DE60311971T3 - Verfahren zur lokalisierung eines mit einer gesteinsbohrmaschine gebohrten lochs - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lokalisieren eines Lochs, das mit einer Gesteinsbohrmaschine gebohrt wurde, z. B. in Verbindung mit Gesteinsverankerungen und eine Gesteinsbohranlage.
• Gemäß einem bisher bekannten Verfahren für Gesteinsverankerung mittels einer Anlage wird ein Zuführungsbalken auf einer Gesteinsbohranlage gleichmäßig gegen das Gestein angesetzt, wonach ein Loch mit einer Gesteinsbohrmaschine gebohrt wird. Danach wird die Gesteinsbohrmaschine wegbewegt und eine Vorrichtung für das Verankern an die Stelle für das Einbringen eines Gesteinsankers in das gebohrte Loch bewegt. Weitere Schritte können ebenfalls vorhanden sein, abhängig von der Art des Gesteinsankers. Um es praktisch zu ermöglichen, den Gesteinsanker in das Loch zu bewegen, muss das gleichbleibende Ansetzen gegen das Gestein während der Abfolge des Bohrens und des Ankersetzens beibehalten werden. Der Grund dafür ist, dass sich große Massen bewegen, wenn der Zuführungsbalken positioniert wird. Nachdem die Gesteinsbohranlage mehrere Verbindungen zwischen dem Träger und dem Ansetzungspunkt gegen das Gestein hat, wird ausreichende Präzision in der Ausrichtung gegen das gebohrte Loch nicht erreicht, wenn das eigene Ausrichtungssystem der Gesteinsbohranlage verwendet wird. Ebenfalls ist es nicht praktisch möglich, das Bohren und Verankern zwischen verschiedenen Auslegereinheiten auf der Gesteinsbohranlage aufzuteilen.
• Ein Verfahren wie im Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der EP 0 417 055 A bekannt. Peter Corke et al. Vision-Based Control for Mining Automation, IEEE Robotics & Automation Magazine, Dec. 1998, offenbart ein optisches Servosystem, das für die Verwendung in Minen gedacht ist.
• Die vorliegende Erfindung, die in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist, zielt darauf ab, ein Verfahren und eine Gesteinsbohranlage zu schaffen, das es ermöglicht, ein hohen Maß an Automatisierung beim Gesteinsverankern und auch Bohren und Verankern mit getrennten Auslegern für die Einheiten, die für das Bohren und das Verankern verwendet werden, zu erreichen.
• Eine Ausführungsform der Erfindung ist weiter unten mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei 1 eine Gesteinsbohranlage zeigt. 2 zeigt in einem größeren Maßstab einen Teil der Gesteinsbohranlage gemäß 1. Die 3 bis 5 zeigen Bilder einer Gesteinsoberfläche mit verschiedenen Graden der Bildverarbeitung.
• Die Gesteinsbohranlage gezeigt in der Zeichnung umfasst einen Träger 1, auf welchem, im gezeigten Beispiel zwei Ausleger 3 und 4 angeordnet sind. Die Gesteinsbohranlage ist mit einem Computer 2 ausgestattet. Am Ausleger 3 sind eine digitale Kamera 5 und ein Distanzmessgerät 6 angeordnet. Diese sind mit dem Computer 2 mittels Leitungen 7 oder mittels drahtloser Verbindungen 8 und 9 verbunden. Das Distanzmessgerät arbeitet geeigneterweise mittels Ultraschall. Das Bohren wird in einer Gesteinsoberfläche 10 durchgeführt, welche in 1 mittels schwarzer Löcher 11 gezeigt ist. Im gezeigten Beispiel wird das Bohren mittels einer am Ausleger 4 angeordneten Gesteinsbohrmaschine durchgeführt. Das gebohrte Loch wird dann mittels der digitalen Kamera 5, des Distanzmessgeräts 6 und des Computers 2 lokalisiert. Man kann auch die Gesteinsbohrmaschine, die digitale Kamera und das Distanzmessgerät auf demselben Ausleger haben. Es ist daher nicht notwendig, den Ausleger gleichbleibend gegen die Gesteinsoberfläche 10 zwischen dem Bohren und dem anschließenden Lokalisieren des gebohrten Lochs zu halten.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung arbeitet in folgender Weise. Zuerst werden ein oder mehrere Löcher 11 in der Gesteinsoberfläche 10 mittels einer auf einem der Ausleger 3 oder 4 befestigten Gesteinsbohrmaschine, gebohrt. Um ein gebohrtes Loch zu lokalisieren, wird der Ausleger 3 mithilfe des Positionierungssystems der Bohranlage ausgerichtet, sodass die digitale Kamera 5 und das Distanzmessgerät 6 in der Nähe des zu lokalisierenden Loches sind. Ein Bild der Gesteinsoberfläche 10 wird im Computer gespeichert, 3. Darüber hinaus wird die gemessene Distanz in dem Computer gespeichert. Das gespeicherte Bild, 3, beinhaltet ein schwarzes Loch mit dem Rest in verschiedenen Graustufen. Mit der Hilfe eines im Computer gespeicherten Programms wird ein neues Bild, 4, erstellt, welches nur schwarze und weiße Punkte beinhaltet. Das Bild wird gefiltert, sodass nur schwarze Anteile innerhalb eines vorgegebenen Größenbereichs verbleiben, 5. Die Bildmatrix wird gescannt, um die äußeren Koordinaten des schwarzen Anteiles zu bestimmen. Diese Fläche wird mit der Größe eines gebohrten Loches durch Berechnung der wahren Größe der Bildmatrix mit Hilfe der äußeren Koordinaten und der gemessenen Distanz verglichen. Wenn eine Fläche entsprechend der Größe und Form eines gebohrten Loches bekannter Größe gefunden wurde, werden die Koordinaten des Mittelspunkts der Fläche bestimmt. Danach kann der Ausleger gegen das Loch mit der Hilfe der Koordinaten z. B. für das Einführen eines Gesteinsankers ausgerichtet werden.

Claims (2)

1. Verfahren zum Lokalisieren eines Lochs (11), das mit einer Gesteinsbohrmaschine gebohrt wurde, umfassend die Positionierung eines Auslegers (3) angeordnet auf einer Gesteinsbohranlage in der Nähe des gebohrten Loches mit Hilfe eines Positionierungssystems angeordnet auf der Gesteinsbohranlage, dadurch gekennzeichnet, dass ein digitales Bild mittels einer auf dem Ausleger (3) angeordneten Kamera (5) erstellt wird, dass eine Distanz zwischen dem Ausleger (3) und dem gebohrten Loch (11) mittels eines Distanzmessgeräts (6) gemessen wird, dass das digitale Bild in einem Computer (2) gespeichert wird, dass das gespeicherte Bild in ein Bild, das nur Schwarz- und Weißbestandteile beinhaltet, umgewandelt wird, dass das Bild mit nur Schwarz- und Weißbestandteilen gescannt wird, um einen schwarzen Bestandteil mit einer Größe innerhalb eines dem gebohrten Loch entsprechenden Größenintervalls zu finden, und dass die Position der Bohrlochöffnung im Raum mit Hilfe der Position des schwarzen Bestandteils und der gemessenen Distanz bestimmt wird.
2. Gesteinsbohranlage, die Folgendes aufweist: – einen Träger (1) mit einem oder zwei Auslegern (3, 4); – einen Computer (2); – eine Digitalkamera (5) und ein Distanzmessgerät (6), die an einem oder an einem der beiden Ausleger (3, 4) angeordnet sind, wobei die Digitalkamera und das Distanzmessgerät mit dem Computer (2) verbunden sind; – eine Gesteinsbohrmaschine, die an einem oder an einem der beiden Ausleger (3, 4) angeordnet ist, und ein Positionierungssystem zur Positionierung des einen oder der beiden Ausleger; wobei das Gesteinsbohrgerät für Folgendes konzipiert ist: – Lokalisieren eines Loches (11), das mit der Gesteinsbohrmaschine gebohrt wurde, durch Positionieren eines der Ausleger (3) in der Nähe des gebohrten Loches mit Hilfe des Positionierungssystems; – Erstellen eines digitalen Bildes mittels der Kamera (5); – Messen einer Distanz zwischen dem Ausleger (3) und dem gebohrten Loch (11) mittels des Distanzmessgerätes (6); – Abspeichern des digitalen Bildes in dem Computer (2); – Umwandeln des gespeicherten Bildes in ein Bild, das nur Schwarz- und Weißbestandteile beinhaltet; – Scannen des Bildes mit lediglich Schwarz- und Weißbestandteilen, um einen schwarzen Bestandteil mit einer Größe innerhalb eines dem gebohrten Loch entsprechenden Größenintervalls zu finden; und – Bestimmen der Position der Bohrlochöffnung im Raum mit Hilfe der Position des schwarzen Bestandteils und der gemessenen Distanz.

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