서 실현된다.
Description
본 발명의 암석 드릴링 정보를 활용하는 배열체에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 암석 드릴링에 관한 정보를 수집 및 활용하기 위한 방법에 관한 것이다.
분 발명의 분야는 독립 청구항들의 전제부들에서 보다 구체적으로 정의되어 있다.
채굴 시에, 터널 및 저장 홀과 같은 지하 암석 공간이 굴착된다. 암석 공간의 개발은 주위 암석 물질에 드릴 구멍들을 드릴링하는 것을 요구한다. 개발 드릴링 이후에 수개의 후속하는 채굴 작업 절차들이 동일한 암석 공간에서 실시된다. 개발 드릴링은 모니터링될 수도 있고, 또한 드릴링 데이터가 수집될 수도 있다. 하지만, 수집된 드릴링 데이터의 활용은 비효율적이고 번거롭다.
본 발명의 목적은 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 신규의 그리고 개선된 배열체 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 배열체는, 모니터링 디바이스가 암석 드릴링의 수신된 측정 데이터를 분석하기 위한 적어도 하나의 데이터 프로세싱 디바이스를 포함하고; 모니터링 디바이스가 암석 드릴링에 의해 영향을 받는 암석 물질의 적어도 하나의 암석 컨디션 데이터를 생성하도록 구성되며, 이 배열체는 생성된 암석 컨디션 데이터를 모니터링 디바이스로부터 적어도 하나의 제 2 채굴 차량의 적어도 하나의 제어 유닛에 전송하기 위한 적어도 하나의 데이터 전송 연결부를 포함하고; 생성된 암석 컨디션 데이터가 제 2 채굴 차량의 작동에 양향을 미치도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법은, 드릴링되는 암석 물질의 적어도 하나의 암석 컨디션 데이터를 모니터링 디바이스에서 생성하는 단계; 적어도 하나의 제 2 채굴 차량에 생성된 암석 컨디션 데이터를 전송하는 단계; 및 수신된 암석 컨디션 데이터에 근거하여 제 2 채굴 차량의 작동을 제어하는 단계에 의해 특징지어 진다.
개시된 해결책의 사상은, 드릴 구멍들이 적어도 하나의 드릴링 머신을 구비하는 적어도 하나의 제 1 채굴 차량에 의해 주위 암석 물질에 드릴링되는 것이다. 제 1 채굴 차량은 드릴링 동안 측정 데이터를 생성하기 위한 측정 디바이스들을 포함한다. 측정 데이터는 분석되기 위해 하나 이상의 모니터링 디바이스들에 입력된다. 모니터링 디바이스는 드릴링되는 암석 물질의 암석 컨디션 데이터를 생성하도록 배열되고 또한 생성된 데이터는 실현을 위해 하나 이상의 제 2 채굴 차량들에 전송된다. 제 2 채굴 차량의 작동은 생성된 암석 컨디션 데이터에 근거하여 영향을 받도록 제어될 수도 있다.
개시된 해결책의 이점은, 개시된 배열체가 드릴링 절차 동안 생성된 드릴링 데이터의 활용을 향상시키는 것이다. 암석 물질에서 확인된 결함들, 변경들 및 자연적인 변화들은 다음 프로세스 단계들에서 고려될 수도 있다. 따라서, 채굴 작업의 효율 및 품질이 향상될 수도 있다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터는 위치 데이터를 또한 포함한다. 즉, 생성된 암석 컨디션 데이터는 측정될 드릴링의 위치와 관련되는 정보에 바인딩되거나 연결된다. 제 1 채굴 차량에는 암석 드릴링 유닛과 드릴링 공구의 위치를 결정할 수 있는 위치 검출 수단이 제공될 수도 있다. 제 1 채굴 차량의 캐리어의 위치는 임의의 이용 가능한 위치 측정 디바이스들 및 방법들에 의해 결정될 수도 있다. 따라서, 위치 검출은 예를 들어 지구의 자기장을 활용하는 측정 디바이스들에 근거할 수도 있다. 추가로, 캐리어에 대한 공구와 암석 드릴링 머신의 위치는 붐 조인트들에 배열된 센서들에 의해 결정될 수도 있다. 위치 데이터는 암석 컨디션 데이터의 실현을 용이하게 한다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 필요 시에 검색 및 활용될 수도 있다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 포함된 위치 데이터에 의해 확인될 수도 있다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터는 위치 데이터를 또한 포함한다. 위치 데이터는 좌표들을 포함할 수도 있다. 채굴의 좌표 시스템은 암석 컨디션 데이터의 위치 좌표들을 규정하기 위해 활용될 수도 있다. 대안적으로, 작동 플랜 또는 작업 사이트의 좌표계가 사용될 수도 있다.
실시형태에 따라, 모니터링 디바이스는 모니터링 디바이스에 의해 입력되거나 달리 수신된 측정 데이터에 대해 분석 절차들 및 단계들을 실시하기 위한 하나 이상의 프로세싱 디바이스들을 포함한다. 모니터링 디바이스는 컴퓨터일 수도 있거나, 수개의 컴퓨터들을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 작동 원리들, 제어 전략들, 프로세싱 모델들 및 알고리즘들은 모니터링 디바이스의 작동을 제어하기 위하여 프로세서에 입력 또는 저장될 수도 있다. 모니터링 디바이스는 설정 제어 전략들에 따른 측정 데이터를 처리하도록 배열되고 또한 하나 이상의 암석 컨디션 데이터 또는 데이터 요소들을 생성하도록 구성된다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 하나 이상의 저장 디바이스에서 저장될 수도 있거나, 또는 하나 이상의 데이터 전송 연결부들에 의해 보다 멀리 전송될 수도 있다. 모니터링 디바이스는 하나 이상의 입력 디바이스를 통해 측정 데이터를 수신할 수도 있거나, 또는 하나 이상의 메모리 수단으로부터 측정 데이터를 검색할 수도 있다. 또, 모니터링 디바이스와 관련하여, 하나 이상의 디스플레이 디바이스들이 있을 수도 있다.
실시형태에 따라, 모니터링 디바이스는 암석 컨디션 데이터를 자동적으로 생성하도록 구성된다. 모니터링 디바이스는 자체적으로 작동할 수도 있고, 그럼으로써 시스템의 사용자 또는 작동자는 분석 절차를 실행하기 위해 모니터링 디바이스에 임의의 특정한 제어 명령들을 제공할 필요가 없다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터는 실시간으로 생성된다. 따라서, 측정 데이터는 어떠한 지연도 없이 온라인 프로세싱을 실행하고 또한 수신된 데이터를 분석하는 모니터링 디바이스로 전송된다. 이 실시형태 덕분에, 업데이트된 암석 컨디션 데이터는 항상 이용 가능하다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터를 생성하는 것은 실시간으로 생성되지 않지만, 대신 측정들, 데이터의 프로세싱 및 생성된 암석 컨디션 데이터의 실현 사이에서 지연이 발생할 수도 있다. 측정 결과들은 하나 이상의 메모리 수단에 저장될 수도 있다. 모니터링 디바이스는 나중에 저장된 데이터를 검색할 수도 있고 또한 필요한 프로세싱을 실시할 수도 있다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 하나 이상의 저장 디바이스에 저장될 수도 있고, 또한 나중에 제 2 채굴 차량의 제어 유닛에서 활용되도록 저장 디바이스로부터 검색될 수도 있다. 이러한 실시형태 덕분에, 채굴의 데이터 전송 연결부 및 네트워크는 온라인 프로세싱에 근거하는 시스템에 비해 간단하다. 개시된 실시형태는, 수집된 드릴링 정보와 생성된 암석 컨디션 데이터가 몇 시간 또는 며칠 후에 활용되고 온라인 결과물들에 대한 필요성이 존재하지 않는 상황들에 잘 맞다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 암석 물질에 영향을 미치기 위한 적어도 하나의 채굴 작업 디바이스를 포함한다. 제 2 채굴 차량의 채굴 작업 디바이스의 작동은 수신된 암석 컨디션 데이터에 따라 제어될 수도 있다. 대안적으로, 채굴 작업 디바이스의 작동은 다른 방식들로 암석 컨디션 데이터에 근거하여 영향을 받을 수도 있다. 암석 컨디션 데이터에 따라 채굴 작업 디바이스의 미리 계획된 작동 플랜을 변경할 수도 있다. 또, 채굴 작업 디바이스의 성능 추정은 암석 컨디션 데이터에 근거하여 업데이트될 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량의 작동은 미리 계획될 수도 있는 플랜에 따라 제어될 수도 있다. 제어 유닛은 생성된 암석 컨디션 데이터를 수신하고, 그 후 암석 컨디션 데이터가 작동의 제어 시에 고려될 수도 있다. 플랜은 암석 컨디션 데이터에 근거하여 수정될 수도 있다. 제 2 채굴 차량의 제어 유닛은 신규의 암석 컨디션 데이터의 수신에 대한 응답으로서 자동적으로 플랜을 수정 또는 업데이트할 수도 있다. 대안적으로, 제 2 채굴 차량의 작동자는 수신된 암석 컨디션 데이터를 고려할 수도 있고, 그 후 작동 플랜을 수동으로 수정할 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량의 작동은 플랜에 따라 제어될 수도 있다. 수개의 작동 플랜들은 미리 계획되어 저장될 수도 있다. 플랜들은 제 2 채굴 차량의 제어 유닛과 관련하여 위치될 수도 있는 메모리 저장 디바이스에 저장될 수도 있다. 제어 유닛은 생성된 암석 컨디션 데이터를 수신하고, 그 후 암석 컨디션 데이터는 작동의 제어 시에 고려될 수도 있다. 실현될 플랜은 암석 컨디션 데이터에 근거하여 선택될 수도 있다. 제 2 채굴 차량의 작동자는 수신된 암석 컨디션 데이터를 고려할 수도 있고 또한 사용된 작동 플랜을 수동으로 선택할 수도 있다. 대안적으로, 제 2 채굴 차량의 제어 유닛은 새로운 암석 컨디션 데이터를 수용하는 것에 응하여 플랜을 자동적으로 선택할 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량의 작동은 플랜에 따라 제어될 수도 있다. 제 2 채굴 차량의 제어 유닛은 플랜의 실행을 모니터링할 수도 있고, 또한 수신된 암석 컨디션 데이터를 모니터링 시에 고려할 수도 있다. 또한, 제어 유닛은, 의도된 또는 실행된 플랜이 실행될 수 없거나 실행되어서는 안 되는 것을 모니터링이 나타내는 때에 표시 또는 경고를 생성할 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량의 성능은 모니터링된다. 하나 이상의 채굴 작업 디바이스들의 성능은 결정 및 모니터링될 수도 있다. 제 2 채굴 차량의 제어 유닛은 성능을 추정할 수도 있고, 또한 현재 작업 업무를 실시하기 위해 잔여 시간을 결정할 수도 있다. 제어 유닛은 수신된 암석 컨디션 데이터에 따라 성능을 업데이트할 수도 있고, 또한 현재 작업 업무의 추정된 잔여 시간을 변경할 수도 있다. 또, 암석 컨디션 데이터는 제 2 채굴 차량의 연속 작업 업무들의 실행 기간 및 성능을 추정할 때에 고려될 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 하나 이상의 디스플레이 디바이스들을 포함한다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 디스플레이 디바이스에 시각화될 수도 있다. 대안적으로 또는 이에 더하여, 드릴링의 측정 데이터는 디스플레이 디바이스에 시각화될 수도 있다. 제 2 채굴 차량은 수동적으로 제어될 수도 있고, 그럼으로써 작동자는 필요한 제어 결정들을 하고 또한 제어 액추에이터들에 제어 명령들을 제공한다. 시각화는 작동자의 작업을 용이하게 한다.
실시형태에 따라, 배열체는 생성된 암석 컨디션 데이터를 모니터링 디바이스로부터 적어도 하나의 제 2 채굴 차량으로 전송하기 위한 적어도 하나의 데이터 전송 연결부를 포함한다. 데이터 전달 디바이스는 제 1 드릴 리그로부터 제 2 드릴 리그로 생성된 암석 컨디션 데이터를 직접적으로 전송할 수도 있다. 대안적으로, 암석 컨디션 데이터는 하나 이상의 서버들을 통해 간접적으로 전송될 수도 있다. 데이터 전송 연결부에 대한 추가의 대안적인 해결책은 메모리 스틱 또는 하드 디스크와 같은 데이터 저장 요소 또는 디바이스가 관련 디바이스들 간에 데이터를 전송 또는 전달하기 위해 활용된다는 것이다. 하지만, 배열체는 하나 이상의 데이터 전송 연결부들을 포함할 수도 있다.
실시형태에 따라, 모니터링 디바이스는 제 1 채굴 차량에 위치된다. 따라서, 측정 데이터는 하나 이상의 측정 디바이스들로부터 제 1 채굴 차량에 탑재된 모니터링 디바이스로 전송된다. 측정 디바이스와 모니터링 디바이스 사이에는 하나 이상의 제 1 데이터 전송 연결부가 있다. 그 후, 측정 데이터는 분석되고, 원하는 암석 컨디션 데이터가 제 1 채굴 차량에서 생성된다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 제 2 데이터 전송 연결부를 통해 그 안에서 활용되기 위한 제 2 채굴 차량의 제어 유닛에 전송된다.
실시형태에 따라, 모니터링 디바이스는 제 1 채굴 차량 및 제 2 채굴 차량 외부에 있다. 따라서, 제 1 채굴 차량에서 수집된 측정 데이터는 제 1 데이터 전송 연결부를 통해 하나 이상의 서버들 또는 컴퓨터들로 전송되고, 상기 서버들 또는 컴퓨터들은 작동 사이트 외부에 있는 제어룸, 컴퓨터룸 또는 일부 다른 적합한 공간에 위치된다. 외부 모니터링 디바이스는 측정 데이터를 분석하고, 또한 제 2 데이터 전송 연결부를 통해 그 안에서 활용되기 위한 제 2 채굴 차량의 제어 유닛으로 전송되는 원하는 암석 컨디션 데이터를 생성한다.
실시형태에 따라, 모니터링 디바이스는 제 2 채굴 차량 내에 위치된다. 따라서, 제 1 채굴 디바이스에서 수집된 측정 데이터는 하나 이상의 제 1 데이터 전송 연결부를 통해 제 2 채굴 차량으로 전송된다. 제 2 채굴 차량의 탑재된 모니터링 디바이스는 암석 드릴링의 측정 데이터를 분석하고 또한 원하는 암석 컨디션 데이터를 생성한다. 또, 생성된 암석 컨디션 데이터가 하나 이상의 제 2 데이터 전송 연결부를 통해 제 2 채굴 차량의 제어 유닛에 전송되고, 그 후 우세한 제어 원리들에 따라 활용될 준비가 된다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터는 주위 암석의 강도에 대한 데이터를 포함한다. 따라서, 암석 컨디션 데이터는 예를 들어 보강 작업을 위한 정보를 제공할 수도 있다. 또한 암석 강도의 정보는 블라스팅 구멍들을 차징하는데 영향을 미칠 수도 있고, 또한 암석 물질의 광석 및 미네랄 함량을 나타낼 수도 있다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터는 주위 암석의 파쇄 (fragmentation) 에 대한 정보를 포함한다. 따라서, 암석 컨디션 데이터는 암석 볼팅, 케이블 와이어 삽입 및 다른 보강 절차들에 정보를 제공할 수도 있다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터는 주위 암석의 균열들에 대한 데이터를 포함한다. 따라서, 암석 컨디션 데이터는 암석 볼팅, 케이블 와이어 삽입 및 다른 보강 절차들에 정보를 제공할 수도 있다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터가 주위 암석에 형성되는 낙석 (falling boulders) 위험에 대한 데이터를 포함한다. 모니터링 디바이스는 주위 암석 물질내의 균열들 및 다른 불연속성 라인들을 감지할 수도 있고, 또한 낙석 위험이 존재하는 지의 여부를 불연속성 라인들의 방향들 및 위치들에 근거하여 추정할 수도 있다. 이러한 유형의 암석 컨디션 데이터는 예를 들어 암석 볼팅 디바이스의 제어에서 사용될 수도 있다. 낙석 위험의 추정은 형성된 지하 공간 외부에 있는 주위 암석 물질에서 불연속성 라인들의 보외법 및 보간법을 포함할 수도 있다. 둘 이상의 불연속성 라인들 또는 불연속성 면들이 서로 교차하는 것을 감지할 때에, 모니터링 디바이스는 보강 작동들을 제어하는데 필요한 암석 컨디션 데이터를 생성할 수도 있다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터는 주위 암석의 공동들에 대한 데이터를 포함할 수도 있다. 감지된 공동의 위치, 크기 및 심지어 형태는 또한 결정될 수도 있다. 이러한 유형의 암석 컨디션 데이터는 예를 들어 공동들의 불필요한 차징을 방지할 수도 있다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터는 주위 암석의 광석 또는 미네랄 유형에 대한 데이터를 포함한다. 이러한 실시형태 덕분에, 드릴링은 보다 정확하게 배향될 수도 있고 또한 굴착 프로세스의 효율은 향상될 수도 있다.
실시형태들에 따라, 암석 컨디션 데이터는 주위 암석의 광석 또는 미네랄 함량 또는 그레이드에 대한 데이터를 포함한다. 이러한 실시형태 덕분에, 드릴링 플랜들은 수정될 수도 있고, 또한 더 효율적인 굴착이 실행될 수도 있다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터는 주위 암석의 조인트들 및 결함부들에 대한 데이터를 포함한다. 이러한 유형의 암석 컨디션 데이터는 보강 작동들을 실시하고 또한 지하 공간들의 표면들을 라이닝 및 마무리할 때에 고려될 수도 있다.
실시형태에 따라, 암석 컨디션 데이터는 암반 분류 (rock mass classification) 에 대한 데이터를 포함한다. 이러한 유형의 암석 컨디션 데이터는 발굴된 암석 물질의 다가올 프로덕션 드릴링 및 활용을 디자인할 때에 고려될 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 채굴의 암석 물질에 영향을 미치기 위하여 하나 이상의 채굴 작업 디바이스들을 포함한다. 제 2 채굴 차량의 채굴 작업 디바이스는 드릴링 및 블라스팅 방법에 의해 광석을 분리하기 위하여 주위 암석 물질에 프로덕션 드릴 구멍들을 드릴링하기 위한 암석 드릴링 머신일 수도 있다. 암석 컨디션 데이터는 예를 들어 광석의 위치를 나타낼 수도 있다. 암석 컨디션 데이터 방향에 근거하여, 블라스팅 구멍들의 개수와 길이가 결정될 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 채굴의 암석 물질에 영향을 미치기 위한 하나 이상의 채굴 작업 디바이스들을 포함한다. 제 2 채굴 차량의 채굴 작업 디바이스는 차지 삽입 디바이스일 수도 있다. 차지 삽입 디바이스는 제 1 채굴 차량에 의해 드릴링되는 드릴 구멍들에 차징 물질을 이송하기 위한 이송 요소를 포함할 수도 있다. 이송 요소는 호스 또는 튜브와 같은 관형 요소일 수도 있다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 주위 암석 물질의 강도 및 품질을 결정하는데 사용될 수도 있고, 그럼으로써 폭발물들의 강도가 결정될 수 있다. 따라서, 암석 컨디션 데이터는 차지들의 유형 및 차징 물질의 양을 결정하는데 사용될 수도 있다. 암석 물질이 파쇄되는 것을 암석 컨디션 데이터가 나타낼 경우, 더 적은 차징 강도가 필요해질 수도 있다. 또, 그러한 정보에 따라 암석 물질 유형 또는 광석에서의 변화들을 인식하고 차징을 조절하는 것이 가능하다. 이에 더하여, 암석 컨디션 데이터는, 드릴 구멍이 제 1 채굴 차량에 의해 드릴링되는 공동을 주위 암석 물질이 포함하는 것을 나타낼 수도 있다. 공동은 공동으로의 불필요한 차징 물질의 이송이 회피되도록 차지 삽입 시에 통지될 수도 있다. 이 덕분에, 공동은 여분의 차징 물질로 충전되지 않고, 그럼으로써 안전성이 향상된다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 채굴의 암석 물질에 영향을 미치기 위한 하나 이상의 채굴 작업 디바이스들을 포함한다. 제 2 채굴 차량의 채굴 작업 디바이스는 주위 암석 물질에 보강 구멍들을 드릴링하기 위한 암석 드릴링 머신을 포함하는 암석 볼팅 디바이스일 수도 있다. 추가적으로, 암석 볼팅 디바이스는 드릴링된 보강 구멍들에 보강 볼트들을 삽입하기 위한 장착 디바이스 또는 삽입 공구를 포함할 수도 있다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 보강에 대한 필요성을 결정하는데 사용될 수도 있다. 암석 컨디션 데이터는 주위 암석 물질이 임의의 다른 방식으로 파쇄 또는 손상되어 적절히 보강될 필요가 있다는 것을 나타낼 수도 있다. 암석 컨디션 데이터는 예를 들어 보강 구멍들 사이의 거리들, 보강 구멍들의 길이들 및 방향들, 또한 보강 구멍들의 개수를 결정하는데 사용될 수도 있다. 또, 암석 컨디션 데이터는 어떠한 유형의 암석 볼트들이 암석 물질을 보강하는데 사용되는 지를 결정하는데 사용될 수도 있다. 추가적으로, 어떠한 낙석 위험도 지하 공간들에서 발생할 경우에 감지될 수도 있고, 그러한 암석 컨디션 데이터에 근거하여, 암석 볼팅 디바이스가 보강 드릴 구멍들을 배향시키기 위해 제어될 수도 있어서, 보강 볼트들이 바위를 바위 주위의 암석 물질에 연결할 수 있고 또한 바위가 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 채굴의 암석 물질에 영향을 미치기 위한 하나 이상의 채굴 작업 디바이스들을 포함한다. 제 2 채굴 차량의 채굴 작업 디바이스는 주위 암석 물질에 보강 구멍들을 드릴링하기 위한 암석 드릴링 머신을 포함하는 케이블 와이어 삽입 디바이스일 수도 있다. 디바이스는 보강 구멍 내로 보강 케이블을 이송하기 위한 이송 디바이스를 추가로 포함한다. 일부 보강 기술들에서, 그라우팅 물질은 케이블과 함께 보강 구멍으로 이송된다. 따라서, 케이블 와이어 삽입 디바이스는 그라우팅 물질을 이송하기 위한 그라우팅 디바이스를 또한 포함할 수도 있다. 하지만, 하부 앵커링 시스템이 제공된 케이블 볼트들을 활용할 때에, 케이블 와이어 삽입 디바이스는 어떠한 그라우팅 디바이스도 없이 존재할 수도 있다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 보강에 대한 필요성을 결정하는데 사용될 수도 있다. 암석 컨디션 데이터는 주위 암석 물질이 파쇄되어 적절히 보강될 필요가 있다는 것을 나타낼 수도 있다. 암석 컨디션 데이터는 예를 들어 보강 구멍들 사이의 거리들, 보강 구멍들의 길이들 및 방향들, 및 보강 구멍들의 개수를 결정하는데 사용될 수도 있다. 또, 암석 컨디션 데이터는 어떠한 유형의 그라우팅 물질이 사용되었는지와 보강 구멍들 각각에 이송된 그라우팅 물질의 양을 결정하는데 사용될 수도 있다. 추가적으로, 암석 컨디션 데이터에 근거하여 보강 구멍들의 제한된 길이방향 부분들에 대해서만 그라우팅 물질을 이송할 수도 있다. 이러한 방식으로, 보강 구멍들의 하나 이상의 제한된 부분들이 보강 구멍의 전체 길이를 대신하여 그라우트될 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 채굴의 암석 물질에 영향을 미치기 위한 하나 이상의 채굴 작업 디바이스들을 포함한다. 제 2 채굴 차량의 채굴 작업 디바이스는 제 1 채굴 차량에 의해 드릴링되는 드릴 구멍들로 보강 유체 물질을 이송하기 위한 보강 물질 이송 디바이스일 수도 있다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 주위 암석 물질의 보강에 대한 필요성을 결정하는데 사용될 수도 있다. 사용되는 보강 유체의 유형과 이송되는 유체의 양은 암석 컨디션 데이터에 근거하여 결정될 수도 있다. 또한, 보강 구멍들이 상이한 보강 특성들을 갖는 상이한 길이방향 부분들을 포함하도록 보강 유체를 드릴링된 보강 구멍들 내로 이송하는 것이 가능하다. 균열들 또는 다른 결함들이 구멍의 제한된 길이방향 부분에서만 감지될 경우, 구멍의 다른 부분들과는 상이하게 단지 구멍의 제한된 부분 또는 감지된 부분에는 보강 유체가 제공될 수도 있다는 점에서 보강 유체를 이송하는 것이 가능하다. 따라서, 보강 필요성 및 보강의 실행은 암석 컨디션 데이터에 근거하여 결정될 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 채굴의 암석 물질에 영향을 미치기 위한 하나 이상의 채굴 작업 디바이스들을 포함한다. 제 2 채굴 차량의 채굴 작업 디바이스는 스케일링 디바이스일 수도 있다. 스케일링 디바이스는 암석 표면으로부터 느슨한 암석 물질을 스케일링하기 위한 것이다. 전형적으로, 스케일링은 떨어질 수도 있고 또한 위험들을 야기할 수도 있는 느슨한 물질 및 바위들을 제거하기 위하여 지하 공간들의 벽들 및 루프들에 실행된다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 발굴된 지하 공간의 암석 표면의 특성들을 결정하는데 사용될 수도 있다. 결함들이 암석 표면에서 인지되면, 이러한 정보는 스케일링에 대한 필요성을 결정할 때에 그리고 실제 스케일링 작동을 제어할 때에 고려될 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 채굴의 암석 물질에 영향을 미치기 위한 하나 이상의 채굴 작업 디바이스들을 포함한다. 제 2 채굴 차량의 채굴 작업 디바이스는 쇼크리팅 (shotcreting) 디바이스일 수도 있다. 쇼크리팅 디바이스는 발굴된 지하 공간들의 벽들 및 루프들을 라이닝하기 위한 것이다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 발굴된 지하 공간의 암석 표면의 특성들을 결정하는데 사용될 수도 있다. 또한, 암석 컨디션 데이터는 주위 암석 표면과 주위 암석 물질의 보강에 대한 필요성을 결정하는데 사용될 수도 있다. 쇼크리팅 층의 두께는 예를 들어 암석 컨디션 데이터에 따라 설정될 수도 있다. 또, 암석 컨디션 데이터는 사용된 쇼크리팅 물질의 선택에 관련되는 그리고 쇼크리팅 방법을 실현하는 판단들에 영향을 가질 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 1 채굴 차량은 면 드릴링 리그이다. 면 드릴링 리그는 채굴 개발 리그로서 또한 공지되어 있는데, 이것이 지하 터널들, 드리프트들, 진입로들 및 지하 공간들의 개발을 위한 것이기 때문이다. 면 드릴링 리그가 지하 공간의 면에 블라스팅 구멍들을 드릴링하기 위한 드릴링 수단을 포함한다. 드릴링 수단은 적어도 하나의 드릴링 붐과 상기 드릴링 붐의 원위 단부에 있는 드릴링 유닛을 포함한다. 모니터링 디바이스는 면 드릴링 리그에 의해 드릴링되는 암석 물질의 적어도 하나의 암석 컨디션 데이터를 생성하도록 구성된다. 적어도 하나의 제 2 채굴 차량은 면 드릴링 리그에 의해 생성된 지하 공간의 주위 암석 물질에 영향을 주는 채굴 작업을 실시하도록 배열된다.
실시형태에 따라, 모니터링 디바이스는 생성된 암석 컨디션 데이터에 근거하여 지하 공간의 주위 암석 물질에서 결함들의 위치 및 방향을 추정하도록 구성된다. 결함은 주위 암석 물질에서 감지되는 균열, 조인트, 공동, 개구 또는 결함부일 수도 있다. 모니터링 디바이스는 감지된 균열들과 다른 불연속점들의 방향들을 추정하기 위하여 제어 전략을 추가로 포함할 수도 있다. 또, 감지된 불연속성 라인들의 상대적인 위치들과 그들의 교차는 통지될 수도 있고 암석 컨디션 데이터에 포함될 수도 있다. 추정은 형성된 지하 공간의 외부에 있는 주위 암석 물질에서 불연속성 라인들의 보외법 및 보간법을 포함할 수도 있다. 추정은 감지된 불연속성 평면들 및 표면들에 또한 적용한다.
실시형태에 따라, 적어도 하나의 제 2 채굴 차량은 수개의 보강 볼트들을 볼팅 패턴으로 배열하기 위한 적어도 하나의 암석 볼팅 디바이스를 포함한다. 볼팅 패턴은 수개의 드릴 구멍들을 일렬로 포함하는 팬 형상일 수도 있다. 암석 볼팅 디바이스는 보강 드릴 구멍 패턴을 형성하기 위해 터널 또는 임의의 다른 지하 공간의 주위 암석 물질에 수개의 보강 구멍들을 드릴링하기 위한 암석 드릴링 머신을 포함한다. 또한, 암석 볼팅 디바이스는 보강 드릴 구멍 패턴의 드릴링된 보강 구멍들에 보강 볼트들을 삽입하기 위한 탑재 디바이스를 포함한다. 모니터링 디바이스는 지하 공간을 둘러싸는 암석 물질에서 결함들을 관찰하도록 구성된다. 제 2 채굴 차량은 암석 컨디션 데이터를 수신하도록 그리고 관찰된 결함들에 따라 보강 구멍들을 배향하도록 구성된다. 관찰된 결함은 예컨대 균열일 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 관찰된 결함들에 따라 연속적인 보강 드릴 구멍들의 거리를 결정하도록 구성된다. 관찰된 결함은 예컨대 균열일 수도 있다. 구멍들 사이의 거리는 드릴 구멍 열에서 구멍들 사이의 거리일 수도 있다. 대안적으로 또는 이에 더하여, 암석 컨디션 데이터는 두 개의 연속적인 드릴 구멍 열들 사이의 거리를 결정하는데 사용될 수도 있다. 드릴 구멍 패턴이 팬의 형상을 가지면, 연속적인 팬들 사이의 거리는 암석 컨디션 데이터에 근거하여 결정될 수도 있다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 암석 볼팅 디바이스의 작동을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 유닛을 포함한다. 제 2 채굴 차량의 제어 유닛은 암석 볼팅 디바이스와 같은 채굴 작업 디바이스의 작동을 자동적으로 제어하도록 배열된다. 제어 유닛은 생성된 암석 컨디션 데이터를 자동적으로 고려한다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 암석 볼팅 디바이스와 같은 채굴 작업 디바이스의 작동을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 유닛을 포함한다. 제 2 채굴 차량에는 하나 이상의 디스플레이 디바이스들이 제공되고, 제어 유닛은 제 2 채굴 차량의 작동자를 위해 감지된 결함들을 디스플레이 디바이스에 나타내도록 구성된다. 이러한 실시형태는 작동자를 위해 나타낼 직관적인 시각 정보를 제공하고, 그럼으로써 제 2 채굴 디바이스의 수동 제어를 용이하게 한다.
실시형태에 따라, 제 2 채굴 차량은 암석 볼팅 디바이스의 작동을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛은 수신된 암석 컨디션 데이터를 고려할 수도 있고, 또한 보강 드릴 구멍들 및 드릴 구멍 열들을 드릴링하기 위한 제안들을 자동적으로 생성할 수도 있다. 이러한 실시형태 덕분에, 작동자의 작업은 용이해지고 작동자의 작업의 로딩이 감소될 수도 있다.
본 특허 출원에서 개시된 특징들, 장비, 작동 원리들 및 방법들은 채굴 및 다른 작업 사이트들에서 실현될 수도 있다. 채굴은 임의의 종류의 지하 탄광 또는 표면 탄광일 수도 있다. 따라서, 용어 탄광은 폭넓게 해석되는 것이다. 예를 들어, 언급된 다른 작업 사이트들은 발굴 사이트들, 터널링 사이트들 및 도로 건설 사이트들을 포함할 수도 있다.
전술된 실시형태들은 필수적인 특징들을 갖는 적절한 대안의 해결책들을 형성하기 위하여 결합될 수 있다.
일부 실시형태들은 첨부 도면들에서 더 상세하게 설명된다.
도 1 은 수개의 드릴링 유닛들을 포함하는 제 1 채굴 차량의 개략적인 측면도이다.
도 2 는 암석 볼팅 디바이스를 포함하는 제 2 채굴 차량의 개략적인 측면도이다.
도 3 은 제 2 채굴 차량의 개략적인 상면도와 실현 가능한 채굴 작업 디바이스들의 리스트이다.
도 4 는 채굴 시에 제 1 채굴 차량 및 제 2 채굴 차량의 채굴 및 작동의 개략적인 상면도이다.
도 5 는 제 1 채굴 차량과 제 2 채굴 차량 사이에 데이터를 전송하기 위하여 실현 가능한 방식들을 보여주는 개략도이다.
도 6, 도 7 및 도 8 은 보강 암석 볼트들에 의해 주위 암석 물질의 보강을 보여주는 개략도들이다.
도 9 및 도 10 은 결정된 암석 컨디션 데이터에 따라 보강하기 위한 암석 공간들 및 교정 조치들의 개략적인 상면도들이다.
도 11 및 도 12 는 암석 공간 및 보강 조치들의 루프 부분에서 낙석 위험의 검출을 도시하는 개략적인 도면들이다.
도 13 은 주위 암석 물질의 검출된 결함들 또는 불연속점들 및 암석 공간을 도시하는 개략적인 도면이다.
도 14 는 생성된 암석 컨디션 데이터의 사용 및 모니터링 디바이스의 일부 특징들을 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 15 는 단지 몇몇 드릴 구멍들이 갖는 암석 볼팅 패턴과 대다수의 드릴 구멍들이 갖는 라운드 면의 블라스트 구멍 패턴을 도시하는 개략도이다.
도 2 는 암석 볼팅 디바이스를 포함하는 제 2 채굴 차량의 개략적인 측면도이다.
도 3 은 제 2 채굴 차량의 개략적인 상면도와 실현 가능한 채굴 작업 디바이스들의 리스트이다.
도 4 는 채굴 시에 제 1 채굴 차량 및 제 2 채굴 차량의 채굴 및 작동의 개략적인 상면도이다.
도 5 는 제 1 채굴 차량과 제 2 채굴 차량 사이에 데이터를 전송하기 위하여 실현 가능한 방식들을 보여주는 개략도이다.
도 6, 도 7 및 도 8 은 보강 암석 볼트들에 의해 주위 암석 물질의 보강을 보여주는 개략도들이다.
도 9 및 도 10 은 결정된 암석 컨디션 데이터에 따라 보강하기 위한 암석 공간들 및 교정 조치들의 개략적인 상면도들이다.
도 11 및 도 12 는 암석 공간 및 보강 조치들의 루프 부분에서 낙석 위험의 검출을 도시하는 개략적인 도면들이다.
도 13 은 주위 암석 물질의 검출된 결함들 또는 불연속점들 및 암석 공간을 도시하는 개략적인 도면이다.
도 14 는 생성된 암석 컨디션 데이터의 사용 및 모니터링 디바이스의 일부 특징들을 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 15 는 단지 몇몇 드릴 구멍들이 갖는 암석 볼팅 패턴과 대다수의 드릴 구멍들이 갖는 라운드 면의 블라스트 구멍 패턴을 도시하는 개략도이다.
명료성을 위해, 도면들은 간략화된 방식으로 개시된 해결책 중 일부 실시형태들을 도시한다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 요소들을 식별한다.
도 1 은 이동 가능한 캐리어 (2) 와 하나 이상의 붐들 (3; booms) 을 포함하는 제 1 채굴 차량 (1) 을 도시한다. 붐들 (3) 에는 암석 공간 (6) 의 암석 표면 (5) 에 구멍들을 드릴링하기 위한 드릴링 유닛들 (4) 이 제공될 수도 있다. 도 1 에는, 제 1 채굴 차량 (1) 이 지하 암석 공간 (6) 의 면 (42) 에 블라스팅 구멍들을 드릴링하는데 사용되는 면 드릴링 리그이다. 드릴링 유닛 (4) 은 이송 빔 (8) 상에 이동 가능하게 배열되는 암석 드릴링 머신 (7) 을 포함한다. 암석 드릴링 머신은 공구 (9) 에 충격 펄스들 (impact pulses) 을 형성하기 위한 타격 디바이스와 공구 (9) 를 회전시키기 위한 회전 디바이스를 포함할 수도 있다. 드릴링 유닛 (4) 에는 드릴링 작동을 측정하기 위한 하나 이상의 센서들 또는 측정 디바이스들 (10) 이 제공될 수도 있다. 이는 예를 들어 타격, 회전, 이송 및 플러싱을 측정할 수 있다. 이른바 드릴링 중 측정 (MWD; measuring-while-drilling) 에 의해, 유가의 측정 데이터가 후속하는 분석 프로세스들에 대해 수집될 수도 있다. 측정 데이터는 제 1 채굴 차량 (1) 의 제어 유닛 (11) 으로 전송될 수도 있다. 대안적으로, 측정 데이터는 드릴링 유닛의 메모리 유닛 내에 저장될 수도 있거나, 측정 데이터는 무선 데이터 연결부에 의해 외부 제어 디바이스로 보내질 수도 있다.
도 2 는 제 1 채굴 차량 (1) 의 작동 중에 수집된 측정 데이터를 활용하도록 구성되는 제 2 채굴 차량 (12) 을 개시한다. 제 2 채굴 차량 (12) 은 캐리어 (13) 와 하나 이상의 붐들 (14) 을 포함한다. 붐들 (14) 에는 암석 물질에 영향을 미치기 위한 적어도 하나의 채굴 작업 디바이스 (15) 가 제공될 수도 있다. 도 2 에서, 채굴 작업 디바이스 (15) 는 암석 물질 (20) 을 지지하기 위하여 암석 물질에 체결 볼트들을 배열하기 위한 암석 볼팅 디바이스 (15a) 이다. 대안적으로, 채굴 작업 디바이스 (15) 는 드릴 구멍에 케이블 와이어, 그라우팅 물질 또는 보강 유체를 이송하기 위한 이송 디바이스 (15b) 일 수도 있다. 채굴 작업 디바이스 (15) 의 작동은 제 1 채굴 차량 (1) 의 측정 데이터에 의해 영향을 받고 또한 암석 컨디션 데이터를 생성한다. MWD 데이터 및 암석 컨디션 데이터는 제 2 채굴 차량 (12) 의 제어 유닛 (16) 으로 전송 또는 입력될 수도 있다. 제어 유닛 (16) 은 작동자 (17) 를 위해 디스플레이 디바이스 (18) 상에 시각적인 정보를 제공할 수도 있거나, 제어 디바이스 (16) 가 실행될 적합한 작동 플랜을 선택할 수도 있다. 제어 유닛은 암석 컨디션 데이터에 근거하여 작동 플랜들을 추가로 예비 설계할 수도 있다. 또한, 제어 유닛 (16) 은 암석 컨디션 데이터가 고려되도록 채굴 작업 디바이스 (15) 를 자동적으로 제어하는 것이 가능할 수도 있다.
도 1 및 도 2 는 지하 탄광에서 사용되는 채굴 차량들을 개시한다. 하지만, 표면 드릴링 리그들과 같은 채굴 차량들이 작동하는 표면들에서 MWD 데이터는 또한 수집 및 활용될 수도 있다.
도 3 은 제 2 채굴 차량 (12) 과 일부 가능한 채굴 작업 디바이스들 (15) 을 도시한다.
도 4 는 암석 컨디션 데이터를 생성 및 사용하는 원리를 도시한다. 제 1 채굴 차량 (1) 은 드릴링을 실시하고 또한 제 2 채굴 차량 (12) 에 의해 분석되고 그 후 활용되는 MWD 데이터를 수집한다. 수집된 측정 데이터에 근거하여, 암석 컨디션 데이터는 제 1 채굴 차량 (1) 의 제어 유닛 (11) 또는 제 2 채굴 차량 (12) 의 제어 유닛 (16) 과 관련하여 위치할 수도 있는 모니터링 디바이스에서 생성될 수도 있다. 대안의 해결책에서, 모니터링 디바이스는 제 1 채굴 차량 및 제 2 채굴 차량 외부에 위치될 수도 있다. 따라서, 모니터링 디바이스는 예를 들어 서버 디바이스 (S) 에 위치될 수도 있다. 도 4 에서는, 수집된 측정 데이터와 생성된 암석 컨디션 데이터가 위치결정 데이터와 관련될 수도 있다는 것이 간단한 위치결정 표시들 (P) 에 의해 또한 시연된다.
도 5 는 간략화된 방식으로 제 1 채굴 차량 (1) 과 제 2 채굴 차량 (2) 사이에 데이터를 전송할 일부 가능성들을 도시한다. 측정 데이터 (MD) 는 제 1 채굴 차량 (1) 으로부터 서버 (S) 로 전송 또는 전달될 수도 있다. 암석 컨디션 데이터 (RCD) 는 서버 (S) 에서 처리될 수도 있고, 또한 그런 다음 제 2 채굴 차량 (12) 에 전송 또는 전달도리 수도 있다. 이 경우에, 모니터링 디바이스는 서버 (S) 에 위치된다. 대안적으로, 모니터링 디바이스는 제 1 채굴 차량 (1) 및 제 2 채굴 차량 (12) 의 제어 유닛들 (11, 16) 과 관련하여 위치될 수도 있다. MD 또는 RCD 의 다이렉트 데이터 전송은 점선으로 도 5 에 도시되어 있다.
도 6 은 발굴된 암석 공간 (6) 을 둘러싸는 암석 물질 (22) 에서의 균열들 (19a ~ 19c) 을 도시한다. 균열들 (19) 은 암석 물질 (20) 의 슬래브들 (21; slabs) 을 규정한다. 암석의 슬래브들 (21) 은 균열들 (19) 의 방향으로 서로에 대해 슬라이드 또는 이동할 수도 있다. 암석 볼트들 (22a) 은 슬래브들 (21) 사이에서 이러한 원치 않은 이동을 방지하기 위해 사용된다. 하지만, 적합한 암석 볼팅을 제공하기 위하여, 균열들 (19) 의 방향들을 아는 것이 중요하다. 도 6 은 균열들 (19) 의 방향으로 있고 따라서 슬래브들 (21) 을 함께 묶을 수 없는 암석 볼트 (22b) 를 도시한다. 암석 볼트 (22a) 는 암석 컨디션 데이터에 따라 배향되고, 이로 인해 균열들 (19) 의 방향은 결정되고, 암석 볼트 (22a) 는 암석 볼트가 균열들 (19a ~ 19c) 과 교차하고 또한 슬래브들 (21) 을 함께 연결하도록 배향된다. 암석 볼트 (22b) 는 이와 관련하여 쓸모 없게 된다.
도 7 및 도 8 은 암석 볼트 (22a) 에 대한 보강 구멍의 드릴링 동안 수집된 정보에만 근거하여 균열들의 방향을 결정하는 것이 불충분하다는 것을 시연한다. 도 7 에서는, 균열들 (19a ~ 19c) 과 암석 볼트 (22a) 사이의 교차 지점들 (23) 이 도시된다. 도 8 에서는, 동일한 교차 지점들 (23) 이, 균열들 (19a ~ 19c) 대신에, 균열들 (19a ~ 19c) 의 방향들과는 전적으로 상이한 방향들을 갖는 균열들 (19d ~ 19f) 에 대해 존재할 수 있다는 것을 도시한다. 이는, 암석 볼트들 (22a) 에 대한 보강 구멍들의 드릴링이 균열들 (19) 의 방향과 암석 컨디션과 관련되는 충분한 정보를 제공하지 않는다. 하지만, 암석 공간이 개발 드릴링 단계에서 형성되었을 때, 대부분의 드릴 구멍들은 암석 물질에 드릴링되고 있다. 개발 드릴링 동안, 광범위한 측정 데이터 양이 수집될 수도 있고, 분석될 때에, 보다 적합한 암석 컨디션 데이터가 생성될 수도 있다. 도 15 는, 보강 드릴링 (24) 동안, 단지 5 ~ 10 개의 보강 구멍들이 드릴링되고, 개발 드릴링 (25) 동안, 암석 공간의 면 (42) 에 드릴링된 드릴 구멍들의 개수는 실질적으로 보다 많다는 것을 보여준다. 여기에는 짧은 간격으로 면 (42) 내에 백 개의 블라스팅 구멍들 (41) 있을 수도 있다. 따라서, 개발 드릴링 (25) 은 보강 드릴링 (24) 보다 더 많은 측정 데이터를 생성하고, 그럼으로써 암석 물질의 컨디션과 관련하여 보다 충분하고 정확한 분석들이 처리될 수도 있다는 것이 자명하다.
도 9 는 암석 공간 (6) 의 개발 드릴링 단계의 측정 데이터가 모니터링 디바이스에서 분석될 때에 검출되는 균열들 (19a ~ 19f) 을 도시한다. 또한, 균열들 (19) 의 방향들이 결정되고, 암석 공간 (6) 의 암석 표면들 (5) 외부에서 균열들의 연속이 모니터링 디바이스에서 예상된다. 암석 볼팅 패턴들은 생성된 암석 컨디션 데이터에 근거하여 디자인될 수도 있다. 전형적으로 암석 볼팅 패턴들 (26) 은 터널의 중앙선에 수직하고 또한 수개의 보강 드릴 구멍들 (27) 을 포함한다. 하지만, 수정된 암석 볼팅 패턴들 (28a, 28b) 은 균열들 (19a 및 19b) 의 검출된 방향에 따라 배향될 수도 있다. 이러한 방식으로, 생성된 암석 컨디션 데이터가 고려된다.
도 10 은 암석 공간 (6) 의 예비 디자인된 암석 볼팅 패턴들 (26) 을 도시한다. 라인들 (29) 사이에서, 암석 품질이 암석 컨디션 데이터에 따라 열악해지고, 이러한 이유로 추가의 암석 볼팅 패턴들 (30) 은 검출된 부분이 암석 공간 (6) 의 루프 및 천장들을 지지하도록 디자인된다.
도 11 은 암석 물질 (20) 로 발굴하는 터널 또는 상응하는 암석 공간 (6) 을 도시한다. 블라스팅 구멍들의 드릴링 동안, 측정들이 실행되고 또한 모니터링 디바이스에서의 분석 프로세스가 암석 공간 (6) 을 교차하는 균열들 (19a 및 19b) 을 나타낸다. 균열들 (19a 및 19b) 이 주위 암석 물질 (20) 로 연장하고 또한 검출된 불연속성 라인들이 그들의 검출된 방향을 연결한다는 것이 예상될 수도 있다.
도 12 에서는 감지된 균열들 (19a 및 19b) 의 방향이 추정되고, 추정들 (30) 은 점선을 이용하여 도시된다. 추정 프로세스는 모니터링 디바이스에 보외법 및 보간법 알고리즘 입력을 포함할 수도 있다. 모니터링 디바이스는, 둘 이상의 추정된 불연속성 라인들 (30) 이 서로 교차하여 낙석 (31) 의 위험을 야기하는 지의 여부를 감지할 수도 있다. 도시된 예에서, 낙석 (31) 은 암석 공간 (6) 의 루프 (32) 에 위치되지만, 이는 벽들 (33) 에 또한 위치될 수도 있다. 생성된 암석 컨디션 데이터는 균열들 (19) 의 방향들의 정보 및 낙석 (31) 의 위험의 감지된 위치를 포함한다. 암석 컨디션 데이터에 근거하여, 암석 볼트들 (22) 은 적절한 지지가 달성되도록 배향 및 위치결정될 수도 있다. 또한, 암석 컨디션 데이터는 사용될 암석 볼트들의 개수에 영향을 미칠 수도 있다.
도 13 은 암석 공간 (6) 과 주위 암석 물질 (20) 에서의 결함들을 도시한다. 우선, 암석 공간 (6) 이 드릴링 및 블라스팅 방법을 이용하여 개발된다. 블라스트 구멍들의 드릴링 동안, 측정이 실행된다. 제 2 단계에서, 미리 정해진 프로덕션 드릴링 영역 (35) 의 외부에서 연장하는 긴 구멍들 (34) 이 드릴링되고 측정 데이터가 드릴링 동안 수집된다. 긴 구멍들은 예를 들어 보강 구멍들 또는 검사 구멍들일 수도 있다. 측정 데이터의 분석 절차들은, 주위 암석 물질 (20) 이 차징 드릴 구멍 (37) 을 통해 차징 물질을 이송할 때에 고려될 수도 있는 공동 (36) 을 포함하는 것을 나타낼 수도 있다. 따라서, 생성된 암석 컨디션 데이터는 폭발물들로 공동 (36) 을 충전하는 위험을 회피할 수도 있다. 또, 광석 또는 미네랄 유형이 다른 곳과는 상이하거나 암석 품질이 상이한 영역들 (28) 을 주위 암석 물질 (20) 이 포함하는 지의 여부를 감지할 수 있다. 이러한 암석 컨디션 데이터는 감지된 영역 (38) 으로 연장하는 드릴 구멍들 (39) 을 드릴링할 때에 고려될 수 있다. 또, 드릴 구멍 (39) 이 통과하는 상이한 부분들에 근거하여 보강 물질의 이송에 영향을 미칠 수 있다.
도 14 는 모니터링 디바이스의 특징들 및 작동을 개시한다. 이러한 주제들은 본원에서 이미 전술되어 있다.
도면들과 관련된 설명은 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것이다. 그의 상세부들에서, 본 발명은 청구 범위 내에서 다양할 수도 있다.
Claims (26)
- 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체로서, 상기 배열체는:
주위 암석 물질 (20) 에 드릴 구멍들을 드릴링하기 위한 적어도 하나의 암석 드릴링 머신 (7) 을 구비하는 적어도 하나의 제 1 채굴 차량 (1);
상기 암석 드릴링의 측정 데이터를 생성하도록 배열된, 상기 제 1 채굴 차량 (1) 내의 적어도 하나의 측정 디바이스 (10); 및
상기 적어도 하나의 측정 디바이스 (10) 로부터 수신된 측정 데이터에 근거하여 상기 암석 드릴링을 모니터링하기 위한 적어도 하나의 모니터링 디바이스를 포함하고,
상기 모니터링 디바이스는 상기 암석 드릴링의 수신된 상기 측정 데이터를 분석하기 위한 적어도 하나의 데이터 프로세싱 디바이스를 포함하고,
상기 모니터링 디바이스는 상기 암석 드릴링에 의해 영향을 받는 상기 암석 물질의 적어도 하나의 암석 컨디션 데이터를 생성하도록 구성되고,
상기 배열체는 생성된 상기 암석 컨디션 데이터를 상기 모니터링 디바이스로부터 적어도 하나의 제 2 채굴 차량 (12) 의 적어도 하나의 제어 유닛 (16) 에 전송하기 위한 적어도 하나의 데이터 전송 연결부를 포함하고,
생성된 상기 암석 컨디션 데이터는 상기 제 2 채굴 차량 (12) 의 작동에 영향을 미치도록 구성되는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 채굴 차량 (12) 은 암석 물질에 영향을 미치기 위한 적어도 하나의 채굴 작업 디바이스 (15) 를 포함하고, 상기 제 2 채굴 차량 (12) 의 상기 채굴 작업 디바이스 (15) 의 작동은 수신된 상기 암석 컨디션 데이터에 따라 영향을 받도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 채굴 차량 (1) 은 상기 모니터링 디바이스를 구비하는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 모니터링 디바이스는 상기 제 1 채굴 차량 (1) 및 상기 제 2 채굴 차량 (12) 의 외부에 있는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
제 2 채굴 디바이스 (12) 는 상기 모니터링 디바이스를 구비하고, 그럼으로써 제 1 채굴 디바이스 (1) 에서 수집된 드릴링 데이터가 상기 제 2 채굴 디바이스 (12) 에 전송되고, 상기 제 2 채굴 디바이스 (12) 에서 상기 드릴링 데이터가 분석 및 활용되는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암석 컨디션 데이터는 상기 주위 암석 물질 (20) 의 조인트들 및 결함부들에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암석 컨디션 데이터는 상기 주위 암석 물질 (20) 의 균열들 (19) 에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암석 컨디션 데이터는 상기 주위 암석 물질 (20) 의 광석 또는 미네랄 유형에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암석 컨디션 데이터는 상기 주위 암석 물질 (20) 의 광석 또는 미네랄의 함량 또는 그레이드에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암석 컨디션 데이터는 상기 주위 암석 물질 (20) 의 파쇄 (fragmentation) 에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암석 컨디션 데이터는 암반 분류 (rock mass classification) 에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암석 컨디션 데이터는 상기 주위 암석 물질 (20) 의 공동들 (36) 에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암석 컨디션 데이터는 상기 주위 암석 물질 (20) 의 강도에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 채굴 차량 (12) 의 상기 적어도 하나의 채굴 작업 디바이스 (15) 는, 상기 주위 암석 물질 (20) 에 보강 구멍들을 드릴링하기 위한 암석 드릴링 머신을 포함하는 암석 볼팅 디바이스 (15a; rock bolting device) 인 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 채굴 차량 (12) 의 상기 적어도 하나의 채굴 작업 디바이스 (15) 는 드릴링 및 블라스팅 방법에 의해 광석을 분리하기 위하여 상기 주위 암석 물질 (20) 에 프로덕션 드릴 구멍들 (production drill holes) 을 드릴링하기 위한 암석 드릴링 머신 (15c) 인 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 채굴 차량 (12) 의 상기 적어도 하나의 채굴 작업 디바이스 (15) 는 상기 주위 암석 물질 (20) 에 보강 구멍들을 드릴링하기 위한 암석 드릴링 머신과 보강 케이블을 보강 구멍에 이송하기 위한 이송 디바이스를 포함하는 케이블 와이어 삽입 디바이스 (15d) 인 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 채굴 차량 (12) 의 상기 적어도 하나의 채굴 작업 디바이스 (15) 는 차징 물질 (charging material) 을 상기 제 1 채굴 차량 (1) 에 의해 드릴링되는 상기 드릴 구멍들에 이송하기 위한 차지 삽입 디바이스 (15e; charge inserting device) 인 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 채굴 차량 (12) 의 상기 적어도 하나의 채굴 작업 디바이스 (15) 는 보강 유체 물질을 상기 제 1 채굴 차량 (1) 에 의해 드릴링되는 상기 드릴 구멍들에 이송하기 위한 보강 물질 이송 디바이스 (15f) 인 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 채굴 차량 (1) 은 면 드릴링 리그 (face drilling rig) 이고,
상기 면 드릴링 리그는 지하 암석 공간 (6) 의 면 (42) 에 블라스팅 구멍들 (41) 을 드릴링하기 위한 드릴링 수단을 포함하고,
상기 드릴링 수단은 적어도 하나의 드릴링 붐 (3) 과 상기 드릴링 붐 (3) 의 원위 단부에 있는 드릴링 유닛 (4) 을 포함하고,
상기 모니터링 디바이스는 상기 면 드릴링 리그에 의해 드릴링되는 상기 암석 물질의 적어도 하나의 암석 컨디션 데이터를 생성하도록 구성되고,
상기 적어도 하나의 제 2 채굴 차량 (12) 은 상기 면 드릴링 리그에 의해 생성된 상기 지하 암석 공간 (6) 의 상기 주위 암석 물질 (20) 에 영향을 미치는 채굴 작업을 실행하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 19 항에 있어서,
상기 모니터링 디바이스는 생성된 상기 암석 컨디션 데이터에 근거하여 상기 지하 암석 공간 (6) 의 상기 주위 암석 물질 (20) 의 결함들의 위치 및 방향을 추정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 2 채굴 차량 (12) 은 수개의 보강 볼트들 (22) 을 볼팅 패턴 (24) 으로 배열하기 위한 적어도 하나의 암석 볼팅 디바이스 (15a) 를 포함하고,
상기 암석 볼팅 디바이스 (15a) 는 보강 드릴 구멍 패턴을 형성하기 위해 상기 지하 암석 공간 (6) 의 상기 주위 암석 물질 (20) 에 수개의 보강 구멍들 (40) 을 드릴링하기 위한 암석 드릴링 머신과, 상기 보강 드릴 구멍 패턴의 드릴링된 상기 보강 구멍들에 상기 보강 볼트들을 삽입하기 위한 장착 디바이스를 포함하고,
상기 모니터링 디바이스는 상기 지하 암석 공간 (6) 을 둘러싸는 상기 암석 물질 (20) 에서의 일탈들 (deviations) 을 관찰하도록 구성되고,
상기 제 2 채굴 차량 (12) 은 관찰된 결함들에 따라 상기 보강 구멍들을 향하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 2 채굴 차량 (12) 은 수개의 보강 볼트들 (22) 을 볼팅 패턴으로 배열하기 위한 적어도 하나의 암석 볼팅 디바이스 (15a) 를 포함하고,
상기 암석 볼팅 디바이스 (15a) 는 보강 드릴 구멍 패턴을 형성하기 위해 상기 지하 암석 공간 (6) 의 주위 암석 물질에 수개의 보강 구멍들을 드릴링하기 위한 암석 드릴링 장치와, 상기 보강 드릴 구멍 패턴의 드릴링된 상기 보강 구멍들에 상기 보강 볼트들을 삽입하기 위한 장착 디바이스를 포함하고,
상기 모니터링 디바이스는 상기 지하 암석 공간 (6) 을 둘러싸는 상기 암석 물질 (20) 에서의 일탈들을 관찰하도록 구성되고,
상기 제 2 채굴 차량 (12) 은 관찰된 결함들에 따라 연속적인 보강 드릴 구멍들의 거리를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 2 채굴 차량 (12) 은 적어도 하나의 암석 볼팅 디바이스 (15a) 및 상기 암석 볼팅 디바이스의 작동을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 유닛 (16) 을 포함하고,
상기 제어 유닛 (16) 은 상기 암석 볼팅 디바이스 (15a) 의 작동을 자동적으로 제어하도록 구성되고 또한 지하 암석 공간 (6) 의 생성된 상기 암석 컨디션 데이터를 자동적으로 고려하도록 추가로 배열되는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 2 채굴 차량 (12) 은 적어도 하나의 암석 볼팅 디바이스 (15a) 및 상기 암석 볼팅 디바이스의 작동을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 유닛 (16) 을 포함하고,
상기 제 2 채굴 차량 (12) 은 적어도 하나의 디스플레이 디바이스 (18) 를 포함하고,
상기 제어 유닛 (16) 은 상기 제 2 채굴 차량 (12) 의 작동자 (17) 를 위해 검출된 결함들을 상기 디스플레이 디바이스 (18) 에 나타내도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 제 24 항에 있어서,
상기 제어 유닛 (16) 은 보강 드릴 구멍들을 드릴링하기 위한 제안을 자동적으로 보여주도록 추가로 배열되는 것을 특징으로 하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 배열체. - 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
적어도 하나의 드릴링 머신 (7) 을 구비하는 적어도 하나의 제 1 채굴 차량 (1) 에 의해 암석 물질 (20) 에 드릴 구멍들을 드릴링하는 단계,
드릴링 동안 측정 데이터를 생성하는 단계,
생성된 상기 측정 데이터를 수집하는 단계,
적어도 하나의 모니터링 디바이스에 상기 측정 데이터를 입력하는 단계, 및
상기 모니터링 디바이스에서의 상기 측정 데이터에 근거하여 드릴링을 모니터링하는 단계를 포함하고,
드릴링되는 상기 암석 물질의 적어도 하나의 암석 컨디션 데이터를 상기 모니터링 디바이스에서 생성하는 단계,
생성된 상기 암석 컨디션 데이터를 적어도 하나의 제 2 채굴 차량 (12) 에 전송하는 단계, 및
수신된 상기 암석 컨디션 데이터에 근거하여 상기 제 2 채굴 차량 (12) 의 작동을 제어하는 단계를 포함하는, 암석 드릴링 정보를 활용하기 위한 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2018101004178; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20181008 Effective date: 20200323 |