FI122300B - Menetelmä ja sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessä - Google Patents
Menetelmä ja sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessä Download PDFInfo
- Publication number
- FI122300B FI122300B FI20085926A FI20085926A FI122300B FI 122300 B FI122300 B FI 122300B FI 20085926 A FI20085926 A FI 20085926A FI 20085926 A FI20085926 A FI 20085926A FI 122300 B FI122300 B FI 122300B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- tool
- reflected
- stone
- drilled
- path
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims description 78
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 76
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 15
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 10
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25D—PERCUSSIVE TOOLS
- B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
- B25D9/14—Control devices for the reciprocating piston
- B25D9/26—Control devices for adjusting the stroke of the piston or the force or frequency of impact thereof
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
- E21B7/022—Control of the drilling operation; Hydraulic or pneumatic means for activation or operation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
- E21B44/02—Automatic control of the tool feed
- E21B44/08—Automatic control of the tool feed in response to the amplitude of the movement of the percussion tool, e.g. jump or recoil
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
Description
Menetelmä ja sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessä
Keksinnön tausta
Keksinnön kohteena on menetelmä kallionporauslaitteen ohjaamiseksi, jossa kallionporauslaitteessa on iskulaitteen käsittävä kallioporakone, 5 syöttölaite ja työkalu, jonka päässä on terä kiven rikkomista varten ja joka isku-laite on sovitettu aiheuttamaan työkaluun kohdistuva jännitysaalto ja joka työkalu on sovitettu välittämään iskulaitteen aiheuttama jännitysaalto puristus-jännitysaaltona terään ja siitä edelleen porattavaan kiveen ja joka syöttölaite on sovitettu työntämään työkalua ja terää porattavaa kiveä vasten, jolloin polo rattaessa ainakin osa iskulaitteen työkaluun aiheuttamasta puristusjännitys-aallosta heijastuu porattavasta kivestä takaisin työkaluun jännitysaaltona.
Edelleen keksinnön kohteena on sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessä, jossa kallionporauslaitteessa on iskulaitteen käsittävä kallioporakone, syöttölaite ja työkalu, jonka päässä on terä kiven rikkomista varten ja 15 joka iskulaite on sovitettu aiheuttamaan työkaluun kohdistuva jännitysaalto ja joka työkalu on sovitettu välittämään iskulaitteen aiheuttama jännitysaalto puristusjännitysaaltona terään ja siitä edelleen porattavaan kiveen ja joka syöttölaite on sovitettu työntämään työkalua ja terää porattavaa kiveä vasten, jolloin porattaessa ainakin osa iskulaitteen työkaluun aiheuttamasta puristus-20 jännitysaallosta heijastuu porattavasta kivestä takaisin työkaluun jännitys-aaltona.
Kallioporakoneita käytetään kallion poraamiseen ja louhimiseen esimerkiksi maanalaisissa kaivoksissa, avolouhoksilla ja maanrakennustyömailla. Tunnettuja kallion poraukseen ja louhintaan käytettyjä menetelmiä ovat leik-25 kaavat, murskaavat ja iskevät menetelmät. Iskevät menetelmät ovat yleisimmin o käytössä kovien kivilaatujen yhteydessä. Iskevässä menetelmässä pora- ck koneen työkalua sekä pyöritetään että isketään. Kallion rikkoontuminen tapah- o ^ tuu kuitenkin pääasiassa iskun vaikutuksesta. Pyörityksen tarkoituksena on lä- ° hinnä varmistaa se, että työkalun ulommassa päässä olevan porakruunun tai
X
£ 30 terän nastat tai muut työstävät osat iskevät aina uuteen kohtaan kivessä, to Kallioporakone käsittää tavallisesti hydraulitoimisen iskulaitteen, jonka iskuin männällä saadaan aikaan työkaluun tarvittavat puristusjännitysaallot. Iskeväs- 00 § sä menetelmässä tehokas kiven rikkominen edellyttää, että terä on kiven pin- ^ taa vasten iskuhetkellä. Iskulaitteen iskuun liittyvällä energialla aiheutetaan 35 työkaluun puristusjännitysaalto, joka siirtyy työkalusta työkalun päähän sovitettuun terään ja siitä edelleen kiveen. Yleensä kaikissa porausolosuhteissa osa 2 kiveen kohdistetusta puristusjännitysaallosta heijastuu takaisin kivestä pora-koneen työkaluun jännitysaaltona.
WO-julkaisussa 2006/126933 on esitetty eräs menetelmä porauksen ohjaamiseksi porattavasta kivestä työkaluun heijastuneen jännitysaallon 5 energian määrän perusteella. Menetelmässä määritetään vähintäänkin yksi tunnusarvo, joka kuvaa kivestä heijastuneen jännitysaallon energian määrää. Edelleen tämän mainitun tunnusarvon perusteella säädetään iskulaitteen pulssigeneraattorin tuottaman jännitysaallon nousuaikaa ja/tai sen ajallista kestoa. Edellä mainitun tunnusarvon mukaan voidaan myös säätää pulssi-10 generaattorin tuottaman jännitysaallon amplitudia. Tavoitteena kyseisessä julkaisussa esitetyssä ratkaisussa on minimoida heijastuneen energian määrää, täten parantaen poraussysteemin hyötysuhdetta.
Esitetyn menetelmän heikkoutena on kuitenkin ensinnäkin se, että heijastuneen jännitysaallon energian määrää on hankala mitata. Kuviossa 2 on 15 kaavamaisesti esitetty eräs porattavaan kiveen menevä puristusjännitysaalto ja porattavasta kivestä heijastunut jännitysaalto. Kuviossa 2 heijastuneessa jännitysaallossa porattavasta kivestä takaisin työkaluun heijastunut puristus-jännitys on merkitty positiiviseksi ja vetojännitys negatiiviseksi. Pulssi-generaattorin tuottaman puristusjännitysaallon σ; energian määrä voidaan las- 20 kea kaavalla E, =^cfofdt (1) Y li ja porattavasta kivestä takaisin työkaluun heijastuvan jännitysaallon σ,. ener-___ 25 gian määrä voidaan puolestaan laskea kaavalla δ c\j .
ά Er = —cfc>r2dt, (2) o r Y J r v ' ' 1 (Ι Ο)
O
g missä A on työkalun eli porakangen poikkipinta-ala, Y on kimmomoduli, c on cd 30 aallon nopeus työkalussa, ti on työkalusta porattavaan kiveen menevän
C\J
g puristusjännitysaallon σ; kestoaika ja tr on porattavasta kivestä takaisin työ- o kaluun heijastuvan jännitysaallon σΓ kestoaika. Kaavasta kaksi nähdään sel- ^ västi, miten heijastuneen jännitysaallon energiaa laskettaessa potenssiin korotuksen seurauksena menetetään heijastuneesta jännitysaallosta merkki- 3 informaatio eli se tieto, mikä osuus heijastuneen jännitysaallon energiasta on puristusjännitystä ja mikä osuus vetojännitystä.
Heijastuneen energian määrä ei myöskään kuvaa luotettavasti vallitsevia kiviolosuhteita. Porattaessa äkillisesti onkaloon heijastuu iskulaitteen 5 pulssigeneraattorin tuottama puristusjännitysaalto kokonaan vetoheijastus- aaltona takaisin työkalun kiven puoleisesta päästä. Tällöin jännitysaallon hyötysuhde on luonnollisesti 0%. Porattaessa erittäin kovaan kiveen heijastuu puristusjännitysaalto lähes täydellisesti puristusjännitysaaltona takaisin. Tässäkin tapauksessa hyötysuhde on lähes 0%. Toisin sanoen molemmissa 10 tapauksissa puristusjännitysaallon energia heijastuu lähes kokonaisuudessaan takaisin, vaikkakin porausolosuhteet ovat täysin erilaiset ja porauksen kannalta tarvittavat säätötoimenpiteet ovat täysin ristikkäiset.
Täten porattavasta kivestä takaisin työkaluun heijastuvan jännitys-aallon energian määrän perusteella ei ole mahdollista saada toteutettua sells laista iskulaitteen ohjausta, joka toimisi luotettavasti erilaisissa poraus- olosuhteissa.
Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudentyyppinen ratkaisu porakoneen toiminnan ohjaukseen.
20 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että mita taan ainakin yhtä porattavasta kivestä työkaluun heijastuvaa jännitysaaltoa kuvaavaa mittaussignaalia, määritetään porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärä tai sitä kuvaava suure mainitun mittaussignaalin perusteella ja säädetään iskulaitteen toimintaa ja/tai syöttölaitteen toimintaa 25 porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärän tai sitä o kuvaavan suureen perusteella.
ck Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on tunnusomaista se, että sovi- o ^ telmaan kuuluu edelleen ainakin yksi mittausväline, joka on sovitettu mittaa- ° maan ainakin yhtä porattavasta kivestä työkaluun heijastuvaa jännitysaaltoa
X
£ 30 kuvaavaa mittaussignaalia ja että sovitelmaan kuuluu edelleen ainakin yksi cd ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikkö, joka on sovitettu määrittämään mittausko välineen mittaussignaalin perusteella porattavasta kivestä työkaluun heijastu- 00 § van jännitysaallon liikemäärä tai sitä kuvaava suure ja joka ohjaus- ja tietojen- ^ käsittely-yksikkö on sovitettu säätämään iskulaitteen toimintaa ja/tai syöttö- 35 laitteen toimintaa porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärän tai sitä kuvaavan suureen perusteella.
4
Menetelmässä kallionporauslaitteen ohjaamiseksi, jossa kallion-porauslaitteessa on iskulaitteen käsittävä kallioporakone, syöttölaite ja työkalu, jonka päässä on terä kiven rikkomista varten ja joka iskulaite on sovitettu aiheuttamaan työkaluun kohdistuva jännitysaalto ja joka työkalu on sovitettu 5 välittämään iskulaitteen aiheuttama jännitysaalto puristusjännitysaaltona terään ja siitä edelleen porattavaan kiveen ja joka syöttölaite on sovitettu työntämään työkalua ja terää porattavaa kiveä vasten, jolloin porattaessa ainakin osa iskulaitteen työkaluun aiheuttamasta puristusjännitysaallosta heijastuu porattavasta kivestä takaisin työkaluun jännitysaaltona, mitataan ainakin yhtä poratta-10 vasta kivestä työkaluun heijastuvaa jännitysaaltoa kuvaavaa mittaussignaalia, määritetään porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärä tai sitä kuvaava suure mainitun mittaussignaalin perusteella ja säädetään iskulaitteen toimintaa ja/tai syöttölaitteen toimintaa porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärän tai sitä kuvaavan suureen pe-15 rusteella.
Porattavasta kivestä takaisin työkaluun heijastuvan jännitysaallon liikemäärä säilyttää tiedon siitä, käsittääkö heijastunut jännitysaalto veto-jännitystä vai puristusjännitystä. Heijastuneen jännitysaallon liikemäärän perusteella voidaan siis koko ajan tunnistaa kyseistä poraushetkeä vastaavat 20 porausolosuhteet siten, että kallioporakoneen ja jopa koko kallionporauslaitteen toiminnan ohjaaminen tai säätö voidaan toteuttaa oikealla tavalla vallitsevien porausolosuhteiden perusteella siten, että porauskalustolle ei aiheuteta turhaa rasitusta.
Erään sovellutusmuodon mukaan liikemäärän ollessa pieni kasvate-25 taan syöttölaiteen syöttövoimaa. Pieni liikemäärän arvo indikoi kysymyksessä olevan alisyöttötilanteen, jolloin syöttölaitteen syöttövoimaa kasvattamalla voi-° daan saavuttaa normaali poraustilanne.
g Erään toisen sovellutusmuodon mukaan liikemäärän ollessa pieni o) kasvatetaan iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon pituutta tai kestoaikaa o 30 ja/tai pienennetään iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon voimakkuutta tai £ amplitudia. Tällöin, mikäli syöttölaitteen syöttövoiman kasvattaminen ei ole vai- kuttanut heijastuneen jännitysaallon liikemäärään, voidaan päätellä pienen g liikemäärän johtuvan pehmeän kiven aiheuttamasta vetojännityksestä, jota voi- § daan pienentää pienentämällä iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon voimak-
CM
35 kuutta tai amplitudia. Tämän seurauksena vetojännitysaallon amplitudi pienenee ja porauskalustoon kohdistuvat rasitukset pienentyvät. Samalla voidaan 5 kasvattaa iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon pituutta tai kestoaikaa, jolloin jännitysaallon amplitudin pienentämisestä johtuva porausnopeuden pienentyminen voidaan kompensoida.
Erään kolmannen sovellutusmuodon mukaan liikemäärän ollessa 5 suuri lyhennetään iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon pituutta ja kasvatetaan iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon voimakkuutta. Iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon pituuden lyhentäminen lyhentää porattavaan kiveen kohdistettavan ja siitä heijastuvan puristusjännitysaallon pituutta, jolloin porauksen hyötysuhde paranee. Iskulaitteen iskupulssin voimakkuuden kasvattamisen 10 seurauksena puristusjännitysaallon amplitudi kasvaa, jolloin porauksen tunkeu-ma kiveen kasvaa.
Kuvioiden lyhyt selostus
Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa 15 kuvio 1 esittää kaavamaisesti sivusta katsottuna erästä kallion- porauslaitetta, jossa esitetyn mukaista ratkaisua on sovellettu, kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä porattavaan kiveen menevää puristusjännitysaaltoa ja porattavasta kivestä heijastunutta jännitysaaltoa, kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä porattavaan kiveen menevää 20 puristusjännitysaaltoa ja vastaavaa porattavasta kivestä heijastunutta jännitys-aaltoa, kuvio 4 esittää kaavamaisesti kuvion 3 esittämiä jännitysaaltoja vastaavaa liikemäärää, kuvio 5 esittää kaavamaisesti kuvioita 3 ja 4 vastaavaa työkalun siir- 25 tymää, o kuvio 6 esittää kaavamaisesti erästä toista porattavaan kiveen
CVJ
^ menevää puristusjännitysaaltoa ja vastaavaa porattavasta kivestä heijastunut- ° ta jännitysaaltoa ja
CD
° kuvio 7 esittää kaavamaisesti kuvion 6 esittämiä jännitysaaltoja vas- | 30 taavaa työkalun siirtymää.
CO
CvJ
g Kuvioissa keksinnön eräitä suoritusmuotoja on esitetty selvyyden o vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla ^ viitenumeroilla.
6
Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti sivusta katsottuna ja huomattavasti yksinkertaistettuna eräs kallionporauslaite 1, jonka yhteydessä voidaan hyödyntää keksinnön mukaista ratkaisua. Kuvion 1 mukaisessa kallionporaus-5 laitteessa 1 on puomi 2, jonka päässä on syöttöpalkki 3, jossa on iskulaitteen 4 ja pyörityslaitteen 5 sisältävä kallioporakone 6. Pyörityslaitteella 5 välitetään työkaluun 7 jatkuva pyöritysvoima, jonka ansiosta työkaluun 7 kytketty terä 8 vaihtaa iskun jälkeen asentoaan ja iskee seuraavalla iskulla uuteen kohtaan kivessä. Tavallisesti iskulaitteessa 4 on paineväliaineen vaikutuksesta liikkuva 10 iskumäntä, joka iskee työkalun 7 yläpäähän tai työkalun 7 ja iskulaitteen 4 välille sovitettuun välikappaleeseen. Iskulaitteen 4 rakenne voi toki olla muunkinlainen. Täten työkaluun kohdistettava jännitysaalto voidaan saada aikaan myös esimerkiksi johonkin paineväliaineeseen kohdistettavan paineimpulssin välityksellä tai sähkömagnetismiin perustuvilla välineillä ilman mekaanisesti 15 liikkuvaa iskumäntää. Myös tällaisiin ominaisuuksiin perustuvien iskulaitteiden katsotaan tässä tarkoittavan iskulaitetta. Työkalun 7 sisempi pää kytketään kallioporakoneeseen 6 ja työkalun 7 ulommassa päässä on kiinteä tai irrotettavissa oleva terä 8 kiven rikkomista varten. Työkalun 7 sisempi pää on esitetty kuviossa 1 kaavamaisesti katkoviivalla. Porauksen aikana terää 8 työnnetään 20 syöttölaitteella 9 kiveä vasten. Syöttölaite 9 on sovitettu syöttöpalkkiin 3, jonka yhteyteen kallioporakone 6 on sovitettu liikkuvaksi. Tyypillisesti terä 8 on niin sanottu porakruunu, jossa on teränastoja 8a, mutta muunkinlaiset teräraken-teet ovat mahdollisia. Pitkien reikien porauksessa eli niin sanotussa jatkotanko-porauksessa terän 8 ja porakoneen 6 välille liitetään porattavan reiän syvyy-25 destä riippuva määrä porakankia 10a - 10c, jotka muodostavat työkalun 7. i- Kuviossa 1 kallionporauslaite 1 on esitetty kallioporakoneen 6 ra- ^ kenteeseen verrattuna huomattavasti pienempänä kuin se todellisuudessa on.
g Selvyyden vuoksi kuvion 1 mukaisessa kallionporauslaitteessa 1 on esitetty cd ainoastaan yksi puomi 2, syöttöpalkki 3, kallioporakone 6 ja syöttölaite 9 mutta
O
x 30 on selvää, että kallionporauslaitteeseen on tyypillisesti sovitettu useita puome-
CC
ja 2, joiden kunkin puomin 2 päähän on sovitettu syöttöpalkki 3, jossa on kallio-cnj porakone 6 ja syöttölaite 9. Edelleen on selvää, että kallioporakoneeseen 6
CD
g kuuluu tavallisesti myös huuhtelulaite terän 8 tukkeutumisen estämiseksi, mutes ta selvyyden vuoksi huuhtelulaite on kuviossa 1 jätetty esittämättä. Porakone 6 35 voi olla hydraulikäyttöinen mutta se voi myös olla paineilmakäyttöinen tai sähkökäyttöinen porakone.
7
Iskulaitteella 4 aikaansaatu jännitysaalto siirtyy porakankia 10a -10c pitkin puristusjännitysaaltona kohti ulommaisimman porakangen 10c päässä olevaa terää 8. Kun puristusjännitysaalto kohtaa terän 8, iskeytyy terä 8 ja siinä olevat teränastat 8a porattavaan aineeseen aiheuttaen voimakkaan 5 puristusjännityksen, jonka vaikutuksesta porattavaan kiveen muodostuu säröjä. Mikäli iskulaitteen 4 antama jännitysaalto on liian suuri kiven kovuuteen verrattuna on ongelmana se, että porauskalustoon muodostuu täten tarpeettoman suuri vetojännitystaso. Jatkettaessa porausta pehmeään kiveen liian suurella iskuenergialla on seurauksena esimerkiksi porakankien 10a - 10c välisten 10 kierreliitosten kuluminen ja/tai porauskaluston ennenaikainen väsymisvaurio.
Kallionporauslaitteiston ja erityisesti kallioporakoneen toiminnan ohjaamiseksi tai säätämiseksi määritetään porattavasta kivestä työkaluun heijastuvan jännitysaallon σΓ liikemäärä tai sitä kuvaava suure ja ohjataan tai säädetään iskulaitteen 4 ja/tai syöttölaitteen 9 toimintaa mainitun liikemäärän 15 tai sitä kuvaavan suureen perusteella. Työkalusta 7 porattavaan kiveen menevän puristusjännitysaallon liikemäärä Pf voidaan laskea kaavasta
Pi=Ajoid/, (3) ti 20 missä A on työkalun 7 eli porakangen 10a - 10c poikkipinta-ala ja ti on puristusjännitysaallon kestoaika. Porattavasta kivestä takaisin työkaluun 7 heijastuvan jännitysaallon σΓ liikemäärä Pr voidaan puolestaan laskea kaavasta
Pr = aJ ard/, (4) tr - 25 c3 missä tr on porattavasta kivestä takaisin työkaluun 7 heijastuvan jännitys- § aallon σΓ kestoaika. Kaavasta (4) nähdään selvästi, miten heijastuneen g jännitysaallon σΓ liikemäärää P, laskettaessa säilytetään heijastuneen x jännitysaallon merkki-informaatio eli se tieto, mikä osuus heijastuneesta 30 jännitysaallosta on puristusjännitystä ja mikä osuus vetojännitystä. Liike- ^ määrän Pr arvon ollessa iso heijastunut jännitysaalto on pääosin puristus- cn g heijastusta ja liikemäärän Pr arvon ollessa pieni on kysymyksessä pääosin o vetoheijastus. Liikemäärän Pr saadessa arvon nolla sisältää kivestä takaisin työkaluun 7 heijastunut jännitysaalto σΓ yhtä paljon sekä vetoa että puristusta.
Porattavasta kivestä työkaluun 7 eli kuvion 1 esittämässä tapauk sessa yhteen tai useampaan porakankeen 10a - 10c tai poratankoon heijastu van jännitysaallon σΓ matkustaessa työkalun 7 päästä takaisin ylös kalliopora- 8 koneen 6 päähän saa se aikaan työkalun 7 päässä siirtymän. Jos kivestä hei-5 jastunut jännitysaalto sisältää pääosin vetojännitystä, siirtyy työkalun pää jännitysaallon vaikutuksesta poraussuuntaan. Jos kivestä heijastunut jännitys-aalto sisältää pääosin puristusjännitystä, siirtyy työkalun pää jännitysaallon vaikutuksesta kohti kallioporakonetta. Tämän tiedon perusteella heijastuneen jännitysaallon liikemäärä tai sitä kuvaava suure voidaan määrittää monella eri 10 tavalla.
Heijastuneen jännitysaallon liikemäärä voidaan määrittää esimerkiksi mittaamalla suoraan työkalun 7 siirtymää esimerkiksi sen päästä tai keskeltä. Esimerkiksi työkalun 7 kallioporakoneen 6 puoleisen pään välittömään läheisyyteen tai sen yhteyteen voidaan sijoittaa kuviossa 1 kaavamaisesti esite-15 tyllä tavalla mittausväline 11, joka on sovitettu mittaamaan porattavasta kivestä työkaluun 7 heijastuvaa jännitysaaltoa ar kuvaavaa mittaussignaalia MS. Tällainen mittausväline 11 voi olla esimerkiksi induktiivinen etäisyysanturi, joka mittaussignaalina MS välittää heijastunuttta jännitysaaltoa kuvaavan jännitetä! virtaviestin. Mittausvälineen 11 mittaama mittaussignaali MS siirretään 20 ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikköön 12, joka määrittää mittausvälineen 11 mittaussignaalin MS perusteella heijastuneen jännitysaallon σ,. liikemäärän Pr tai sitä kuvaavan suureen, kuten esimerkiksi työkalun 7 siirtymän. Heijastuneen jännitysaallon matkustaessa työkalun 7 päästä takaisin porakoneen päähän saa se aikaan työkalussa siirtymän. Jos kyseessä on pääosin veto-25 jännitysheijastus, siirtyy työkalu eli porakanki heijastusaallon vaikutuksesta >r- poraussuuntaan. Jos heijastusaalto on pääosin puristusjännitystä, siirtyy pora- ^ kanki kohti porakonetta. Siirtymän määrä voidaan laskea kaavasta CT) o o d. = f v, dt = f ” dt = — f σ, dt = —— A f σ, dt = —— P,, (5) J {cp cp J ' Acp l ' Acp '
S
30 | dr=\v,dt = -^-P„ (6) in i Acp oo o o
(M
missä dt on työkalusta porattavaan kiveen menevän jännitysaallon aiheuttama siirtymä, dr on heijastuneen jännitysaallon aiheuttama siirtymä, v, on työ- 9 kalusta porattavaan kiveen menevän jännitysaallon aiheuttama tarkastelu-pisteen partikkelinopeus, v,. on heijastuneen jännitysaallon aiheuttama partikkelinopeus, c on jännitysaallon nopeus työkalussa eli porakangessa ja p on työkalun materiaalin tiheys. Heijastuneen jännitysaallon aiheuttamassa 5 siirtymässä dr on otettu huomioon merkkisääntö, missä heijastunut jännitys-aalto vastaa negatiivista nopeutta.
Kaavojen (5) ja (6) perusteella on helppo määrittää heijastuneen jännitysaallon liikemäärä Pr työkalun siirtymänä. Työkalun siirtymä dr on siis heijastuneen jännitysaallon liikemäärää kuvaava suure. Kun mittausväline 11 10 on sovitettu mittaamaan työkalun siirtymää työkalun päästä, täytyy huomioon ottaa myös jännitysaallon uudelleen heijastuminen työkalun 7 porakoneen 6 puoleisesta päästä.
Ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikkö 12 voi olla pelkästään kyseisen kallioporakoneen 6 oma erillinen ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikkö, joka ohjaa 15 ainoastaan kyseisen kallioporakoneen 6 toimintaa tai se voi olla koko kallion-porauslaitteen 1 toimintaa ohjaava yksikkö. Ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikön 12 toiminta voi perustua esimerkiksi ohjelmoitaviin logiikoihin mutta tyypillisesti se on erilaisia mikro- tai signaaliprosessoreita käsittävä laite, joka ohjelmiston ohjaamana suorittaa erilaisia laskenta- ja ohjaustoimenpiteitä. Lisäksi on mah-20 dollista, että ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikkö 12 muodostuu kahdesta tai useammasta toisistaan erillisestä mutta toisiinsa yhteydessä olevasta laitteesta, jotka kukin suorittavat niille määritetyt toiminnot esimerkiksi siten, että yksi laite määrittää heijastuneen jännitysaallon liikemäärän ja toinen laite suorittaa tarvittavat ohjaustoimenpiteet määritetyn liikemäärän perusteella.
25 Heijastuneen jännitysaallon σΓ liikemäärä Pr voidaan määrittää esi- r- merkiksi myös siten, että järjestetään työkaluun 7, kuvion 1 esittämässä esi- ^ merkissä kallioporakoneen 6 puoleisen pään yhteyteen hyvin kaavamaisesti g kuviossa 1 esitetty hydraulinen apulaite 13, johon työkalun 7 pään siirtymä cr, aiheuttaa kyseiseen siirtymään verrannollisen paineen. Sovittamalla mittaus- o x 30 väline 11 mittaamaan painetta eli mittausvälineen 11 ollessa jonkin tyypinen ^ paineanturi tai -sensori tai muu vastaava laite, voidaan mittausvälineellä 11 mitata kivestä heijastuneen jännitysaallon hydrauliseen apulaitteeseen aiheut-g tama paine ja sen perusteella määrittää heijastuneen jännitysaallon liikemäärä o tai sitä kuvaava suure.
CM
35 Heijastuneen jännitysaallon σΓ liikemäärä P, voidaan määrittää esi merkiksi myös siten, että mitataan suoraan työkalusta 7 heijastuneen 10 jännistysaallon työkaluun 7 aiheuttamaa muutosta. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi mittaamalla työkalun 7 venymää, jolloin mittausväline 11 voi olla esimerkiksi työkalun 7 yhteyteen sovitettu venymäliuska. Työkalun 7 pyörimisestä johtuen tämäntapainen kosketuksellinen mittaus voi kuitenkin olla ongelmalli-5 nen mittaussignaalin MS välitykseen tarvittavan kaapeloinnin suhteen. Vaihtoehtoisesti heijastuneen jännitysaallon liikemäärä voidaan määrittää kosketuk-settomalla mittauksella esimerkiksi siten, että mitataan työkalun 7 partikkeli-nopeutta jännitysaallon kulkusuunnassa eli mittaamalla työkalun 7 tietyn kohdan tai osan nopeutta heijastuneen jännitysaallon kulkusuunnassa. Partikkeli-10 nopeus on suoraan verrannollinen heijastuneeseen jännitysaaltoon. Tällöin mittausväline 11 voi olla esimerkiksi laser, jonka avulla partikkelinopeutta voidaan mitata optisesti. Mittausväline 11 voi myös olla esimerkiksi kela, jonka avulla mitataan jännitysaallon aiheuttamaa magneettikentän muutosta työkalussa 7.
15 Kallioporakoneen 6 ohjaus tai säätö porattavasta kivestä heijastu neen jännitysaallon σΓ liikemäärän Pr tai sitä kuvaavan suureen perusteella voidaan suorittaa esimerkiksi seuraavanlaisesti. Liikemäärän ollessa pieni kysymyksessä on joko alisyöttö tai porattava kivi on pehmeää, jolloin molemmissa tapauksissa seurauksena on vetojännitystä vastaava heijastunut jännitys-20 aalto. Alisyöttötilanteessa työkalun 7 päässä oleva terä 8 tai porakruunu ei ole tukeutunut hyvin kiveen iskun aikana. Seurauksena on terän 8 ja kiven väliin muodostuva rako, joka aiheuttaa vapaan pään reunaehdon mukaisesti veto-jännitysaalion. Pehmeässä kivessä terän 8 pää noudattaa olennaisesti vapaan pään reunaehtoa ainakin työkaluun 7 ja sitä kautta terään kohdistettavan 25 jännityspulssin alussa ja tuloksena on myös heijastunut jännitysaalto, jossa on T- pääosin vetojännitystä.
^ Alisyöttötilanne tai poraus pehmeään kiveen voidaan erottaa toisis- g taan hyvin yksinkertaisesti. Alisyöttötilanteessa voidaan kasvattaa syöttöön laitteella 9 porakoneeseen 6 välitettävää syöttövoimaa esimerkiksi nostamalla
O
x 30 syöttölaitteen 9 painekanavan 14 painetta syöttölaitteen pumpun 15 syöttö-
CC
painetta säätämällä ohjaamalla pumppua 15 ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksi- kön 12 toimesta ohjausyhteyden 20 kautta. Syötettäessä kallioporakonetta 6 ja en g sen yhteydessä olevaa työkalua 7 ja terää 8 porattavaa kiveä kohti paine- cj nestettä virtaa nuolen A suunnassa syöttölaitteeseen 9. Syöttölaitteen 9 paluu- 35 liikkeen aikana paineneste virtaa takaisin tankkiin 17 syöttölaitteen 9 paluu kanavaan 16 kautta nuolen B suuntaisesti.
11
Jos syöttövoiman kasvattamisella ei ole olennaista vaikutusta liikemäärään, voidaan päätellä kysymyksessä olevan pehmeän kiven aiheuttama vetojännitys. Tällöin kallioporakoneen 6 toimintaa voidaan ohjata tai säätää pienentämällä iskulaitteen aiheuttaman jännitysaallon voimakkuutta tai amplitu-5 dia. Tämän seurauksena vetojännitysaallon amplitudi pienenee ja poraus-kalustoon kohdistuvat rasitukset pienentyvät. Samalla voidaan kasvattaa isku-laitteen aiheuttaman jännitysaallon pituutta tai kestoaikaa, jolloin jännitysaallon amplitudin pienentämisestä johtuva porausnopeuden pienentyminen voidaan kompensoida. Syöttölaitteen 9 syöttövoima voidaan tällöin pitää ennallaan 10 alkuperäistä korkeammassa arvossaan tai palauttaa edelliseen arvoonsa. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi muuttamalla iskulaitteen 4 painekanavaan sijoitetun iskulaitteen 4 syöttöpumpun 19, joka syöttää painenestettä nuolen A’ suuntaan iskulaitteelle 4, syöttöpainetta sopivasti ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikön 12 toimesta ohjausyhteyden 21 kautta. Iskulaitteen 4 aiheuttaman 15 jännitysaallon voimakkuuden pienentäminen pienentää kiveen kohdistettavan puristusjännitysaallon amplitudia, mikä luonnollisesti laskee myös kivestä heijastuneen vetojännitysaallon amplitudia, siten pienentäen heijastuneen jännitysaallon liikemäärää.
Vetojännitysaallon amplitudin pienentäminen suojelee poraus- 20 kalustoa, sillä kivestä heijastuneen jännitysaallon sisältämät vetojännitykset ovat pääosin vastuussa porauskaluston rikkoontumisesta. Iskulaitteen 4 aiheuttaman jännitysaallon pidennys kompensoi vastaavasti porausnopeuden putoamista, joka on tuloksena jännitysaallon voimakkuuden pienentämisestä.
Työkaluun 7 heijastuvan jännitysaallon liikemäärän ollessa pieni on tietenkin 25 myös mahdollista toimia siten, että ensin kasvatetaan iskulaitteen 4 aiheutta- man jännitysaallon pituutta tai kestoaikaa ja/tai pienennetään jännitysaallon o voimakkuutta tai amplitudia ennen kuin kasvatetaan syöttölaitteen 9 syöttö- ά voimaa, o ^ Kivestä työkaluun 7 heijastuneen jännitysaallon σΓ liikemäärän Pr o 30 ollessa iso tai suuri, voidaan päätellä, että kysymyksessä on kova kivi. Kova ki- £ vi aiheuttaa työkalun 7 terän 8 käsittävään päähän suuren terän 8 tunkeumaa ^ vastustavan voiman. Tällöin työkalusta 7 porattavaan kiveen menevässä O) _ g puristusjännitysaallossa ei ole riittävästi voimaa, joka saisi terän 8 tunkeutuen maan syvemmälle kiveen. Kun terän 8 tunkeutuminen kiveen pysähtyy, nou- 35 dattelee työkalun 7 kyseinen pää kiinnitetyn pään reunaehtoa ja kiveen mene vä puristusjännitysaalto heijastuu takaisin työkaluun 7 puristusjännitysaaltona.
12 Tällöin kallioporakonetta 6 voidaan ohjata tai säätää lyhentämällä iskulaitteen 4 aiheuttaman jännitysaallon pituutta sekä kasvattamalla iskulaitteen 4 aiheuttaman jännitysaailon voimakkuutta, minkä tarkoituksena on kasvattaa porauksen tunkeutumanopeutta ja hyötysuhdetta.
5 Joissakin tapauksissa voidaan myös muuttaa iskulaitteen 4 isku- taajuutta eli porauksen pulssitaajuutta. Kovaan kiveen porattaessa on yleensä edullista nostaa iskutaajuutta. Tällöin tarkoituksena ei ole aikaansaada suurta tunkeumaa jokaista iskua kohti vaan pienikin tunkeuma riittää. Tällöin varsinainen porausnopeus saadaan aikaan yhdistämällä yhden iskun pieni tunkeuma 10 suureen iskutaajuuteen.
Koska porattavasta kivestä takaisin työkaluun 7 heijastuvan jännitysaallon σΓ liikemäärä Pr säilyttää tiedon siitä, käsittääkö heijastunut jännitysaalto vetojännitystä vai puristusjännitystä, voidaan heijastuneen jännitysaallon liikemäärän perusteella siis koko ajan tunnistaa oikein kyseistä 15 poraushetkeä vastaavat porausolosuhteet. Tällöin kallioporakoneen 6 ja koko kallionporauslaitteen 1 toiminnan ohjaaminen tai säätö voidaan toteuttaa oikein vallitsevien porausolosuhteiden perusteella.
Seuraavassa on vielä esitetty kuvioihin 3-7 viitaten esimerkinomaisesti porattavasta kivestä heijastuneen jännitysaallon σ,. liikemäärän Pr tai sitä 20 kuvaavan työkalun 7 siirtymän dr määritys. Kuvioissa 3 - 5 on esitetty tapaus, missä on porattu erittäin pehmeään kiveen ja tuloksena on ollut erittäin suuri heijastunut vetojännitys. Kuvioissa 6 ja 7 on puolestaan esitetty tapaus, missä on porattu erittäin kovaan kiveen. Poraukseen käytetyn porakangen poikkipinta-ala on ollut 1178 mm2 ja porakangen materiaaliparametrit ovat olleet 25 jännitysaallon nopeus porakangessa c =5188 m/s sekä porakangen materiaa-Iin tiheys p = 7800 kg/m3. Kuvioissa työkalusta 7 porattavaa kiveä kohti men-5 nyttä puristusjännitysaaltoa on merkitty viitemerkinnällä σ. ja kivestä takaisin
C\J
ck työkaluun heijastunutta jännitysaaltoa viitemerkinnällä σ,., kuten aikaisemmin o ^ esitettiin. Jännitysaallon mittaus on suoritettu porakangen keskeltä.
° 30 Kuviosta 4 nähdään heijastuneen liikemäärän olleen noin -29,6 Ns, £ mikä vastaa kaavan (6) mukaan noin 0,6 mm siirtymää porattavan kiven suunko taan. Kyseinen siirtymä voidaan todentaa kuviosta 5. Kuviosta 7 puolestaan S nähdään porakangen siirtymän olleen noin 0,48 mm porakoneen 6 suuntaan.
§ Kaavan (4) mukaan voidaan vastaavaksi liikemääräksi määrittää 23 Ns. Tästä
CM
35 voidaan päätellä heijastuksen olleen pääosin puristusjännitystä ja kysymyksessä olleen porauksen erittäin kovaan kiveen.
13
Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan käyttää sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombinaatioiden muodostamiseksi.
5 Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollista maan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.
δ
(M
i σ> o i σ> o
X
en
CL
CD
(M
O) m oo o o
(M
Claims (22)
14
1. Menetelmä kallionporauslaitteen (1) ohjaamiseksi, jossa kallion-porauslaitteessa (1) on iskulaitteen (4) käsittävä kallioporakone (6), syöttölaite (9) ja työkalu (7), jonka päässä on terä (8) kiven rikkomista varten ja joka isku-5 laite (4) on sovitettu aiheuttamaan työkaluun (7) kohdistuva jännitysaalto ja joka työkalu (7) on sovitettu välittämään iskulaitteen (4) aiheuttama jännitys-aalto puristusjännitysaaltona (θ;) terään (8) ja siitä edelleen porattavaan kiveen ja joka syöttölaite (9) on sovitettu työntämään työkalua (7) ja terää (8) porattavaa kiveä vasten, jolloin porattaessa ainakin osa iskulaitteen (4) työkaluun 10 (7) aiheuttamasta puristusjännitysaallosta (σ;) heijastuu porattavasta kivestä takaisin työkaluun (7) jännitysaaltona (σΓ), tunnettu siitä, että mitataan ainakin yhtä porattavasta kivestä työkaluun (7) heijastuvaa jännitysaaltoa (or) kuvaavaa mittaussignaalia (MS), määritetään porattavasta kivestä työkaluun (7) heijastuvan jännitys-15 aallon (σΓ) liikemäärä (Pr) tai sitä kuvaava suure mainitun mittaussignaalin perusteella ja säädetään iskulaitteen (4) toimintaa ja/tai syöttölaitteen (9) toimintaa porattavasta kivestä työkaluun (7) heijastuvan jännitysaallon (or) liikemäärän (Pr) tai sitä kuvaavan suureen perusteella.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan työkalun (7) siirtymää (D) ja määritetään mainitun työkalun (7) siirtymän (D) perusteella porattavasta kivestä työkaluun (7) heijastuvan jännitysaallon (σΓ) liikemäärä (Pr).
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 25 siitä, että asetetaan työkalun (7) yhteyteen hydraulinen apulaite (13) ja mita-r- taan hydrauliseen apulaitteeseen (13) vaikuttavaa painetta ja määritetään mai- ^ nitun paineen perusteella porattavasta kivestä työkaluun (7) heijastuvan d> jännitysaallon (σΓ) liikemäärä (Pr) tai sitä kuvaava suure, kuten työkalun (7) i g siirtymä (D). x 30 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, CC tunnettu siitä, että mitataan suoraan työkalusta (7) heijastuneen jännityskö aallon (or) työkaluun (7) aiheuttamaa muutosta. 05
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, o tunnettu siitä, että mitataan työkalun (7) venymää.
6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan työkalun (7) partikkelinopeutta optisesti. 15
7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan työkalun (7) partikkelinopeutta heijastuneen jännitysaallon (σ,.) aiheuttaman työkalun (7) magneettikentän muutoksen perusteella.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että liikemäärän (Pr) ollessa pieni kasvatetaan syöttölaiteen (9) syöttövoimaa.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liikemäärän (Pr) ollessa pieni kasvatetaan iskulaitteen (4) aiheuttaman jännitysaallon pituutta tai kestoaikaa ja/tai pienennetään isku-10 laitteen (4) aiheuttaman jännitysaallon voimakkuutta tai amplitudia.
10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liikemäärän (Pr) ollessa suuri lyhennetään iskulaitteen (4) aiheuttaman jännitysaallon pituutta ja kasvatetaan iskulaitteen (4) aiheuttaman jännitysaallon voimakkuutta.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muutetaan iskulaitteen (4) iskutaajuutta.
12. Sovitelma kallionporauslaitteen (1) yhteydessä, jossa kallion-porauslaitteessa (1) on iskulaitteen (4) käsittävä kallioporakone (6), syöttölaite (9) ja työkalu (7), jonka päässä on terä (8) kiven rikkomista varten ja joka isku-20 laite (4) on sovitettu aiheuttamaan työkaluun (7) kohdistuva jännitysaalto ja joka työkalu (7) on sovitettu välittämään iskulaitteen (4) aiheuttama jännitys-aalto puristusjännitysaaltona (σ;) terään (8) ja siitä edelleen porattavaan kiveen ja joka syöttölaite (9) on sovitettu työntämään työkalua (7) ja terää (8) porattavaa kiveä vasten, jolloin porattaessa ainakin osa iskulaitteen (4) työkaluun 25 (7) aiheuttamasta puristusjännitysaallosta (oj heijastuu porattavasta kivestä takaisin työkaluun (7) jännitysaaltona (σΓ), t u n n e 11 u siitä, että o sovitelmaan kuuluu edelleen ainakin yksi mittausväline (11), joka on ά sovitettu mittaamaan ainakin yhtä porattavasta kivestä työkaluun (7) heijastu- ^ vaa jännitysaaltoa (σΓ) kuvaavaa mittaussignaalia (MS) ja että ° 30 sovitelmaan kuuluu edelleen ainakin yksi ohjaus- ja tietojenkäsittelyin yksikkö (12), joka on sovitettu määrittämään mittausvälineen (11) mittausko signaalin perusteella porattavasta kivestä työkaluun (7) heijastuvan jännityskö aallon (σ ) liikemäärä (Pr) tai sitä kuvaava suure ja joka ohjaus- ja tietojen- 00 o käsittely-yksikkö (12) on sovitettu säätämään iskulaitteen (4) toimintaa ja/tai C\1 35 syöttölaitteen (9) toimintaa porattavasta kivestä työkaluun (7) heijastuvan jännitysaallon (σΓ) liikemäärän (Pr) tai sitä kuvaavan suureen perusteella. 16
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittausväline (11) on sovitettu mittaamaan työkalun (7) siirtymää (D).
14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu edelleen työkalun (7) yhteyteen sovitettu hydraulinen 5 apulaite (13) ja että mittausväline (11) on sovitettu mittaamaan mainittuun hydrauliseen apulaitteeseen (13) vaikuttavaa painetta.
15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, mittausväline (11) on sovitettu mittaamaan suoraan työkalusta (7) heijastuneen jännitysaallon (σΓ) työkaluun (7) aiheuttamaa muutosta.
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittausväline (11) on sovitettu mittaamaan työkalun (7) venymää.
17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittausväline (11) on sovitettu mittaamaan työkalun (7) partikkelinopeutta optisesti.
18. Patenttivaatimuksen 15 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittausväline (11) on sovitettu mittaamaan työkalun (7) partikkelinopeutta heijastuneen jännitysaallon (σΓ) aiheuttaman työkalun (7) magneettikentän muutoksen perusteella.
19. Jonkin patenttivaatimuksen 12-18 mukainen sovitelma, t u n -20 n e 11 u siitä, että liikemäärän ollessa pieni ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikkö (12) on sovitettu ohjaamaan syöttölaitteen (9) toimintaa siten, että syöttölaitteen (9) syöttövoimaa kasvatetaan.
20. Jonkin patenttivaatimuksen 12-19 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että liikemäärän ollessa pieni ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikkö 25 (12) on sovitettu ohjaamaan iskulaitteen (4) toimintaa siten, että iskulaitteen (4) aiheuttaman jännitysaallon pituutta tai kestoaikaa kasvatetaan ja/tai isku-° laitteen (4) aiheuttaman jännitysaallon voimakkuutta tai amplitudia pienenneet tään. cp
21. Jonkin patenttivaatimuksen 12-18 mukainen sovitelma, tu n- ° 30 nettu siitä, että liikemäärän (Pr) ollessa suuri ohjaus- ja tietojen käsittelysi yksikkö (12) on sovitettu lyhentämään iskulaitteen (4) aiheuttaman jännitys- aallon pituutta ja kasvattamaan iskulaitteen (4) aiheuttaman jännitysaallon S voimakkuutta. 00
22. Jonkin patenttivaatimuksen 12-21 mukainen sovitelma, t u n - CM 35 nettu siitä, että ohjaus- ja tietojenkäsittely-yksikkö (12) on sovitettu muuttamaan iskulaitteen (4) iskutaajuutta. 17
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20085926A FI122300B (fi) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Menetelmä ja sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessä |
| CN200980138577.6A CN102164714B (zh) | 2008-09-30 | 2009-09-30 | 钻岩设备中的装备及方法 |
| CA2735772A CA2735772C (en) | 2008-09-30 | 2009-09-30 | Method and arrangement in rock drilling rig |
| EP09817334.7A EP2328723B1 (en) | 2008-09-30 | 2009-09-30 | Method and arrangement in rock drilling rig |
| AU2009299713A AU2009299713B2 (en) | 2008-09-30 | 2009-09-30 | Method and arrangement in rock drilling rig |
| JP2011528381A JP5399498B2 (ja) | 2008-09-30 | 2009-09-30 | 削岩リグにおける方法および装置 |
| PCT/FI2009/050781 WO2010037905A1 (en) | 2008-09-30 | 2009-09-30 | Method and arrangement in rock drilling rig |
| ZA2011/01642A ZA201101642B (en) | 2008-09-30 | 2011-03-03 | Method and arrangement in rock drilling rig |
| CL2011000680A CL2011000680A1 (es) | 2008-09-30 | 2011-03-29 | Metodo para controlar un equipo roca en donde se mide el reflejo de la onda de esfuerzo reflejada desde la roca hacia la herramienta determinandose el impulso de la onda de esfuerzo con lo cual se ajusta la operacion del dispositivo de perforacion y disposicion relacionada con un equipo para perforar roca. |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20085926A FI122300B (fi) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Menetelmä ja sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessä |
| FI20085926 | 2008-09-30 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20085926A0 FI20085926A0 (fi) | 2008-09-30 |
| FI20085926A FI20085926A (fi) | 2010-03-31 |
| FI122300B true FI122300B (fi) | 2011-11-30 |
Family
ID=39852310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20085926A FI122300B (fi) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Menetelmä ja sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessä |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2328723B1 (fi) |
| JP (1) | JP5399498B2 (fi) |
| CN (1) | CN102164714B (fi) |
| AU (1) | AU2009299713B2 (fi) |
| CA (1) | CA2735772C (fi) |
| CL (1) | CL2011000680A1 (fi) |
| FI (1) | FI122300B (fi) |
| WO (1) | WO2010037905A1 (fi) |
| ZA (1) | ZA201101642B (fi) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI124052B (fi) * | 2010-05-25 | 2014-02-28 | Sandvik Mining & Constr Oy | Kallionporauslaite, menetelmä sen siirtoajoon sekä nopeudensäädin |
| EP2811110B1 (en) * | 2013-06-07 | 2017-09-20 | Sandvik Mining and Construction Oy | Arrangement and Method in Rock Breaking |
| FR3007154B1 (fr) * | 2013-06-12 | 2015-06-05 | Montabert Roger | Procede de commande de l’energie d’impact d’un piston de frappe d’un appareil a percussions |
| SE540205C2 (sv) * | 2016-06-17 | 2018-05-02 | Epiroc Rock Drills Ab | System och förfarande för att bedöma effektivitet hos en borrningsprocess |
| EP3266975B1 (en) * | 2016-07-07 | 2019-01-30 | Sandvik Mining and Construction Oy | Component for rock breaking system |
| SE542131C2 (en) | 2018-03-28 | 2020-03-03 | Epiroc Rock Drills Ab | A percussion device and a method for controlling a percussion mechanism of a percussion device |
| EP3617442B1 (en) | 2018-08-31 | 2022-10-19 | Sandvik Mining and Construction Oy | Rock drilling device |
| EP3617441B1 (en) * | 2018-08-31 | 2021-06-09 | Sandvik Mining and Construction Oy | Rock breaking device |
| SE543372C2 (sv) * | 2019-03-29 | 2020-12-22 | Epiroc Rock Drills Ab | Borrmaskin och metod för att styra en borrningsprocess hos en borrmaskin |
| CN110374578A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-10-25 | 桂林航天工业学院 | 一种用于液压冲击机械性能测试装置 |
| CN112710203B (zh) * | 2020-12-11 | 2022-09-13 | 武汉理工大学 | 地下岩石工程自动化全断面钻爆法开挖超欠挖的控制方法 |
| EP4276438A1 (en) * | 2022-05-13 | 2023-11-15 | Sandvik Mining and Construction Oy | Measuring rock breaking dynamics |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE8106907L (sv) * | 1981-11-20 | 1983-05-21 | Atlas Copco Ab | Sett att styra ett slagverk och slagverk |
| FI69680C (fi) * | 1984-06-12 | 1986-03-10 | Tampella Oy Ab | Foerfarande foer optimering av bergborrning |
| CN85104307A (zh) * | 1985-06-07 | 1986-12-03 | 芬兰欧伊坦佩尔拉Ab公司 | 最佳钻岩方法 |
| JP3888492B2 (ja) * | 1997-12-19 | 2007-03-07 | 古河機械金属株式会社 | 衝撃装置 |
| FI103825B (fi) * | 1998-03-17 | 1999-09-30 | Tamrock Oy | Menetelmä ja laitteisto kallioporakoneen porauksen säätämiseksi |
| FI115037B (fi) * | 2001-10-18 | 2005-02-28 | Sandvik Tamrock Oy | Menetelmä ja sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessä |
| FI121219B (fi) * | 2001-10-18 | 2010-08-31 | Sandvik Tamrock Oy | Menetelmä ja laitteisto iskulaitteen toiminnan monitoroimiseksi sekä sovitelma iskulaitteen toiminnan säätämiseksi |
| FI116968B (fi) * | 2004-07-02 | 2006-04-28 | Sandvik Tamrock Oy | Menetelmä iskulaitteen ohjaamiseksi, ohjelmistotuote sekä iskulaite |
| SE529036C2 (sv) * | 2005-05-23 | 2007-04-17 | Atlas Copco Rock Drills Ab | Metod och anordning |
| SE528859C2 (sv) * | 2005-05-23 | 2007-02-27 | Atlas Copco Rock Drills Ab | Styranordning |
| FI120559B (fi) * | 2006-01-17 | 2009-11-30 | Sandvik Mining & Constr Oy | Menetelmä jännitysaallon mittaamiseksi, mittauslaite ja kallion rikkomislaite |
| SE530467C2 (sv) * | 2006-09-21 | 2008-06-17 | Atlas Copco Rock Drills Ab | Förfarande och anordning för bergborrning |
-
2008
- 2008-09-30 FI FI20085926A patent/FI122300B/fi active IP Right Grant
-
2009
- 2009-09-30 CA CA2735772A patent/CA2735772C/en active Active
- 2009-09-30 WO PCT/FI2009/050781 patent/WO2010037905A1/en active Application Filing
- 2009-09-30 CN CN200980138577.6A patent/CN102164714B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-09-30 JP JP2011528381A patent/JP5399498B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-09-30 AU AU2009299713A patent/AU2009299713B2/en active Active
- 2009-09-30 EP EP09817334.7A patent/EP2328723B1/en active Active
-
2011
- 2011-03-03 ZA ZA2011/01642A patent/ZA201101642B/en unknown
- 2011-03-29 CL CL2011000680A patent/CL2011000680A1/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2009299713B2 (en) | 2013-08-29 |
| CN102164714B (zh) | 2014-05-07 |
| EP2328723A4 (en) | 2017-05-24 |
| ZA201101642B (en) | 2012-01-25 |
| FI20085926A0 (fi) | 2008-09-30 |
| EP2328723B1 (en) | 2018-05-30 |
| CA2735772A1 (en) | 2010-04-08 |
| WO2010037905A1 (en) | 2010-04-08 |
| AU2009299713A1 (en) | 2010-04-08 |
| FI20085926A (fi) | 2010-03-31 |
| CN102164714A (zh) | 2011-08-24 |
| CL2011000680A1 (es) | 2011-10-07 |
| CA2735772C (en) | 2013-11-12 |
| JP5399498B2 (ja) | 2014-01-29 |
| EP2328723A1 (en) | 2011-06-08 |
| JP2012504197A (ja) | 2012-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI122300B (fi) | Menetelmä ja sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessä | |
| FI115037B (fi) | Menetelmä ja sovitelma kallionporauslaitteen yhteydessä | |
| FI121219B (fi) | Menetelmä ja laitteisto iskulaitteen toiminnan monitoroimiseksi sekä sovitelma iskulaitteen toiminnan säätämiseksi | |
| JP5767368B2 (ja) | 岩石破砕の装置及び方法 | |
| JP7305482B2 (ja) | 岩石破砕装置 | |
| AU2002333927A1 (en) | Method and apparatus for monitoring operation of percussion device | |
| JP2013527891A (ja) | 掘削装置のネジ込み式継手の緩める方法および装置 | |
| US11002127B2 (en) | Rock drilling device | |
| JP7127947B2 (ja) | 地山の圧縮強度調査方法 | |
| KR101010207B1 (ko) | 중공식 암반 굴착장치 | |
| AU2002333928B2 (en) | Method and arrangement of controlling of percussive drilling based on the stress level determined from the measured feed rate | |
| AU2002333928A1 (en) | Method and arrangement of controlling of percussive drilling based on the stress level determined from the measured feed rate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 122300 Country of ref document: FI |