FR3080141A1 - DEVICE FOR MONITORING A DRILLING ACCESSORY EQUIPPED WITH AN ANGLE MEASURING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Le dispositif de contrôle (8) est configuré pour contrôler à distance un accessoire de forage monté sur un bras de support d'un engin porteur, le dispositif de contrôle (8) comportant un boîtier de contrôle (9) et un dispositif de mesure d'angle (15) comprenant un organe rotatif (16) monté mobile en rotation sur le boîtier de contrôle (9) autour d'un axe de rotation (A), l'organe rotatif (16) étant équipé d'un dispositif de visée (18) et le dispositif de mesure d'angle (15) étant configuré pour mesurer un angle prédéterminé (α) entre une position angulaire de référence de l'organe rotatif (16) et une position angulaire sélectionnée de l'organe rotatif (16) dans laquelle le dispositif de visée (18) pointe vers un point de visée sélectionné par un opérateur.The control device (8) is configured to remotely control a drill attachment mounted on a support arm of a carrier vehicle, the control device (8) having a control box (9) and a measuring device angle (15) comprising a rotatable member (16) rotatably mounted on the control box (9) about an axis of rotation (A), the rotatable member (16) being equipped with a sighting device (18) and the angle measuring device (15) being configured to measure a predetermined angle (α) between a reference angular position of the rotary member (16) and a selected angular position of the rotary member (16). ) in which the aiming device (18) points to a point of view selected by an operator.
Description
La présente invention concerne un dispositif de contrôle configuré pour contrôler à distance un accessoire de forage et équipé d'un dispositif de mesure d'angle apte à mesurer l'orientation d'un bras de support d'un engin porteur par rapport à un front de taille.The present invention relates to a control device configured to remotely control a drilling accessory and equipped with an angle measuring device capable of measuring the orientation of a support arm of a carrier machine relative to a front of size.
Lors de l'exploitation d'une carrière, il est connu de réaliser des étapes de forage et de minage. Ces étapes de forage et de minage consistent notamment à forer des trous de forage dans une roche suivant un plan de tir et à effectuer des tirs d'explosifs à l'aide d'explosifs disposés dans les trous de forage de manière à fractionner la roche en blocs de matériaux.When operating a quarry, it is known to carry out drilling and mining stages. These drilling and mining stages notably consist in drilling drill holes in a rock according to a firing plan and in firing explosives using explosives arranged in the drill holes so as to split the rock in blocks of materials.
La qualité globale de l'exploitation dépend essentiellement du positionnement des trous de forage. Le choix de la maille des trous de forage est donné par les techniques d'exploitation et la nature du terrain, tandis que la qualité de la réalisation dépend du matériel de forage et de son utilisation (et en particulier du positionnement des accessoires de forage).The overall quality of the operation essentially depends on the positioning of the drill holes. The choice of the mesh of the drill holes is given by the operating techniques and the nature of the ground, while the quality of the realization depends on the drilling equipment and its use (and in particular on the positioning of the drilling accessories) .
En particulier, les trous forés doivent être le plus rectilignes possible pour que l'énergie développée par le tir soit correctement répartie et donne les effets escomptés. Les trous de forage sont généralement légèrement inclinés par rapport à la verticale pour faciliter l'extraction des matériaux lors du tir. Chaque trou de forage est caractérisé par son diamètre, sa profondeur et son inclinaison. Le diamètre et la profondeur à atteindre sont donnés par le volume de roche à extraire et la capacité de fragmentation de l'explosif utilisé. L'inclinaison de chaque trou de forage est donnée par les contraintes d'exploitation de la carrière. Ainsi, un opérateur doit manœuvrer son engin porteur et positionner l'accessoire de forage équipant ce dernier de manière précise pour assurer un respect du plan de tir souhaité.In particular, the holes drilled must be as straight as possible so that the energy developed by the shot is correctly distributed and gives the expected effects. The drill holes are generally slightly inclined relative to the vertical to facilitate the extraction of materials during firing. Each borehole is characterized by its diameter, depth and inclination. The diameter and depth to be achieved are given by the volume of rock to be extracted and the fragmentation capacity of the explosive used. The inclination of each borehole is given by the operating constraints of the quarry. Thus, an operator must maneuver his carrier and position the drilling accessory equipping the latter precisely to ensure compliance with the desired firing plan.
Afin de faciliter cette tâche, il est fréquent d'utiliser un indicateur d'angle d'inclinaison apte à indiquer des angles d'inclinaison x, y de l'accessoire de forage. Les angles d'inclinaison x, y sont généralement mesurés par un inclinomètre placé dans l'accessoire de forage et permettant de mesurer les angles d'inclinaison de l'accessoire de forage par rapport à la verticale et respectivement dans un premier plan vertical perpendiculaire au plan d'extension du bras de support de l'engin porteur et dans un deuxième plan vertical parallèle au plan d'extension du bras de support. Dans le cas où le bras de support de l'engin porteur n'est pas perpendiculaire au front de taille, les angles d'inclinaison x, y mesurés par l'inclinomètre ne correspondent pas aux angles d'inclinaison apparents x', y' de l'accessoire de forage par rapport au front de taille. Afin de déterminer les angles d'inclinaison apparents x', y' de l'accessoire de forage par rapport au front de taille, il faut connaître l'angle a entre le plan d'extension du bras de support et la perpendiculaire au front de taille. Une correction trigonométrique peut alors être appliquée telle que :In order to facilitate this task, it is frequent to use a tilt angle indicator able to indicate tilt angles x, y of the drilling accessory. The angles of inclination x, y are generally measured by an inclinometer placed in the drilling accessory and making it possible to measure the angles of inclination of the drilling accessory with respect to the vertical and respectively in a first vertical plane perpendicular to the extension plane of the support arm of the carrier and in a second vertical plane parallel to the extension plane of the support arm. In the case where the support arm of the carrier is not perpendicular to the working face, the angles of inclination x, y measured by the inclinometer do not correspond to the apparent angles of inclination x ', y' of the drilling accessory relative to the working face. In order to determine the apparent angles of inclination x ', y' of the drilling accessory relative to the working face, it is necessary to know the angle a between the plane of extension of the support arm and the perpendicular to the front of cut. A trigonometric correction can then be applied such as:
sin(x') = sin(y) * sin(cr) + sin(x) * cos(cr) sin(y') = sin(y) * cos(cr) + sin(x) * sin(cr)sin (x ') = sin (y) * sin (cr) + sin (x) * cos (cr) sin (y') = sin (y) * cos (cr) + sin (x) * sin (cr)
La mesure de l'angle a se fait traditionnellement par un dispositif de mesure d'angle installé dans la cabine d'opérateur de l'engin porteur. Ce dispositif de mesure d'angle est généralement soudé ou boulonné à la structure de l'engin porteur, ce qui n'est pas toujours en conformité avec les règlementations en vigueur. En effet, l'homologation des engins porteurs peut être remise en question lorsque la structure de la cabine est modifiée.The angle measurement has traditionally been done by an angle measurement device installed in the operator cabin of the carrier vehicle. This angle measurement device is generally welded or bolted to the structure of the carrier, which is not always in compliance with the regulations in force. Indeed, the approval of carrier vehicles can be questioned when the structure of the cabin is modified.
En outre, les modifications, et notamment l'ajout d'élément en cabine, peuvent se révéler difficiles car la place est réduite et il n'existe pas forcément de passage pour les câbles de transmission de signal et d'alimentation reliant la cabine et l'accessoire de forage.In addition, modifications, and in particular the addition of elements in the cabin, can be difficult because the space is reduced and there is not necessarily a passage for the signal transmission and power cables connecting the cabin and the drilling accessory.
De plus, afin de mesurer l'angle a, l'opérateur situé dans la cabine de l'engin porteur vise un point de visée au loin de manière à ce que l'axe formé par ce point de visée et le dispositif de mesure soit perpendiculaire au front de taille. Or, le positionnement du dispositif de mesure peut être problématique s'il se trouve dans le champ de vision de l'opérateur, même lorsque celui-ci ne l'utilise pas.In addition, in order to measure the angle a, the operator located in the cabin of the carrying machine aims at a point of aim in the distance so that the axis formed by this point of aim and the measuring device is perpendicular to the working face. However, the positioning of the measurement device can be problematic if it is in the operator's field of vision, even when the operator is not using it.
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.The present invention aims to remedy all or part of these drawbacks.
Le problème technique à la base de l'invention consiste donc à fournir un dispositif de mesure d'angle pour engin porteur qui n'altère pas le champ de vison de l'opérateur et qui n'est pas susceptible d'altérer ou d'affaiblir la structure de l'engin porteur, tout en étant facilement implantable dans la cabine de l'engin porteur.The technical problem underlying the invention therefore consists in providing an angle measuring device for a carrier which does not alter the operator's field of vision and which is not likely to alter or weaken the structure of the carrier, while being easily implantable in the cabin of the carrier.
A cet effet, la présente invention concerne un dispositif de contrôle configuré pour contrôler à distance un accessoire de forage monté sur un engin porteur, le dispositif de contrôle comportant un boîtier de contrôle et un dispositif de mesure d'angle comprenant un organe rotatif monté mobile en rotation sur le boîtier de contrôle autour d'un axe de rotation, l'organe rotatif étant équipé d'un dispositif de visée et le dispositif de mesure d'angle étant configuré pour mesurer un angle prédéterminé entre une position angulaire de référence de l'organe rotatif et une position angulaire sélectionnée de l'organe rotatif dans laquelle le dispositif de visée pointe vers un point de visée sélectionné par un opérateur.To this end, the present invention relates to a control device configured to remotely control a drilling accessory mounted on a carrier, the control device comprising a control box and an angle measurement device comprising a movable mounted rotary member. rotating on the control unit around an axis of rotation, the rotary member being equipped with an aiming device and the angle measuring device being configured to measure a predetermined angle between a reference angular position of the 'rotary member and a selected angular position of the rotary member in which the sighting device points to a sighting point selected by an operator.
Une telle configuration du dispositif de contrôle permet, lorsqu'un opérateur installé dans la cabine d'un engin porteur souhaite positionner un accessoire de forage, de déterminer aisément l'angle entre le plan d'extension du bras de support de l'engin porteur et la perpendiculaire au front de taille en orientant le dispositif de visée vers un point de visée sélectionné de telle sorte que la direction de visée indiquée par le dispositif de visée soit sensiblement perpendiculaire au front de taille.Such a configuration of the control device makes it possible, when an operator installed in the cabin of a carrying machine wishes to position a drilling accessory, to easily determine the angle between the extension plane of the support arm of the carrying machine and perpendicular to the working face by orienting the aiming device towards a selected aiming point so that the aiming direction indicated by the aiming device is substantially perpendicular to the working face.
Le dispositif de contrôle selon la présente invention permet ainsi de rassembler la fonction de commande de l'accessoire de forage et la fonction de mesure de l'angle prédéterminé nécessaire, sans nécessiter de modification de la cabine de l'engin porteur et sans gêner le champ de vision de l'opérateur. En particulier, le dispositif de mesure d'angle selon la présente invention n'est pas susceptible de remettre en cause l'homologation de l'engin porteur.The control device according to the present invention thus makes it possible to combine the control function of the drilling accessory and the function of measuring the predetermined angle required, without requiring modification of the cabin of the carrier and without hampering the operator's field of vision. In particular, the angle measuring device according to the present invention is not likely to call into question the approval of the carrier.
Le dispositif de contrôle peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.The control device may also have one or more of the following characteristics, taken alone or in combination.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure d'angle est disposé sur une face supérieure du boîtier de contrôle.According to one embodiment of the invention, the angle measuring device is arranged on an upper face of the control box.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure d'angle est configuré de telle sorte que le dispositif de visée pointe dans une direction de référence sensiblement perpendiculaire à un bord avant de la face supérieure du boîtier de contrôle lorsque l'organe rotatif est dans la position angulaire de référence.According to one embodiment of the invention, the angle measuring device is configured so that the aiming device points in a reference direction substantially perpendicular to a front edge of the upper face of the control box when the rotary member is in the angular reference position.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure d'angle est configuré de telle sorte que le dispositif de visée pointe dans une direction de référence sensiblement perpendiculaire à la face avant du boîtier de contrôle lorsque l'organe rotatif est dans la position angulaire de référence.According to one embodiment of the invention, the angle measuring device is configured such that the aiming device points in a reference direction substantially perpendicular to the front face of the control unit when the rotary member is in the reference angular position.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'axe de rotation de l'organe rotatif est sensiblement perpendiculaire à la face supérieure du boîtier de contrôle.According to one embodiment of the invention, the axis of rotation of the rotary member is substantially perpendicular to the upper face of the control unit.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure d'angle est configuré de telle sorte que l'axe de rotation de l'organe rotatif est sensiblement vertical lorsque le boîtier de contrôle est positionné sur un support horizontal.According to one embodiment of the invention, the angle measuring device is configured so that the axis of rotation of the rotary member is substantially vertical when the control unit is positioned on a horizontal support.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de visée est configuré pour définir une direction de visée.According to an embodiment of the invention, the sighting device is configured to define a sighting direction.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de visée comporte un repère de visée prévu sur l'organe rotatif.According to one embodiment of the invention, the sighting device comprises a sighting mark provided on the rotary member.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le repère de visée est formé par un marquage de visée prévu sur l'organe rotatif et/ou une protubérance formée sur l'organe rotatif.According to one embodiment of the invention, the sight mark is formed by a sight mark provided on the rotary member and / or a protuberance formed on the rotary member.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la protubérance s'étend sensiblement radialement par rapport l'axe de rotation de l'organe rotatif.According to one embodiment of the invention, the protuberance extends substantially radially with respect to the axis of rotation of the rotary member.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la face avant du boîtier de contrôle est sensiblement plane.According to one embodiment of the invention, the front face of the control box is substantially planar.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la face avant du boîtier de contrôle forme un angle aigu par rapport à la face supérieure du boîtier de contrôle.According to one embodiment of the invention, the front face of the control box forms an acute angle relative to the upper face of the control box.
Avantageusement, la face avant du boîtier de contrôle est destinée à être positionnée sensiblement perpendiculairement au plan d'extension du bras de support.Advantageously, the front face of the control unit is intended to be positioned substantially perpendicular to the extension plane of the support arm.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le point de visée est sélectionné de telle sorte que, lorsque l'organe rotatif est dans la position angulaire sélectionnée, une direction de visée indiquée par le dispositif de visée est sensiblement perpendiculaire à un front de taille.According to an embodiment of the invention, the aiming point is selected so that, when the rotary member is in the selected angular position, a sighting direction indicated by the aiming device is substantially perpendicular to a front of cut.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'angle prédéterminé mesuré par le dispositif de mesure d'angle correspond à un angle entre le plan d'extension du bras de support et une direction sensiblement perpendiculaire au front de taille.According to one embodiment of the invention, the predetermined angle measured by the angle measuring device corresponds to an angle between the extension plane of the support arm and a direction substantially perpendicular to the working face.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle comporte un dispositif d'affichage, tel qu'un écran d'affichage, disposé sur le boîtier de contrôle.According to one embodiment of the invention, the control device comprises a display device, such as a display screen, disposed on the control box.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle est configuré pour contrôler par radiofréquence l'accessoire de forage.According to one embodiment of the invention, the control device is configured to control the drilling accessory by radio frequency.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle est portatif.According to one embodiment of the invention, the control device is portable.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle est configuré pour contrôler à distance un mât de forage monté sur le bras de support de l'engin porteur.According to one embodiment of the invention, the control device is configured to remotely control a drilling mast mounted on the support arm of the carrier.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier de contrôle comporte un panneau de commande pour contrôler l'accessoire de forage. Avantageusement, le panneau de commande comporte au moins un bouton de commande et/ou au moins un levier ou manche de commande.According to one embodiment of the invention, the control unit includes a control panel for controlling the drilling accessory. Advantageously, the control panel comprises at least one control button and / or at least one control lever or handle.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe rotatif est intégré au panneau de commande.According to one embodiment of the invention, the rotary member is integrated into the control panel.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure d'angle est un potentiomètre, un viseur rotatif ou tout autre élément rotatif intégré dans le dispositif de contrôle et permettant de mesurer un angle entre une référence du dispositif de contrôle et l'élément rotatif.According to one embodiment of the invention, the angle measuring device is a potentiometer, a rotary viewfinder or any other rotary element integrated in the control device and making it possible to measure an angle between a reference of the control device and the 'rotating element.
La présente invention concerne en outre un appareil de forage comprenant un engin porteur, un accessoire de forage monté sur un bras de support de l'engin porteur, et un dispositif de contrôle selon la présente invention.The present invention further relates to a drilling apparatus comprising a carrier, a drilling accessory mounted on a support arm of the carrier, and a control device according to the present invention.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle est configuré pour déterminer l'angle entre le plan d'extension du bras de support et une direction sensiblement perpendiculaire au front de taille.According to one embodiment of the invention, the control device is configured to determine the angle between the extension plane of the support arm and a direction substantially perpendicular to the working face.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'engin porteur est équipé d'une cabine d'opérateur.According to one embodiment of the invention, the carrier is equipped with an operator cabin.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'engin porteur est chenillé.According to one embodiment of the invention, the carrier is tracked.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'engin porteur est de type pelle mécanique.According to one embodiment of the invention, the carrier is of the mechanical shovel type.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil de forage comporte un système de mesure configuré pour mesurer un premier angle d'inclinaison de l'accessoire de forage par rapport à une direction verticale et un deuxième angle d'inclinaison de l'accessoire de forage par rapport à une direction verticale, le premier angle d'inclinaison étant mesuré dans un premier plan vertical parallèle au plan d'extension du bras de support et entre la direction verticale et une direction d'extension de l'accessoire de forage, et le deuxième angle d'inclinaison étant mesuré dans un deuxième plan vertical perpendiculaire au plan d'extension du bras de support et entre la direction verticale et la direction d'extension de l'accessoire de forage.According to one embodiment of the invention, the drilling apparatus comprises a measuring system configured to measure a first angle of inclination of the drilling accessory relative to a vertical direction and a second angle of inclination of the drilling accessory relative to a vertical direction, the first angle of inclination being measured in a first vertical plane parallel to the extension plane of the support arm and between the vertical direction and an extension direction of the drilling accessory drilling, and the second angle of inclination being measured in a second vertical plane perpendicular to the extension plane of the support arm and between the vertical direction and the direction of extension of the drilling accessory.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le système de mesure comporte au moins un inclinomètre, par exemple placé dans l'accessoire de forage.According to one embodiment of the invention, the measurement system comprises at least one inclinometer, for example placed in the drilling accessory.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil de forage comporte une unité de traitement configurée pour déterminer des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés de l'accessoire de forage à partir des premier et deuxième angles d'inclinaison mesurés par le système de mesure et de l'angle prédéterminé mesuré par le dispositif de mesure d'angle.According to one embodiment of the invention, the drilling apparatus comprises a processing unit configured to determine first and second corrected angles of inclination of the drilling accessory from the first and second angles of inclination measured by the measurement system and the predetermined angle measured by the angle measurement device.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'affichage est configuré pour afficher les angles d'inclinaison corrigés déterminés par l'unité de traitement. Ainsi, l'opérateur peut visualiser, directement sur le dispositif de contrôle, les angles d'inclinaison corrigés de l'accessoire de forage par rapport au front de taille, et ce sans qu'aucun élément supplémentaire ne soit à installer dans la cabine de l'engin porteur pour réaliser cette fonction.According to one embodiment of the invention, the display device is configured to display the corrected inclination angles determined by the processing unit. Thus, the operator can view, directly on the control device, the corrected angles of inclination of the drilling accessory relative to the working face, and this without any additional element being installed in the cab. the carrier to perform this function.
La présente invention concerne également un procédé de positionnement d'un accessoire de forage monté sur un bras de support d'un engin porteur, le procédé de positionnement comportant les étapes suivantes :The present invention also relates to a method for positioning a drilling accessory mounted on a support arm of a carrier, the positioning method comprising the following steps:
- fourniture d'un dispositif de contrôle selon la présente invention,- supply of a control device according to the present invention,
- positionnement du dispositif de contrôle dans la cabine d'opérateur de l'engin porteur,- positioning of the control device in the operator cabin of the carrier,
- déplacement angulaire de l'organe rotatif de telle sorte que le dispositif de visée pointe vers un point de visée sélectionné de telle sorte qu'une direction de visée indiquée par le dispositif de visée est sensiblement perpendiculaire à un front de taille, et- angular displacement of the rotary member so that the sighting device points towards a selected sighting point so that a sighting direction indicated by the sighting device is substantially perpendicular to a working face, and
- mesure de l'angle prédéterminé entre la position angulaire de référence de l'organe rotatif et la position angulaire sélectionnée de l'organe rotatif.- measurement of the predetermined angle between the reference angular position of the rotary member and the selected angular position of the rotary member.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé de positionnement, ce dernier comprend en outre une étape de détermination d'un angle entre le plan d'extension du bras de support de l'engin porteur et une direction sensiblement perpendiculaire au front de taille.According to one embodiment of the positioning method, the latter further comprises a step of determining an angle between the extension plane of the support arm of the carrier and a direction substantially perpendicular to the face of the face.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé de positionnement, ce dernier comprend en outre une étape de mesure d'un premier angle d'inclinaison et d'un deuxième angle d'inclinaison de l'accessoire de forage par rapport à la direction verticale, le premier angle d'inclinaison étant mesuré dans un premier plan vertical parallèle au plan d'extension du bras de support et entre la direction verticale et une direction d'extension de l'accessoire de forage, et le deuxième angle d'inclinaison étant mesuré dans un deuxième plan vertical perpendiculaire au plan d'extension du bras de support et entre la direction verticale et la direction d'extension de l'accessoire de forage.According to an embodiment of the positioning method, the latter further comprises a step of measuring a first angle of inclination and a second angle of inclination of the drilling accessory relative to the vertical direction , the first inclination angle being measured in a first vertical plane parallel to the extension plane of the support arm and between the vertical direction and an extension direction of the drilling accessory, and the second inclination angle being measured in a second vertical plane perpendicular to the extension plane of the support arm and between the vertical direction and the direction of extension of the drilling accessory.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé de positionnement, ce dernier comprend en outre une étape de détermination de premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés de l'accessoire de forage à partir des premier et deuxième angles d'inclinaison mesurés et de l'angle prédéterminé mesuré.According to an embodiment of the positioning method, the latter also comprises a step of determining first and second corrected angles of inclination of the drilling accessory from the first and second measured angles of inclination and of the 'predetermined angle measured.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé de positionnement, ce dernier comprend en outre une étape d'affichage des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés sur le dispositif d'affichage du dispositif de contrôle.According to an embodiment of the positioning method, the latter further comprises a step of displaying the first and second corrected angles of inclination on the display device of the control device.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé de positionnement, ce dernier comprend une étape de positionnement de l'accessoire de forage en tenant compte des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés.According to an embodiment of the positioning method, the latter comprises a step of positioning the drilling accessory taking into account the first and second corrected angles of inclination.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé de positionnement, l'étape de positionnement du dispositif de contrôle dans la cabine d'opérateur de l'engin porteur comprend le positionnement du dispositif de contrôle sur un support sensiblement horizontal.According to one embodiment of the positioning method, the step of positioning the control device in the operator cabin of the carrier vehicle comprises positioning the control device on a substantially horizontal support.
De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence aux dessins schématiques annexés représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif de contrôle.In any case, the invention will be clearly understood with the aid of the description which follows with reference to the appended schematic drawings showing, by way of nonlimiting example, an embodiment of this control device.
La figure 1 est une vue schématique de dessus d'un appareil de forage selon l'invention montrant un bras de support de l'appareil de forage selon une orientation qui n'est pas perpendiculaire par rapport à un front de taille.Figure 1 is a schematic top view of a drilling apparatus according to the invention showing a support arm of the drilling apparatus in an orientation which is not perpendicular to a working face.
La figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de contrôle selon la présente invention.Figure 2 is a schematic view of a control device according to the present invention.
Les figures 3 et 4 sont des vues schématiques de côté et de face de l'appareil de forage de la figure 1 montrant un bras de support de l'appareil de forage selon une orientation perpendiculaire à un front de taille et montrant respectivement l'accessoire de forage incliné selon un premier angle d'inclinaison et selon un deuxième angle d'inclinaison.Figures 3 and 4 are schematic side and front views of the drilling rig of Figure 1 showing a support arm of the drilling rig in an orientation perpendicular to a working face and respectively showing the accessory of drilling inclined at a first angle of inclination and at a second angle of inclination.
Les figures 5 et 6 sont des vues schématiques de dessus de l'appareil de forage selon l'invention dans deux positions de fonctionnement différentes par rapport au front de taille.Figures 5 and 6 are schematic top views of the drilling rig according to the invention in two different operating positions relative to the working face.
Les figures 7 et 8 sont des vues schématiques de face de l'appareil de forage selon l'invention respectivement dans les deux positions de fonctionnement représentées sur les figures 5 et 6 et montrant respectivement l'accessoire de forage selon deux orientations différentes par rapport à la verticale.Figures 7 and 8 are schematic front views of the drilling apparatus according to the invention respectively in the two operating positions shown in Figures 5 and 6 and respectively showing the drilling accessory in two different orientations relative to the vertical.
Les figures 9 et 10 sont des vues schématiques de côté de l'appareil de forage selon l'invention respectivement dans les deux positions de fonctionnement représentées sur les figures 5 et 6 et montrant respectivement l'accessoire de forage selon deux orientations différentes par rapport à la verticale.Figures 9 and 10 are schematic side views of the drilling apparatus according to the invention respectively in the two operating positions shown in Figures 5 and 6 and respectively showing the drilling accessory in two different orientations relative to the vertical.
Les figures 1 à 10 représentent un appareil de forage 2 comprenant un engin porteur 3, de type pelle mécanique, équipé d'une cabine d'opérateur 4 et d'un bras de support 5. L'engin porteur 3 peut par exemple comporter des chenilles 6.Figures 1 to 10 show a drilling rig 2 comprising a carrier 3, of mechanical shovel type, equipped with an operator cabin 4 and a support arm 5. The carrier 3 can for example include tracks 6.
L'appareil de forage 2 comprend en outre un accessoire de forage 7 monté sur le bras de support 5 de l'engin porteur 3, et un dispositif de contrôle 8 qui est avantageusement portatif et qui est configuré pour contrôler à distance, par exemple par radiofréquence, l'accessoire de forage 7. L'accessoire de forage 7 est avantageusement un mât de forage s'étendant selon une direction d'extension De.The drilling rig 2 further comprises a drilling accessory 7 mounted on the support arm 5 of the carrier 3, and a control device 8 which is advantageously portable and which is configured to control remotely, for example by radiofrequency, the drilling accessory 7. The drilling accessory 7 is advantageously a drilling mast extending in an extension direction De.
Comme montré plus particulièrement sur la figure 2, le dispositif de contrôle 8 comporte un boîtier de contrôle 9 destiné à être positionné dans la cabine d'opérateur 4. Le boîtier de contrôle 9 comprend une face avant 11 qui est sensiblement plane et qui est destinée à être positionnée sensiblement perpendiculairement à l'orientation du bras de support 5, c'est-à-dire sensiblement perpendiculairement à un plan d'extension Pe du bras de support 5. Selon une variante de réalisation de l'invention, la face avant 11 pourrait être bombée ou être formée par une pluralité de pans de différentes inclinaisons.As shown more particularly in FIG. 2, the control device 8 comprises a control box 9 intended to be positioned in the operator's cabin 4. The control box 9 comprises a front face 11 which is substantially flat and which is intended to be positioned substantially perpendicular to the orientation of the support arm 5, that is to say substantially perpendicular to an extension plane Pe of the support arm 5. According to an alternative embodiment of the invention, the front face 11 could be curved or be formed by a plurality of sections of different inclinations.
Le boîtier de contrôle 9 comporte en outre une face supérieure 12 équipée d'un dispositif d'affichage 13, tel qu'un écran d'affichage, et d'un panneau de commande 14 servant à contrôler l'accessoire de forage 7. Le panneau de commande 14 peut par exemple comporter au moins un bouton de commande et/ou au moins un levier de commande, également nommé joystick de commande.The control box 9 also has an upper face 12 equipped with a display device 13, such as a display screen, and a control panel 14 used to control the drilling accessory 7. The control panel 14 can for example comprise at least one control button and / or at least one control lever, also called control joystick.
Le dispositif de contrôle 8 comporte en outre un dispositif de mesure d'angle 15 comprenant un organe rotatif 16 disposé sur la face supérieure 12 du boîtier de contrôle 9. L'organe rotatif 16 peut par exemple être positionné sur ou à l'extérieur du panneau de commande 14. L'organe rotatif 16 est monté mobile en rotation par rapport au boîtier de contrôle 9 autour d'un axe de rotation A qui est perpendiculaire à la face supérieure 12 du boîtier de contrôle 9 et qui est sensiblement vertical lorsque le boîtier de contrôle 9 est positionné sur un support horizontal.The control device 8 further comprises an angle measurement device 15 comprising a rotary member 16 disposed on the upper face 12 of the control box 9. The rotary member 16 can for example be positioned on or outside the control panel 14. The rotary member 16 is mounted movable in rotation relative to the control box 9 about an axis of rotation A which is perpendicular to the upper face 12 of the control box 9 and which is substantially vertical when the control box 9 is positioned on a horizontal support.
L'organe rotatif 16 est équipé d'un dispositif de visée 18 configuré pour indiquer une direction de visée Dv. De façon avantageuse, le dispositif de visée 18 comporte un repère de visée prévu sur l'organe rotatif 16, le repère de visée pouvant par exemple être formé par un marquage de visée prévu sur l'organe rotatif 16, tel qu'une flèche, un trait, un dessin, et/ou une protubérance formée sur l'organe rotatifThe rotary member 16 is equipped with a sighting device 18 configured to indicate a sighting direction Dv. Advantageously, the sighting device 18 includes a sight mark provided on the rotary member 16, the sight mark can for example be formed by a sight mark provided on the rotary member 16, such as an arrow, a line, a drawing, and / or a protuberance formed on the rotary member
16.16.
Le dispositif de mesure d'angle 15 est plus particulièrement configuré de telle sorte que le dispositif de visée 18 pointe dans une direction de référence Dr sensiblement perpendiculaire à la face avant 11 et/ou à un bord avant 19 de la face supérieure 12, lorsque l'organe rotatif 16 est dans une position angulaire de référence.The angle measuring device 15 is more particularly configured so that the sighting device 18 points in a reference direction Dr substantially perpendicular to the front face 11 and / or to a front edge 19 of the upper face 12, when the rotary member 16 is in an angular reference position.
En outre, le dispositif de mesure d'angle 15 est configuré pour mesurer un angle prédéterminé a entre la position angulaire de référence de l'organe rotatif 16 et une position angulaire sélectionnée de l'organe rotatif 16 dans laquelle le dispositif de visée 18 pointe vers un point de visée 21 sélectionné par un opérateur.In addition, the angle measuring device 15 is configured to measure a predetermined angle a between the reference angular position of the rotary member 16 and a selected angular position of the rotary member 16 in which the aiming device 18 points towards an aiming point 21 selected by an operator.
Avantageusement, le point de visée 21 est sélectionné de telle sorte que, lorsque l'organe rotatif 16 est dans la position angulaire sélectionnée, la direction de visée Dv indiquée par le dispositif de visée 18 est sensiblement perpendiculaire à un front de taille 22. Ainsi, l'angle prédéterminé a mesuré par le dispositif de mesure d'angle 15 correspond plus particulièrement à un angle entre le plan d'extension Pe du bras de support 5 et une direction perpendiculaire au front de taille 22.Advantageously, the aiming point 21 is selected so that, when the rotary member 16 is in the selected angular position, the aiming direction Dv indicated by the aiming device 18 is substantially perpendicular to a face of size 22. Thus , the predetermined angle a measured by the angle measuring device 15 corresponds more particularly to an angle between the extension plane Pe of the support arm 5 and a direction perpendicular to the working face 22.
L'appareil de forage 2 comporte en outre un système de mesure 23 configuré pour mesurer un premier angle d'inclinaison x de l'accessoire de forage 7 par rapport à une direction verticale V et un deuxième angle d'inclinaison y de l'accessoire de forage 7 par rapport à la direction verticale V, le premier angle d'inclinaison x étant mesuré dans un premier plan vertical parallèle au plan d'extension Pe du bras de support 5 et entre la direction verticale V et la direction d'extension De de l'accessoire de forage 7, et le deuxième angle d'inclinaison y étant mesuré dans un deuxième plan vertical perpendiculaire au plan d'extension Pe du bras de support 5 et entre la direction verticale V et la direction d'extension De de l'accessoire de forage 7. Le système de mesure 23 peut notamment comporter au moins un inclinomètre, par exemple placé dans l'accessoire de forage.The drilling rig 2 further comprises a measuring system 23 configured to measure a first tilt angle x of the drilling accessory 7 relative to a vertical direction V and a second tilt angle y of the accessory drilling 7 with respect to the vertical direction V, the first angle of inclination x being measured in a first vertical plane parallel to the extension plane Pe of the support arm 5 and between the vertical direction V and the extension direction De of the drilling accessory 7, and the second angle of inclination there being measured in a second vertical plane perpendicular to the extension plane Pe of the support arm 5 and between the vertical direction V and the extension direction De of l drilling accessory 7. The measuring system 23 may in particular comprise at least one inclinometer, for example placed in the drilling accessory.
L'appareil de forage 2 comporte également une unité de traitement 24 configurée pour déterminer des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' de l'accessoire de forage 7 à partir des premier et deuxième angles d'inclinaison x, y mesurés par le système de mesure 23 et de l'angle prédéterminé a mesuré par le dispositif de mesure d'angle 15. L'unité de traitement 24 peut par exemple être disposée dans le dispositif de contrôle 8 ou dans la cabine d'opérateur 4 de l'engin porteur 3. L'unité de traitement 24 pourrait également être disposée dans l'accessoire de forage 7 ou sur l'engin porteur 3.The drilling rig 2 also includes a processing unit 24 configured to determine first and second corrected tilt angles x ', y' of the drilling accessory 7 from the first and second tilt angles x, y measured by the measuring system 23 and the predetermined angle a measured by the angle measuring device 15. The processing unit 24 can for example be arranged in the control device 8 or in the operator cabin 4 of the carrier 3. The processing unit 24 could also be placed in the drilling accessory 7 or on the carrier 3.
Comme cela ressort de la figure 5, lorsque le plan d'extension Pe du bras de support 5 est perpendiculaire au front de taille 22, l'angle prédéterminé a est nul, et les premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' sont alors respectivement égaux aux premier et deuxième angles d'inclinaison x, y. Au contraire, lorsque l'angle prédéterminé a n'est pas nul, alors les premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' sont respectivement différents des premier et deuxième angles d'inclinaison x, yAs can be seen from FIG. 5, when the extension plane Pe of the support arm 5 is perpendicular to the face of size 22, the predetermined angle a is zero, and the first and second angles of inclination corrected x ′, y 'are then respectively equal to the first and second angles of inclination x, y. On the contrary, when the predetermined angle a is not zero, then the first and second corrected angles of inclination x ', y' are respectively different from the first and second angles of inclination x, y
De façon avantageuse, le dispositif d'affichage 13 est configuré pour afficher les angles d'inclinaison corrigés x', y' déterminés par l'unité de traitement 24. Ainsi, l'opérateur peut visualiser, directement sur le dispositif de contrôle 8, les angles d'inclinaison corrigés x', y' de l'accessoire de forage 7 par rapport au front de taille 22, et ce sans qu'aucun élément supplémentaire ne soit à installer dans la cabine d'opérateur 4 de l'engin porteur 3 pour réaliser cette fonction.Advantageously, the display device 13 is configured to display the corrected inclination angles x ', y' determined by the processing unit 24. Thus, the operator can view, directly on the control device 8, the corrected angles of inclination x ', y' of the drilling accessory 7 with respect to the cutting face 22, and this without any additional element being to be installed in the operator cabin 4 of the carrier 3 to perform this function.
Un procédé de forage d'un front de taille à l'aide d'un appareil de forage selon la présente invention va maintenant être décrit. Un tel procédé de forage comporte les étapes suivantes :A method of drilling a working face using a drilling apparatus according to the present invention will now be described. Such a drilling process comprises the following steps:
- positionnement, par un opérateur installé dans la cabine d'opérateur 4 de l'engin porteur, du dispositif de contrôle 8 sur un support horizontal ou sur ses genoux de telle sorte que la face supérieure du boîtier de contrôle 9 soit sensiblement horizontale,positioning, by an operator installed in the operator cabin 4 of the carrier, of the control device 8 on a horizontal support or on his knees so that the upper face of the control box 9 is substantially horizontal,
- déplacement angulaire de l'organe rotatif de telle sorte que le dispositif de visée 18 pointe vers un point de visée 21 sélectionné de telle sorte que la direction de visée Dv indiquée par le dispositif de visée 18 soit sensiblement perpendiculaire au front de taille 22,angular displacement of the rotary member so that the aiming device 18 points to a selected aiming point 21 so that the aiming direction Dv indicated by the aiming device 18 is substantially perpendicular to the face of size 22,
- mesure par le dispositif de mesure d'angle de la valeur de l'angle prédéterminé a,- measurement by the angle measuring device of the value of the predetermined angle a,
- détermination de l'angle entre le plan d'extension Pe du bras de support 5 de l'engin porteur 3 et une direction sensiblement perpendiculaire au front de taille 22,determination of the angle between the extension plane Pe of the support arm 5 of the carrier 3 and a direction substantially perpendicular to the face of size 22,
- détermination des premier et deuxième angles d'inclinaison x, y par le système de mesure 23,- determination of the first and second tilt angles x, y by the measurement system 23,
- détermination des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' par l'unité de traitement 24,determination of the first and second corrected angles of inclination x ', y' by the processing unit 24,
- affichage des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' sur le dispositif d'affichage,- display of the first and second corrected tilt angles x ', y' on the display device,
- positionnement de l'accessoire de forage 7 par l'opérateur en tenant compte des premier et deuxième angles d'inclinaison corrigés x', y' affichés sur le dispositif d'affichage,positioning of the drilling accessory 7 by the operator taking into account the first and second corrected angles of inclination x ′, y ′ displayed on the display device,
- forage d'un trou de forage à l'aide de l'accessoire de forage,- drilling a borehole using the drilling accessory,
- répéter les étapes précédentes de manière à forer une pluralité de trous de forage selon un plan de tir prédéterminé.- repeating the previous steps so as to drill a plurality of drill holes according to a predetermined firing plan.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de contrôle, décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.As it goes without saying, the invention is not limited to the sole embodiment of this control device, described above by way of example, on the contrary it embraces all the variant embodiments thereof.
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