• 建材智能化系統工程

    鉆機無人駕駛系統

    爆破鉆孔是露天采礦系統的關鍵工作之一,隨著采礦技術的不斷發展和礦產資源需求的擴大,露天礦山對生產作業能力、效率和安全性提出了越來越高的要求。露天礦鉆機設備無人值守技術提供了可靠、安全和有效的解決方案,滿足了無人值守下安全鉆孔的需求。通過對精確導航定位技術、高性能無線網絡通訊技術、智能自動運行控制技術、視頻監測和圖像處理技術等的綜合應用,實現了自動鉆孔作業過程的監控監測、自動運行和安全管理。并能減少自動鉆孔的人員物資投入,提高生產效率,降低生產能耗,增強作業安全性。為礦山鉆機作業打造安全可靠、高效先進的生產平臺。

    產品介紹

    ? 產品概述 ? 特點與優勢 ? 關鍵技術 ? 業績介紹 ? 效益分析

    爆破鉆孔是露天采礦系統的關鍵工作之一,隨著采礦技術的不斷發展和礦產資源需求的擴大,露天礦山對生產作業能力、效率和安全性提出了越來越高的要求。露天礦鉆機設備無人值守技術提供了可靠、安全和有效的解決方案,滿足了無人值守下安全鉆孔的需求。通過對精確導航定位技術、高性能無線網絡通訊技術、智能自動運行控制技術、視頻監測和圖像處理技術等的綜合應用,實現了自動鉆孔作業過程的監控監測、自動運行和安全管理。并能減少自動鉆孔的人員物資投入,提高生產效率,降低生產能耗,增強作業安全性。為礦山鉆機作業打造安全可靠、高效先進的生產平臺。

    1.鉆機自動運行的遠程控制(遠程控制中心)

    2.鉆機自動鉆孔與人工操作相互兼容

    3.鉆機自動運行的近距離遙控操作

    4.自動布控,避免重復布孔, 布孔準確且高效,提高時間效率

    5.無人值守 24 小時不間斷無人自動駕駛,提高工作連續性


    1.鉆機自動位移控制技術

    自動位移控制技術通過鉆機精準自動導航系統獲取鉆機位置和目標孔的位置,動態計算移動距離和移動路徑,生成運行命令送入硬件控制終端,經 IO 口驅動繼電器控制鉆機原有電控系統,從而控制運動液壓系統,實現自動位移目標。

    2.基于RTK精確定位的三角定位算法

    三角定位技術是由我公司自主設計并研發的定位算法,通過安裝在鉆機設備上的高精度 GPS 天線,并結合RTC 技術,應用算法實時計算出鉆機鉆頭的準確位置, 為鉆機的自動導航提供數據基礎。

    3.鉆機水平位置找正技術

    水平自動找正技術通過傾角儀傳感器獲取當前鉆機,水平位置信息,并與水平標準信息差分比較得到驅動命令,送入硬件控制終端,經 IO 口驅動繼電器,最終控制鉆機液壓系統,調整鉆機和作業平面平行。

    4.鉆機自動鉆孔技術

    自動鉆孔通過精準自動導航系統和測距傳感器給出的鉆孔深度和鉆孔位置信息,分析計算得到驅動命令, 驅動繼電器系統,最終控制鉆機原電力控制系統,進而控制液壓系統進行工作。

    5.鉆機精準導航技術

    精準導航技術結合高精度定位技術、三角定位算法、三維導航算法和差分數據處理技術,實現高精度導航定位,定位精度達 <2cm。并能通過指令精確控制鉆機自動運行的導航姿態,實現鉆機無人自動導航運行和對孔, 滿足高效、精確要求。

    6.爆區自動布孔技術

    根據現場實際情況, 使用高精度采點儀器采集爆區邊界點,再由技術員設計爆區的工作方式,使爆區更加精準。布孔操作簡單方便,并可直接將布好的爆區下發給作業鉆機,大大節省人力、物理和時間,同時也增加了作業的效率。

    7.鉆機厘米級精確定位技術

    鉆機厘米級精確定位技術是實現爆區自動布孔和精確導航的基礎。本技術以高精度定位為基礎,結合 RTK 定位技術,實現厘米級的高精度實時定位。

    8.視頻監測技術

    鉆機駕駛室內 \ 外安裝視頻監控,全方位的監控鉆機作業環境和作業狀態。為作業平盤安全檢測、鉆機運行時的電纜管理提供有效信息,保障鉆機運行安全。

    9.精確遙控技術

    利用遙控器、遙控指揮車和監控中心對鉆機進行遙控操作,精確遙控技術通過無線通信專網與鉆機運動控制系統進行通信,控制鉆機的相應動作,在無法作業的惡劣環境時,人工操控鉆機進行生產作業。

    10.鉆機健康自診斷技術

    通過傳感器信息采集, 實時讀取鉆機各儀表數值和各部分設備(如:壓縮機、液壓系統等)的運行情況, 并在系統中加以判斷,實時反饋鉆機的健康指數給控制中心。

     11.高性能無線網絡通訊技術

    網絡通信系統采用無線通信專網 + 電臺的組網方式。其中無線通信專網為主干網絡,采用 4G 無線通信技術。另一部分由電臺網絡組成,采用新一代數傳電臺技術, 具有信號繞射能力強,帶寬高、通信速度快和時效性好等優點。

     12.鉆機鉆孔深度自動監測技術

    鉆孔深度自動監測技術結合增量式位移傳感器, 達到實時檢測鉆孔深度,滿足控制系統的運行要求;深度檢測精準高(精度達 <2cm),進而使布孔爆區的孔底海拔達到標準水平,為后期爆破提供基礎,同時避免因鉆孔深度不合格導致炸藥的浪費,節省成本。

    13.鉆機作業安全性監測技術

    安全性檢測技術將精確導航技術與視頻監測和圖像處理技術、雷達掃描技術和水平角度探測技術有效結合, 識別鉆機運行時的危險,如坡頂線、坡底線和邊界線斷層、土堆等,能夠有效避讓和報警。

    14.鉆孔阻力檢測技術

    鉆孔阻力檢測基于多源信息融合技術, 利用振動傳感器、位移和速度傳感器采集阻力信號,并在數據級對信息進行有效融合,得到當前鉆孔過程中的阻力信息, 并反饋給控制系統。


    東方測控受中煤平朔集團委托,根據現場情況選取了一臺阿特拉斯 CDM75E 型號牙輪鉆機進行了無人值守改造,實現了鉆機在無人值守的情況下能夠進行自動水平找正、自動布孔、自動鉆孔、孔深自動檢測、自動人工一鍵切換和遠程控制鉆機功能。這也是國內首臺實現遠程遙控鉆孔、自動護孔作業的無人值守鉆機。系統應用后成果顯著, 在增效方面,節省了傳統鉆孔作業布置標志物等環節,且24 小時不間斷運行,完成進米超過 1200m/ 天;同時,可自動生成鉆機作業日志、報表, 保留歷史作業痕跡,為管理提供有效數據支持,切實提高了生產管理效率,月整體作業效率提升約 10%。


    在減員方面,每臺鉆機工作時只需同時配備一人在遠程控制中心操作管理實現鉆機駕駛員減員 50%,工作人員遠離現場環境,杜絕遭遇現場粉塵、噪聲污染和安全風險。



    效率

    1.實現 24 小時不間斷無人自動駕駛,提高工作連續性。

    2.自動實現布孔功能,避免重復布孔。

    3.布孔準確且高效,提高時間效率。

    人力成本

    1.人工操作:每臺鉆機需配備 2 個人,四班制輪流共 8 人。

    2.自動駕駛: 無人駕駛無需配備人員, 可完成輪流作業。

    勞動環境

    1.現場粉塵、噪聲等污染嚴重,在人工操作下影響鉆孔人員健康和安全。

    2.無人自動駕駛完全可以避免,改善人員的勞動環境。


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