露天潜孔钻机随钻测量系统研发与应用研究

露天采矿随钻测量技术研究目前尚处于初期阶段,研发随钻参数测量系统是实现随钻测量技术服务于采矿工程行业的首要任务。基于TAIYE-390-Ⅱ潜孔钻机工作原理,确定了随钻参数,提出了一套通用的测量方法,并研发了测量装置。装置主要由数据采集系统、数据转换系统和数据处理系统组成,可实现对钻进时间、钻进深度、钻进速度、钻杆轴压、回转力矩、回转速度、冲击风压和冲击风量等参数的实时准确测量、采集、计算、存储、显示和远程传输。结合某石灰岩矿钻孔数据,提出了一种反映岩性变化的数据整合方法,并借助钻孔成像试验分析了随钻测量技术在岩体结构面识别中的可行性。结果表明钻进速度和回转力矩对岩体结构响应最为灵敏,冲击风量和冲击风压在钻凿含孔洞的破碎岩体时表现突出,而钻杆轴压和回转速度在岩体结构识别中作用较小。研究成果在潜孔钻机随钻测量系统研发和随钻岩性识别等方面具有重要的理论意义和应用价值。

提升某型号潜孔钻机稳定性及穿孔台效的研究

某非煤露天矿山穿孔主要设备为某型号高压一体式液压潜孔钻。穿孔设备的稳定性及穿孔台效将直接影响设备运行的经济性能。该型号潜孔钻机的搓杆机构设计合理性、接卸杆是否对接同心度、上下抓钎设计、接卸杆辅助程序稳定性等将直接影响整机的稳定性及穿孔台效。分析研究各结构设计的合理性及改进措施,确保各结构之间协调配合,提升整机运行的稳定性及穿孔台效。

地下金属采矿技术及潜孔钻机的进展与趋势分析

地下金属矿资源,在国内的采矿行业占据紧要地位,其所产出的矿石量大占比中华全国金属矿石总产量的大多数。地下金属采矿,作为中华一种重要的资源开采的方式,其在科技持续进步与生产实践的推动下,采矿方法及设备的面貌发生了深刻的革新,尤其是潜孔钻机的应用更直接加速了采矿技术的发展步伐。本篇通过大量的数据的筛选和整理,对国内地下金属采矿技术的过去和现在进行了一次全面的梳理,特别是对潜孔钻机的发展做了深入的解析。随着设备技术的跃新和最新科技的引入,地下采矿技术更偏向自动、数码和绿色环保的发展趋势。潜孔钻机作为这种趋势中的关键设备,已经从单一功能的钻孔机发展为集钻孔、跑深、定向三位一体的复合钻机。此外,针对未来地下金属采矿的发展趋势,文章也做出了深入而具有针对性的分析,为未来采矿工作的改进提供了可参考的方向和策略。

五轴液压机械手的设计及其在潜孔钻机中的应用

潜孔钻机作为矿山深孔凿岩的主体开采装备,普遍使用的是人工装卸钻杆或者推进器上配置钻杆库。前者劳动强度大,生产效率低下,且存在很大的安全隐患;后者只适用于小直径钻杆,钻孔数量无法满足大直径深孔要求。基于此,介绍一种五轴液压机械手的结构及设计原理,成功搭载于潜孔钻机,解决了传统潜孔钻机接卸杆依靠人工、钻杆数量受限等技术难题,并进行现场应用,实现了采场全过程无人作业。

潜孔钻机前沿技术与国内现状

论述了钻机的定义和潜孔钻机分类,介绍了国内潜孔钻机部分生产厂家和产品的主要型号和技术参数。指出了潜孔钻机的与环保、健康有关的发展方向和其他5项前沿技术。文中介绍了水压潜孔钻机和水压冲击器的4项环境健康优势与4项生产效率成本优势、发展历史和国内外使用情况。

露天潜孔钻机在江铜集团银山矿业公司的应用

高效、机动灵活的大直径深孔凿岩设备是露天深孔采矿的关键设备。以前,江铜集团银山矿业公司先后选用了外资企业与宣化合资生产的CM-351分体式潜孔钻机和CBH10一体化露天潜孔钻机,以及湖南有色重机独立研制的CS165E一体化露天潜孔钻机。结合这3种钻机实际应用情况,分析了其功能特点及优缺点。

露天矿潜孔钻机泡沫发生器及其流量特性的实验研究

为了解决露天矿潜孔钻机粉尘浓度严重超标的问题,改善干式捕尘器应用效果差、湿式凿岩用水量大的现状,针对潜孔钻机的产尘特点,设计出一种适用于潜孔钻机的泡沫发生器。通过理论计算及数值分析,确定了泡沫发生器的基本尺寸及发泡参数,掌握了其内部气液流场的分布特点。通过泡沫发生器的流量特性实验可知:液体流量及气体流量越大、发泡网目数越小、发泡剂浓度越高,泡沫流量越大。当液体流量为18 L/min、气体流量为30 m3/h时,使用发泡网1及浓度为1.5%的配方3,泡沫流量达到最大值515 L/min。整体来看,泡沫除尘后采场平均降尘率高达90%以上。

潜孔钻机推进力自动控制策略研究

通过对潜孔钻机凿岩过程的力学特征和钻孔偏斜机理的研究 ,提出了控制钻孔偏斜的推进力自动控制方案 ,并进行了试验。实践表明 ,该控制方案性能稳定 ,能够随着钻孔过程中孔内钻杆自重的变化及孔内因素的变化自动改变推进器的推进力 ,使钻头对孔底的轴压力自动变化 。

潜孔钻机凿岩过程自动防卡钻理论与方案研究

自动防卡钻控制是潜孔钻机凿岩过程的一个关键控制技术,它直接影响机器的性能指标。本文在分析了目前已有的潜孔钻机防卡钻方案及其卡钻机理的基础上,提出了利用推进压力突然下降的信号控制推进系统回退来预防溶洞卡钻,利用回转压力的缓变信号无级控制推进系统推进力及推进速度来预防缓变卡钻和利用回转压力突变信号控制推进系统回退来预防裂隙卡钻的综合自动防卡钻控制方案,并对其控制规则进行了理论研究。本文所提出的潜孔钻机综合自动防卡钻控制系统稳定,能够实现自动预防各类卡钻控制,增强了钻机对复杂岩层钻进的适应能力。

潜孔钻机钻臂虚拟样机建模与动力学仿真

研究潜孔钻机优化定位和结构设计问题,潜孔钻机钻臂是一种复杂的多关节机构的特点,传统的方法采用机器人动力学模型求解困难。为了提高设计的可靠性和有效性,提出一种虚拟样机技术进行设计,建立仿真系统。首先采用Pro/E和ADAMS建立钻臂虚拟样机模型,再结合实际工况对钻臂四个典型动作进行动力学仿真,得到各液压缸受力变化曲线。实验结果进行了对比。实验表明仿真模型和仿真结果合理可靠,为进一步进行钻臂设计和研究提供了可靠的参考依据。

双目立体视觉技术在潜孔钻机钻孔定位中的应用

为了提高潜孔钻机定位的精度,提出采用双目立体视觉技术获得潜孔钻机定位过程中孔位标识的三维位置信息,用于指导潜孔钻机进行自动钻孔定位.首先利用双目摄像机获取含有孔位标识的图像对,然后采用隶属度函数为梯形函数的模糊阈值分割方法对孔位标识进行识别分割,利用图像的不变矩原理求取孔位标识的质心,并通过三角测量原理求取孔位的空间位置信息.最后,在潜孔钻机试验台上进行了基于双目立体视觉系统的自动定位试验.结果表明,所采用以灰度直方图为基础的模糊阈值分割能够实现对孔位标识有效信息的提取,且定位误差小于25 mm.

采用AMEsim的潜孔钻机回转液压系统的动态仿真与试验研究

分析潜孔钻机回转系统的结构组成及其液压系统的工作原理,推导该回路中相应的泵与马达的动力学方程;利用AMEsim仿真平台建立基于压力流量控制的泵控马达液压系统的仿真模型,设置模型中的主要参数,并进行动力学仿真。根据仿真结果得到不同负载作用下马达进口压力的动态响应曲线,并进行相应的现场模拟试验验证,与仿真结果对比分析表明,该回转系统在正常作业和卡钻工况下,系统的响应速度较快,稳定性好,负载适应性强。同时,通过试验验证所建立模型的正确性,为潜孔钻机回转液压系统的性能评估和优化设计提供了一条新途径。

露天矿潜孔钻机泡沫除尘发泡剂配方的实验研究

为了解决露天矿潜孔钻机粉尘浓度严重超标的问题,改善干式捕尘器、湿式凿岩除尘效率低、应用效果差的现状,采用改进ROSS-Miles法进行发泡剂性能评价实验,研制出一种发泡性能好且适用于露天矿潜孔钻机泡沫除尘的发泡剂配方。通过单一发泡剂实验,分别以液流停止后0和5 min时的泡沫体积表示发泡剂的发泡能力和泡沫稳定性,优选出发泡性能优良的3种发泡剂进行两两复配,同时加入稳泡剂及无机盐,以增强发泡剂的稳泡效果及发泡能力,最终确定了发泡剂的最佳配方为:C(A)=0.5%,C(B)=1.0%,C(G)=0.3%,C(NaCl)=0.5×10~4mg/L。通过工业性试验发现,使用泡沫除尘后采场空间粉尘浓度大幅度降低,平均降尘率高达90%以上。

基于Isograph的FMECA分析在潜孔钻机中的应用

为提高潜孔钻机的可靠性,利用FMECA分析方法并结合Isograph软件对潜孔钻机进行FMECA分析。通过对潜孔钻机FMECA分析,确定了潜孔钻机危害性最高的组成结构,提出了预防维护的措施,为提高潜孔钻机的可靠性提供了依据。

基于模糊控制的潜孔钻机推进回转系统仿真

潜孔钻机钻孔作业时推进力的控制是影响钻孔质量的关键因素,为提高钻孔质量,准确控制推力,提出了一种通过采集钻孔作业中回转系统的压力信号反馈到控制器,控制推进系统的推进力,实现钻孔过程中岩层感应自动调节的方法。在AMEsim中搭建了潜孔钻机推进回转部分的液压系统模型,并依据模糊控制原理在Simulink中建立控制系统模型,实现联合仿真。仿真结果表明推进力随着回转压力信号的变化自动控制推进力的大小,并且能有效预防卡钻和提高钻孔效率,验证了上述方法的可行性,达到满意效果。

潜孔钻机履带行驶液压驱动系统效率研究

简析潜孔钻机液压行驶驱动系统的结构组成及其工作原理,结合钻机的行走工况,推导变量泵-马达液压驱动系统行走速度效率的数学模型,并对容积效率、机械效率与钻机行走速度之间的总效率关系进行深入研究,得出不同工况下钻机最优效率的行走速度范围及泵-马达排量控制合理的范围。为同类工程车辆行驶液压驱动系统的性能评估和优化设计提供了一个新的途径。

潜孔钻机凿岩过程自动防卡钻控制

根据潜孔钻机凿岩过程卡钻机理的分析 ,提出了利用回转压力的缓变信号无级控制推进器推进力的预防卡钻控制和利用回转压力突变信号控制推进器回退的综合自动防卡钻控制 ,并对其控制规则进行了理论研究。试验证明 ,该控制系统性能稳定 ,能够实现自动预防各类卡钻控制 ,增强了钻机对复杂岩层钻进的适应能力。

潜孔钻机回转液压系统键合图模型的仿真研究

考虑到液压系统建模的特点,选择了利用功率键合图法建立潜孔钻机回转液压系统的键合图模型,根据键合图变量间的逻辑关系,得到了系统的数学模型.在此基础上,利用MATLAB提供的Simulink软件包对数学模型进行了动态仿真,得到了泵的流量阶跃响应曲线和不同负载作用下马达进口压力曲线,仿真结果分析表明所建立模型的正确性,这为潜孔钻机回转液压系统的性能评估和优化设计提供了一个新的途径.

潜孔钻机全液压接卸钻杆装置的研制

通过综合分析潜孔钻机接卸钻杆装置 ,提出了全液压接卸钻杆装置的结构方案及液压控制系统 ,研究了夹杆缸的结构及夹杆爪与夹杆缸的联接方式 ,研制了夹杆缸双行程及夹杆缸活套联接结构的夹杆器 ,分析了夹杆缸结构参数与工作参数的相互关系 .针对现有接卸钻杆装置钻杆的夹持力过大 ,降低钻杆使用寿命问题 ,根据材料的接触强度理论与变形理论 ,对钻杆合理夹持力进行了研究 ,并提出了夹杆爪的设计方法 .实践结果表明 ,所研制的全液压接卸钻杆装置操作快捷方便 ,具有良好的接卸钻杆。

基于AMESim的潜孔钻机行走液压系统建模与仿真分析

研究潜孔钻机行走液压系统的结构组成及其工作原理,建立了基于AMESim的行走液压系统仿真模型,对3种典型工况进行了仿真分析,并利用试验验证了仿真模型的正确性。研究工作为潜孔钻机行走液压系统的性能评估和优化设计提供了新思路。