地下潜孔钻机智能控制系统的研究与实现

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。地下潜孔钻机智能控制系统的研究与实现　　摘要：指出了目前国内传统采矿方法对于低品位及深部矿体的开采存在生产效率低、成本高等问题，智能采矿则是提高矿山生产效率和经济效益的有效途径。依托国家863课题“地下高气压智能潜孔钻机”，对地下智能潜孔钻机的智能控制系统进行了研究与设计。该系统利用WIFI无线网络，通过潜孔钻机车载的通信工控终端，实现了对潜孔钻机的工况状态

2、实时采集、分析、存储与控制输入输出，解决了地表与井下车载智能通讯设备的远程通讯及控制的技术难题，并利用VC++编程语言实现了该系统的开发。现场调试结果表明：该系统实现了远程控制潜孔钻机自动凿岩的目的，通过智能潜孔钻机取代人工劳动极大地提高了矿山的生产效率。　　关键词：智能采矿；深部采矿；潜孔钻机；智能控制　　中图分类号：TD421　　文献标识码：A文章编号：17405　　1引言　　随着部分浅表矿产资源的逐渐枯竭，许多矿山由浅表开采转到深部开采，其中最深的南非卡里顿维尔金矿，竖井4164m，开采深度已达3800m。我国也有一批矿山已进

3、入深部开采，其中夹皮沟金矿开采深度已达1600为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。m＼[1＼]。目前国内常规开采方法对于低品位及深部矿体开采成本高，生产效率低，使得矿山的经济效益低。而当越来越多国际市场高产、高

4、效、高质量、低成本矿产品进入国内市场时，国内矿山将面临严峻的挑战。同时，深部开采时高应力、高井温、高井深等“三高”问题使得开采工作异常困难，实现智能采矿、无人采矿是解决深部开采问题的一个重要途径。古德生院士在“智能采矿触摸矿业的未来”中指出：智能采矿是未来我国金属矿业面临的三大发展主题之一，也是当今世界矿业极其关注，并大力推进的一个具有时代意义的发展主题＼[1，2＼]。正因为如此“十二五”启动了“地下金属矿智能开采技术”863项目，目的在于我国地下金属矿智能开采技术体系的初始建立，从而使我国采矿技术向智能化方向不断前进发展，最终增强

5、我国采矿行业在整个行业中的竞争力。本文正是依托国家863课题“地下高气压智能潜孔钻机”，对地下智能潜孔钻机的智能控制系统进行研究和设计。　　2智能潜孔钻机的发展及工作原理　　潜孔钻机的发展　　国外对潜孔钻机的研究已经有几十年甚至近百年的历史，其中瑞典的AtlasCopco、芬兰的Tamrock、美国的IngasollRand、日本的Furukawa为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为

6、了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。等公司走在潜孔凿岩技术研究的前列。而国内相对来说在潜孔钻机的研究方面起步较晚，20世纪80年代以来，我国不断吸收和引进国外潜孔钻机先进技术，湖南有色重机工程机械有限公司研制的地下潜孔钻机CS100D和CS100ET已经实现了部分的智能工作＼[3～6＼]。以此为基础，中南大学、长沙矿山研究院、北京科技大学和湖南有色重机工程机械有限公司经过不懈努力，共同研制出了高

7、性能全自动智能潜孔钻机。　　智能潜孔钻机整体介绍　　该智能潜孔钻机是新一代大直径中深孔液压潜孔钻机，其采用铰接式底盘结构、液压轮式行走系统及PID控制方式，提高了炮孔定位的精度及行走转向的灵活性＼[7＼]。智能潜孔钻机配备有钻孔导向和接卸杆机构、多自由度钻架、湿式除尘装置、钻杆库，高精度传感器及车载工况机，具有凿岩参数自动控制和全自动工作的功能。钻机钻孔直径150～200mm，深度50m，在岩石系数f15的岩层中凿岩时，台班穿孔效率可达100～150m，其三维模型如图1。　　电气控制系统组成　　该智能潜孔钻机电气控制系统与CS-16

8、5E露天潜孔钻机控制系统相似＼[8，9＼]，由供电电路、开关量输入电路、模拟量输入电路、可编程控制器、执行电路、显示电路及报警电路等组成。控制系统的核心部件由8个芬兰EPEC公司的PLC控制器组成，PLC之间通过CANOpen应用层协