CN111350488A - 矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种矿山钻孔监测技术领域，是一种矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法及装置，前者包括：确定初始钻杆对应行程的初始零点，控制潜孔钻机下沉初始钻杆，获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度；确定该接续钻杆对应行程的接续零点，控制潜孔钻机该接续钻杆，接收测距单元回传的实时钻孔深度，更新接续钻杆当前时刻的钻孔深度；判断已下沉钻杆的钻孔深度之和是否等于预设深度。本发明合理设置每一根钻杆的“零点”，结合测距单元回传的实时钻孔深度，准确监测各个钻杆的钻孔深度，从而准确获得潜孔钻机上升下降过程中产生的有效行程和有效行程时间，使得总钻孔深度准确到达预设深度，保证了矿山潜孔钻机钻孔深度监测的可靠性。

Description

矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种矿山钻孔监测技术领域，是一种矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法及装置。
背景技术
目前在矿区大规模使用潜孔钻机，实时监测潜孔钻机的钻孔深度和钻孔速度，对于矿区安全稳定生产，以及在风压机输出功率一定的情况下根据钻孔速度判断矿区各岩层硬度，针对不同硬度岩层采用不同配比的乳化***，再通过平台大数据积累，实现对乳化***的智能调配具有重要的意义。现有矿山潜孔钻机钻孔深度监测方法多为人工根据经验进行钻孔作业，钻孔接收后通过带有刻度的标尺对钻孔深度进行人工测量，该方式依靠于人工测量，精度低，并且不能进行实时钻孔深度和钻孔速度监测。
发明内容
本发明提供了一种矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法及装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决人工监测钻孔深度存在的不能实时监测、精确度低的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法，包括潜孔钻机、冲击器、检测钻孔深度的测距单元和至少一个钻杆，包括：
获得钻孔任务，确定初始钻杆对应行程的初始零点，控制潜孔钻机下沉初始钻杆，获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度，其中初始零点为冲击器底部与地面接触时潜孔钻机回转电机与测距单元之间的初始距离，最大钻孔深度为初始钻杆对应行程的最大值；
选定一根接续钻杆，确定该接续钻杆对应行程的接续零点，控制潜孔钻机下沉该接续钻杆，接收测距单元回传的实时钻孔深度，更新接续钻杆当前时刻的钻孔深度，其中接续零点为上一根钻杆对应行程的初始零点与上一根钻杆对应行程的最大钻孔深度之和，减去该接续钻杆的长度；
判断已下沉钻杆的钻孔深度之和是否等于预设深度，响应于否，则判断该接续钻杆当前时刻的钻孔深度是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度，响应于是，则控制潜孔钻机下沉新一根接续钻杆，直至钻孔深度达到预设深度，响应于否，则循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度，包括：
确定初始钻杆对应行程的初始零点，控制潜孔钻机下沉初始钻杆，其中初始零点为冲击器底部与地面接触时潜孔钻机与测距单元之间的初始距离；
接收测距单元回传的实时钻孔深度，判断当前时刻的实时钻孔深度是否大于上一时刻对应的钻孔深度，响应于是，则更新钻孔深度，直至钻孔深度不变化，将不再变化的钻孔深度作为初始钻杆对应行程的最大钻孔深度。
上述循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度，包括：
控制潜孔钻机下沉一根接续钻杆，接收测距单元回传的实时钻孔深度；
判断当前时刻的实时钻孔深度是否大于上一时刻对应的钻孔深度，响应于是，则更新钻孔深度，将该实时钻孔深度作为该时刻对应的钻孔深度，响应于否，则继续比较下一时刻的实时钻孔深度；
判断已下沉钻杆的钻孔深度之和是否等于预设深度，响应于是，则停止潜孔钻机，响应于否，则判断当前时刻对应的钻孔深度是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度；
判断当前时刻对应的钻孔深度是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度，响应于是，则控制潜孔钻机下沉新一根接续钻杆，响应于否，则循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度。
上述还包括监测钻孔速度，通过潜孔钻机运行时的有效有效行程和有效行程时间计算获得实时钻孔速度。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测装置，包括：
初始钻杆控制单元，获得钻孔任务，确定初始钻杆对应行程的初始零点，控制潜孔钻机下沉初始钻杆，获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度，其中初始零点为冲击器底部与地面接触时潜孔钻机回转电机与测距单元之间的初始距离，最大钻孔深度为初始钻杆对应行程的最大值；
接续钻杆控制单元，选定一根接续钻杆，确定该接续钻杆对应行程的接续零点，控制潜孔钻机下沉该接续钻杆，接收测距单元回传的实时钻孔深度，更新接续钻杆当前时刻的钻孔深度，其中接续零点为上一根钻杆对应行程的初始零点与上一根钻杆对应行程的最大钻孔深度之和，减去该接续钻杆的长度；
预设深度判断单元，判断已下沉钻杆的钻孔深度之和是否等于预设深度，响应于否，则判断该接续钻杆当前时刻的钻孔深度是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度，响应于是，则控制潜孔钻机下沉新一根接续钻杆，直至钻孔深度达到预设深度，响应于否，则循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述所述钻孔速度监测单元，钻孔速度通过潜孔钻机运行时的有效有效行程和有效行程时间计算获得。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种存储介质，存储介质上存储有能被计算机读取的计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时执行如权利要求1至7任意一项所述的矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法。
本发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的：一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任意一项所述的矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法。
本发明提供了一种矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法，解决了人工监测钻孔深度存在的不能实时监测、精确度低的问题，能合理设置每一根钻杆的“零点”，结合测距单元回传的实时钻孔深度，准确监测各个钻杆的钻孔深度，从而准确获得潜孔钻机上升下降过程中产生的有效行程和有效行程时间，使得总钻孔深度准确到达预设深度，保证了矿山潜孔钻机钻孔深度监测的可靠性，并且本发明在监测过程中仅在初始钻杆的初始零点和最后一根接续钻杆的最大钻孔深度处存在传感器误差，充分减小了误差，同时本发明不受矿场的气象条件等外部环境影响。
附图说明
附图1为本发明实施例1的流程图。
附图2为本发明实施例1下沉初始钻的杆示意图。
附图3为本发明实施例1获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度的流程图。
附图4为本发明实施例1循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度的流程图。
附图5为本发明实施例1下沉接续钻杆的示意图。
附图6为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1、2、5所示，该矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法，包括潜孔钻机、冲击器、检测钻孔深度的测距单元和至少一个钻杆，其方法包括：
S1，获得钻孔任务，确定初始钻杆对应行程的初始零点X0，控制潜孔钻机下沉初始钻杆，获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度Xmax，其中初始零点X0为冲击器底部与地面接触时潜孔钻机回转电机与测距单元之间的初始距离，最大钻孔深度Xmax为初始钻杆对应行程的最大值；
S2，选定一根接续钻杆，确定该接续钻杆对应行程的接续零点X1，控制潜孔钻机下沉该接续钻杆，接收测距单元回传的实时钻孔深度，更新接续钻杆当前时刻的钻孔深度，其中接续零点X1为上一根钻杆对应行程的初始零点与上一根钻杆对应行程的最大钻孔深度之和，减去该接续钻杆的长度；
S3，判断已下沉钻杆的钻孔深度之和X总是否等于预设深度，响应于否，则判断该接续钻杆当前时刻的钻孔深度是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度，响应于是，则控制潜孔钻机下沉新一根接续钻杆，直至钻孔深度达到预设深度，响应于否，则循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度。
本发明提供了一种矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法，合理设置每一根钻杆的“零点”，结合测距单元回传的实时钻孔深度，准确监测各个钻杆的钻孔深度，从而准确获得潜孔钻机上升下降过程中产生的有效行程和有效行程时间，使得总钻孔深度准确到达预设深度，保证了矿山潜孔钻机钻孔深度监测的可靠性，并且本发明在监测过程中仅在初始钻杆的初始零点和最后一根接续钻杆的最大钻孔深度处存在传感器误差，充分减小了误差，同时本发明不受矿场的气象条件等外部环境影响。
上述技术方案步骤S1和S2中，控制潜孔钻机下沉初始钻杆或接续钻杆时，均将初始零点X0和接续零点X1作为下沉“零点”，之后将实时钻孔深度与前一时刻的钻孔深度比较，不断更新钻孔深度。
上述技术方案步骤S2中，在下沉初始钻杆后接着下沉第一根接续钻杆，因此该接续钻杆对应行程的接续零点X1＝X0+Xmax-α，其中X0为初始零点，Xmax为初始钻杆对应行程的最大值，α为该接续钻杆的长度，矿场的潜孔钻机多用1米，2米，3米三种型号的钻杆。若下沉第n根接续钻杆，则该接续钻杆对应行程的接续零点Xn＝Xn-1+Xmax(n-1)-α，其中Xn-1为上一根接续钻杆对应行程的初始零点，Xmax(n-1)为上一根接续钻杆对应行程的最大钻孔深度。
上述技术方案步骤S3中，判断已下沉钻杆的钻孔深度之和X总是否等于预设深度，其中X总为已下沉钻杆的钻孔深度之和，即为当前接续钻杆的钻孔深度与之前所有钻杆的最大钻孔深度之和。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
如附图2、3所示，所述获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度，包括：
S11，确定初始钻杆对应行程的初始零点X0，控制潜孔钻机下沉初始钻杆，其中初始零点X0为冲击器底部与地面接触时潜孔钻机与测距单元之间的初始距离；
S12，接收测距单元回传的实时钻孔深度X实，判断当前时刻的实时钻孔深度X实是否大于上一时刻对应的钻孔深度X深，响应于是，则更新钻孔深度X深，直至钻孔深度X深不变化，将不再变化的钻孔深度X深作为初始钻杆对应行程的最大钻孔深度Xmax。
上述技术方案中，控制潜孔钻机下沉初始钻杆，潜孔钻机会上下运动，潜孔钻机上行时为负，下行时为正。
上述技术方案中，接收测距单元回传的实时钻孔深度X实，在首次接收到的实时钻孔深度X实与初始零点X0比较；若小于初始零点X0，则钻孔深度X深任为X0，不做更新，再将下一实时钻孔深度X实再与初始零点X0比较；若大于初始零点X0，则更新钻孔深度X深，将该实时钻孔深度X实作为该时刻对应的钻孔深度X深，再将下一个实时钻孔深度X实与上一时刻对应的钻孔深度X深比较，若大于上一时刻对应的钻孔深度X深，则更新钻孔深度X深，将该实时钻孔深度X实作为该时刻对应的钻孔深度X深，否则不做更新，以此类推，直至钻孔深度X深不再变化，将不再变化的钻孔深度X深作为初始钻杆对应行程的最大钻孔深度Xmax。
如附图4、5所示，所述循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度X实，包括：
S31，控制潜孔钻机下沉一根接续钻杆，接收测距单元回传的实时钻孔深度X实；
S32，判断当前时刻的实时钻孔深度X实是否大于上一时刻对应的钻孔深度X深，响应于是，则更新钻孔深度X深，将该实时钻孔深度X实作为该时刻对应的钻孔深度X深，响应于否，则继续比较下一时刻的实时钻孔深度X实；
S33，判断已下沉钻杆的钻孔深度之和X总是否等于预设深度，响应于是，则停止潜孔钻机，响应于否，则判断当前时刻对应的钻孔深度X深是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度Xmax1；
S34，判断当前时刻对应的钻孔深度X深是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度Xmax1，响应于是，则控制潜孔钻机下沉新一根接续钻杆，响应于否，则循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度。
上述技术方案中第一个实时钻孔深度X实与接续零点X1比较，大于接续零点X1时，则将该实时钻孔深度X实作为当前时刻对应的钻孔深度X深。
上述技术方案中已下沉钻杆的钻孔深度之和X总为当前钻杆的钻孔深度X深与之前所有钻杆的最大钻孔深度之和，例如若以下沉3根钻杆，第一根钻杆为初始钻杆，后两根为接续钻杆，则X总＝Xmax+Xmax1+X深；若以下沉5根钻杆，第一根钻杆为初始钻杆，后四根为接续钻杆，则X总＝Xmax+Xmax1+Xmax2+Xmax3+X深，以此类推。
上述技术方案中最大钻孔深度Xmaxn依然通过钻孔深度X深是否再变化确定，若钻孔深度X深不在变化，则将不再变化的钻孔深度X深作为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度Xmaxn。
如附图1所示，还包括监测钻孔速度，通过潜孔钻机运行时的有效有效行程和有效行程时间计算获得实时钻孔速度。
实施例2：如附图6所示，该矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测装置，包括：
初始钻杆控制单元，获得钻孔任务，确定初始钻杆对应行程的初始零点X0，控制潜孔钻机下沉初始钻杆，获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度Xmax，其中初始零点X0为冲击器底部与地面接触时潜孔钻机回转电机与测距单元之间的初始距离，最大钻孔深度Xmax为初始钻杆对应行程的最大值；
接续钻杆控制单元，选定一根接续钻杆，确定该接续钻杆对应行程的接续零点X1，控制潜孔钻机下沉该接续钻杆，接收测距单元回传的实时钻孔深度，更新接续钻杆当前时刻的钻孔深度，其中接续零点X1为上一根钻杆对应行程的初始零点与上一根钻杆对应行程的最大钻孔深度之和，减去该接续钻杆的长度；
预设深度判断单元，判断已下沉钻杆的钻孔深度之和X总是否等于预设深度，响应于否，则判断该接续钻杆当前时刻的钻孔深度是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度，响应于是，则控制潜孔钻机下沉新一根接续钻杆，直至钻孔深度达到预设深度，响应于否，则循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度。
实施例3，如附图1所示，该存储介质，所述存储介质上存储有能被计算机读取的计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时执行矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法。
上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
实施例4，如附图1所示，该电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，计算机程序由处理器加载并执行以实现矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法。
上述电子设备还包括传输设备、输入输出设备，其中，传输设备和输入输出设备均与处理器连接。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法，包括潜孔钻机、冲击器、检测钻孔深度的测距单元和至少一个钻杆，其特征在于，包括：
获得钻孔任务，确定初始钻杆对应行程的初始零点，控制潜孔钻机下沉初始钻杆，获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度，其中初始零点为冲击器底部与地面接触时潜孔钻机回转电机与测距单元之间的初始距离，最大钻孔深度为初始钻杆对应行程的最大值；
选定一根接续钻杆，确定该接续钻杆对应行程的接续零点，控制潜孔钻机下沉该接续钻杆，接收测距单元回传的实时钻孔深度，更新接续钻杆当前时刻的钻孔深度，其中接续零点为上一根钻杆对应行程的初始零点与上一根钻杆对应行程的最大钻孔深度之和，减去该接续钻杆的长度；判断已下沉钻杆的钻孔深度之和是否等于预设深度，响应于否，则判断该接续钻杆当前时刻的钻孔深度是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度，响应于是，则控制潜孔钻机下沉新一根接续钻杆，直至钻孔深度达到预设深度，响应于否，则循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度。
2.根据权利要求1所述的矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法，其特征在于，所述获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度，包括：
确定初始钻杆对应行程的初始零点，控制潜孔钻机下沉初始钻杆，其中初始零点为冲击器底部与地面接触时潜孔钻机与测距单元之间的初始距离；
接收测距单元回传的实时钻孔深度，判断当前时刻的实时钻孔深度是否大于上一时刻对应的钻孔深度，响应于是，则更新钻孔深度，直至钻孔深度不变化，将不再变化的钻孔深度作为初始钻杆对应行程的最大钻孔深度。
3.根据权利要求1或2所述的矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法，其特征在于，所述循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度，包括：
控制潜孔钻机下沉一根接续钻杆，接收测距单元回传的实时钻孔深度；
判断当前时刻的实时钻孔深度是否大于上一时刻对应的钻孔深度，响应于是，则更新钻孔深度，将该实时钻孔深度作为该时刻对应的钻孔深度，响应于否，则继续比较下一时刻的实时钻孔深度；
判断已下沉钻杆的钻孔深度之和是否等于预设深度，响应于是，则停止潜孔钻机，响应于否，则判断当前时刻对应的钻孔深度是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度；
判断当前时刻对应的钻孔深度是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度，响应于是，则控制潜孔钻机下沉新一根接续钻杆，响应于否，则循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度。
4.根据权利要求1或2所述的矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法，其特征在于，还包括监测钻孔速度，通过潜孔钻机运行时的有效行程和有效行程时间计算获得实时钻孔速度。
5.根据权利要求3所述的矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法，其特征在于，还包括监测钻孔速度，通过潜孔钻机运行时的有效行程和有效行程时间计算获得实时钻孔速度。
6.一种根据权利要求1至5中任意一项所述的矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测装置，其特征在于，包括：
初始钻杆控制单元，获得钻孔任务，确定初始钻杆对应行程的初始零点，控制潜孔钻机下沉初始钻杆，获得初始钻杆对应行程的最大钻孔深度，其中初始零点为冲击器底部与地面接触时潜孔钻机回转电机与测距单元之间的初始距离，最大钻孔深度为初始钻杆对应行程的最大值；
接续钻杆控制单元，选定一根接续钻杆，确定该接续钻杆对应行程的接续零点，控制潜孔钻机下沉该接续钻杆，接收测距单元回传的实时钻孔深度，更新接续钻杆当前时刻的钻孔深度，其中接续零点为上一根钻杆对应行程的初始零点与上一根钻杆对应行程的最大钻孔深度之和，减去该接续钻杆的长度；
预设深度判断单元，判断已下沉钻杆的钻孔深度之和是否等于预设深度，响应于否，则判断该接续钻杆当前时刻的钻孔深度是否为该接续钻杆对应行程的最大钻孔深度，响应于是，则控制潜孔钻机下沉新一根接续钻杆，直至钻孔深度达到预设深度，响应于否，则循环接收并判断该接续钻杆的实时钻孔深度。
7.根据权利要求6所述的矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测装置，其特征在于，所述钻孔速度监测单元，钻孔速度通过潜孔钻机运行时的有效行程和有效行程时间计算获得。
8.一种存储介质，其特征在于，存储介质上存储有能被计算机读取的计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时执行如权利要求1至7任意一项所述的矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任意一项所述的矿山潜孔钻机钻孔深度和钻孔速度监测方法。
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