松软煤层坑道钻机钻进参数测量系统设计.pdf

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1、第42卷第5期煤田地质与勘探Vol.42No.52014年10月COALGEOLOGY&EXPLORATIONOct.2014文章编号:1001-1986(2014)05-0100-04松软煤层坑道钻机钻进参数测量系统设计翁寅生，殷新胜，赵良(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077)摘要:针对松软煤层坑道钻机施工需要，设计了一种钻进参数测量系统。系统的硬件以车用可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心，以控制器局域网(CAN)总线为通信网络，针对煤矿使用要求重点对电路进行设计。采集器底层软件设计利用CoDeSys开发工具，

2、上位机软件界面则基于LabVIEW。实际应用结果表明：该测量系统能准确获取松软煤层坑道钻机施工所需的钻进参数，具有实时性强、准确性和可靠性高，人机交互友好等优点。关键词：测量系统；CAN总线；坑道钻机；钻进参数中图分类号：TD41文献标识码：ADOI:10.3969/j.issn.1001-1986.2014.05.020DesignofdrillingparametermeasuringsystemofdrillriginsoftcoalseamWENGYinsheng,YINXinsheng,ZHAOLiang(Xi′anRes

3、earchInstitute,ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroupCorp,Xi′an710077,China)Abstract:Inordertomeettherequirementsofoperationoftunneldrillingriginthesoftcoalseam,adrillingparametermeasuringsystemwasdesigned.Thehardwareandsoftwareweredesignedseparately.Hardwarewiththeaut

4、omotiveprogrammablelogiccontroller(PLC)ascontrolcoreandwithcontrollerareanet(CAN)busascommunicationnetworkwasfocusedinthedesignespeciallyfortherequirementsofusageincoalmine.DriversoftwarewasdesignedwithCoDeSysdevelopmenttoolandPCsoftwareinterfacewasdevelopedbasedonLabV

5、IEW.Practicalapplicationresultsshowthatthemeasurementsystemcanaccuratelyobtaindrillingparametersrequiredforoperationoftunneldrillingriginthesoftcoalseam,andhasadvantagessuchasstrongreal-timeperformance,accuracyandhighreliability,friendlyman-machineinteraction,etc.Keywo

6、rds:measurementsystem;CANbus;drillrig;drillingparameters[5]瓦斯事故是我国煤矿生产中最严重的灾害之一，数，而且有的测量仪表无法集中显示，给施工人钻孔抽采是瓦斯灾害治理的有效方法。松软煤层成孔员施钻带来不便。现有的参数测量系统大多只适用[5-6]困难、渗透性差，其在我国所采煤层中占有很大比例。于地面钻机。由于坑道钻机工作环境振动频繁，[1]在这样的煤层中钻进成为亟需解决的难题。施工现场干扰大，以往参数测量系统多以单片机为[3,7]全液压坑道钻机是目前我国延煤层钻孔消除瓦核心并采

7、用自主设计电路板的设计思想，其抗振[2]斯灾害的主要钻探机具。煤矿安全制约了钻探机动冲击和抗干扰能力差，容易影响参数测量的准确具向电控智能化方向的发展，虽然钻探机具的测量性和系统的可靠性。[3]或电控系统研究已有所涉及，但距离实际应用还CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网)有一段距离，进展缓慢。特别是针对松软煤层的钻是一种汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域进技术、装备和监测仪器还都不够完善。因此，研网的标准总线，由于其可靠性高、实时性强和错误制与突出煤层钻进装备配套的钻进参数测量系统对检测能力强的优点

8、，使得CAN总线广泛应用于多种[8]进一步研究松软煤层钻探工艺、保证快速有效的施工工业领域。瓦斯抽放钻孔、提高瓦斯抽采效率等具有现实意义。基于此，本文以松软煤层坑道钻机为研究对象，目前，我国煤矿井下钻孔施工主要以全液压动力采用车用可编