新景矿高效机械钻扩及自动接卸钻杆成套装备研究

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作者 崔志斌 《煤炭与化工》 2025年第3期78-84,共7页

针对新景矿掘进工作面顺层孔造穴施工中存在的煤层底部软分层瓦斯治理难度大、施工效率低、水资源浪费严重等问题,本文研究并开发了一套高效机械钻扩及自动接卸钻杆成套装备。该装备主要包括低孔位大扭矩液压钻机、机械-水力一体化造穴... 针对新景矿掘进工作面顺层孔造穴施工中存在的煤层底部软分层瓦斯治理难度大、施工效率低、水资源浪费严重等问题,本文研究并开发了一套高效机械钻扩及自动接卸钻杆成套装备。该装备主要包括低孔位大扭矩液压钻机、机械-水力一体化造穴装置、污水循环处理设备等,能够实现自动化施工、自适应钻进、污水循环利用等功能。通过两轮工业试验,验证了该装备在提高施工效率、降低工人劳动强度、减少水资源浪费等方面的显著效果。试验结果表明,装备的自动化施工功能使单班施工人员从4人减少至2人,施工效率提升约34%,污水循环利用率达到60%以上,有效解决了煤渣水处理难题。该装备的成功应用为新景矿的瓦斯治理提供了高效、安全的技术支持,具有广泛的推广应用价值。 展开更多

关键词 机械钻扩 自动接卸钻杆 污水循环 自适应钻进 瓦斯治理

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煤矿井下钻机的自动加卸钻杆方法探讨 被引量：1

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作者 孙长斌 姚亚峰 张建荣 《煤矿机械》 2024年第5期82-84,共3页

通过分析煤矿井下自动化钻机常见自动加卸钻杆系统的结构原理、控制方法及适用条件等,对当前钻机自动加卸钻杆系统的特点进行了总结。对现有自动加卸钻杆系统存在的问题提出了具体的研究建议,并指出以防爆伺服电机控制的六轴机械手为核... 通过分析煤矿井下自动化钻机常见自动加卸钻杆系统的结构原理、控制方法及适用条件等,对当前钻机自动加卸钻杆系统的特点进行了总结。对现有自动加卸钻杆系统存在的问题提出了具体的研究建议,并指出以防爆伺服电机控制的六轴机械手为核心的自动化钻机加卸钻杆系统是未来的发展方向,可为智能化钻孔机器人的研究奠定基础。 展开更多

关键词 钻机 自动加卸钻杆 机械手 本安传感器 电液控制

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自动接卸钻杆液压机械手研发与应用

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作者 颜武刚 王毅 +3 位作者 代建龙 王锋 未崴 尹千才 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第11期158-166,共9页

在大直径深孔钻机凿岩作业过程中,钻杆联接与拆卸是一个非常重要的环节,传统钻机的接卸杆以人工为主,劳动强度大、安全风险高、作业效率低。设计了一种高效、稳定的自动接卸钻杆液压机械手,以实现钻杆的自动抓取、转运和放置,提高作业效... 在大直径深孔钻机凿岩作业过程中,钻杆联接与拆卸是一个非常重要的环节,传统钻机的接卸杆以人工为主,劳动强度大、安全风险高、作业效率低。设计了一种高效、稳定的自动接卸钻杆液压机械手,以实现钻杆的自动抓取、转运和放置,提高作业效率,降低人力成本,增强作业安全性。通过对自动接卸钻杆过程的分析,明确了机械手的功能需求和运动特点,设计了机械手的整体结构,包括滑台、关节臂和夹爪等关键部件,并进行了优化和仿真分析,提出了基于双阀芯电液数字阀控制技术的5自由度液压机械手设计方法,有效验证了该方法的可行性。生产实践表明:所设计的液压机械手具有良好的抓取性能、运动性能和稳定性,可准确、快速地抓取、转运和放置钻杆,能够满足大直径深孔钻机凿岩作业自动接卸钻杆的需求。该机械手在大直径深孔凿岩作业中具有广泛的应用前景,尤其对以下向凿岩阶段空场采矿法等采矿工艺为主的地下矿山实现自动化、智能化乃至无人化开采具有重要现实意义。 展开更多

关键词 自动接卸钻杆 液压机械手 性能分析 大直径深孔钻机 电液数字阀

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数控钻尖磨床自动上下料机构及PLC的设计 被引量：9

4

作者 陈逢军 胡思节 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2006年第2期34-37,共4页

论述了数控钻尖磨床自动上下料机构的原理,通过对上下料机构及过程的分析,设计了一种合理可靠的自动上下料及刃磨的PLC控制系统。最后将其运用到了实际生产中,大大提高了机械自动化程度与生产效率。

关键词 自动上下料 数控 钻尖磨床 PLC

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矿用钻孔机器人加卸钻杆的避障轨迹规划研究 被引量：2

5

作者 姚亚峰 姚宁平 +2 位作者 彭涛 梁春苗 彭光宇 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期149-158,共10页

矿用钻孔机器人加卸钻杆位置会随主机的调姿而变化,同时在加卸钻杆路径中还存在障碍物。因此,钻孔的加卸钻杆过程存在变目标的避障轨迹规划问题。根据防爆六自由度机械手的性能参数建立DH参数表,并提出三自由度主机调姿前后加卸钻杆位... 矿用钻孔机器人加卸钻杆位置会随主机的调姿而变化,同时在加卸钻杆路径中还存在障碍物。因此,钻孔的加卸钻杆过程存在变目标的避障轨迹规划问题。根据防爆六自由度机械手的性能参数建立DH参数表,并提出三自由度主机调姿前后加卸钻杆位置变化的函数关系。利用凸包络体结合简单几何体的包络法建立了加卸钻杆系统的碰撞检测模型,可通过欧氏距离判断是否发生碰撞。提出了三段式的加卸钻杆避障轨迹规划策略,第一段和第三段在笛卡尔空间下采用直线规划,第二段在关节空间下采用多项式插值算法进行规划,并可通过增加过渡点解决避障问题。开展了基于七次多项式插值的最小冲击避障轨迹规划算法研究,由仿真分析可知,关节角度、角速度、角加速度和角加加速度都是连续的,但绝对值峰值很大且路径较长。进一步开展了基于改进双树RRT算法、B样条路径优化及七次多项式插值的冲击优化避障轨迹规划算法研究,由仿真分析可知,不仅可保证关节角度、角速度、角加速度和角加加速度的连续性,且路径较短,角加加速度的绝对值峰值降低了98.2%。通过示教试验验证了冲击优化避障轨迹规划方法在避障、加杆轨迹规划等的可行性,机械手各关节运行曲线及运动路径与仿真结果具有较高的相似度。研究结果可为钻孔机器人加卸钻杆系统控制程序提供借鉴,对钻机智能化提升具有重要意义。 展开更多

关键词 钻孔机器人 加卸钻杆 轨迹规划 避障 机械手 煤矿

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突出煤层钻孔远距离控制钻机研究与试验 被引量：29

6

作者 陈松林 《煤矿机械》 北大核心 2010年第5期63-66,共4页

介绍了突出煤层钻孔远距离控制钻机的总体控制系统方案和主要技术参数,并重点介绍了远距离控制钻机的结构形式、主要功能及现场试验情况,现场试验表明,样机技术参数选择恰当,结构设计合理,运行可靠。

关键词 突出煤层 远距离 自动装卸 远程视屏 电控系统 钻机 试验

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矿用钻机机械手自动上下钻杆机构的控制方法 被引量：9

7

作者 杨燕鸽 《煤矿机械》 2017年第6期100-102,共3页

为了实现煤矿井下钻机换杆过程自动化,提出了一种矿用钻机自动上下钻杆控制方法,介绍了机械手的结构和控制系统的组成,分析了电液比例控制的PID控制定位技术,用以对机械手各执行机构运动的位移及角度进行精确定位;介绍了钻杆箱存储状态... 为了实现煤矿井下钻机换杆过程自动化,提出了一种矿用钻机自动上下钻杆控制方法,介绍了机械手的结构和控制系统的组成,分析了电液比例控制的PID控制定位技术,用以对机械手各执行机构运动的位移及角度进行精确定位;介绍了钻杆箱存储状态自动识别技术。基于以上技术,该机械手能实现自动上下钻杆,替代人工换杆,降低了工人的劳动强度,提高了钻杆的更换速度。 展开更多

关键词 自动上下钻杆 机械手 电液先导控制 PID 钻杆箱存储状态 自动识别

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钻杆分料装置的研制 被引量：3

8

作者 田东庄 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期74-76,共3页

钻杆是目前煤矿瓦斯抽放钻孔施工的重要装备。在钻杆加工过程中,上下料采用人工方式,其劳动强度大、生产效率低。为了实现自动上下料,需要采用一种钻杆分料装置,将单根钻杆从成捆的料箱中分离出来。通过对3种分料方式的对比分析,选取了... 钻杆是目前煤矿瓦斯抽放钻孔施工的重要装备。在钻杆加工过程中,上下料采用人工方式,其劳动强度大、生产效率低。为了实现自动上下料,需要采用一种钻杆分料装置,将单根钻杆从成捆的料箱中分离出来。通过对3种分料方式的对比分析,选取了三轴分料方案,并介绍了该方案的设计思路和实现过程。应用表明,在降低工人劳动强度、提高生产效率等方面取得了良好的效果,为钻杆自动化生产线的建设奠定了基础。 展开更多

关键词 钻杆 分料装置 自动上下料 控制系统

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插齿滑套式可反转钻杆的研制

9

作者 陈航 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第9期160-162,共3页

为解决传统螺纹联接钻杆不能正反交替旋转的问题,研制了一种插齿滑套式可反转钻杆。根据总体结构方案,完成了钻杆体、滑套、矩形键等零件的设计,进行了强度校核,制定了加接与拆卸流程。试验证明,可反转钻杆接卸扣功能正常,反转止动可靠... 为解决传统螺纹联接钻杆不能正反交替旋转的问题,研制了一种插齿滑套式可反转钻杆。根据总体结构方案,完成了钻杆体、滑套、矩形键等零件的设计,进行了强度校核,制定了加接与拆卸流程。试验证明,可反转钻杆接卸扣功能正常,反转止动可靠,可实现正反交替旋转。 展开更多

关键词 可反转钻杆 插齿滑套 结构设计 强度校核 自动装卸

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全液压坑道钻机自动上、下钻杆装置液压系统设计及仿真分析 被引量：7

10

作者 陈艳娟 陈建林 +2 位作者 唐敏 刘小华 雷万年 《煤矿机械》 北大核心 2019年第6期5-8,共4页

全液压坑道钻机作为煤矿井下瓦斯抽放的主要设备,对其进行自动化升级具有重要意义。按照常规钻机的传动方式和设计方法,该自动上、下钻杆装置采用了负载敏感液压系统。介绍了自动上、下钻杆装置的工作过程,设计了自动上、下钻杆装置的... 全液压坑道钻机作为煤矿井下瓦斯抽放的主要设备,对其进行自动化升级具有重要意义。按照常规钻机的传动方式和设计方法,该自动上、下钻杆装置采用了负载敏感液压系统。介绍了自动上、下钻杆装置的工作过程,设计了自动上、下钻杆装置的液压系统,运用AMESim建立了液压系统的仿真模型。仿真结果表明,自动上、下钻杆装置的双夹持系统、顶杆和送杆系统均满足设计要求,可为常规钻机自动化升级改造提供理论基础。 展开更多

关键词 钻机 自动上、下钻杆 液压系统 设计 仿真

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煤矿井下自动加卸钻杆靶标图像清晰化方法研究 被引量：4

11

作者 姚宁平 梁春苗 +1 位作者 姚亚峰 宋海涛 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期180-187,共8页

受煤矿井运输巷道空间限制,将钻孔机器人设计为灵活布局的钻进和钻杆加卸2个独立系统,利用基于合作靶标的单目视觉识别,将钻进和钻杆加卸2个系统关联,解决两系统递送钻杆的协同作业问题。然而,煤矿井下钻孔施工中场景复杂,存在孔口煤渣... 受煤矿井运输巷道空间限制,将钻孔机器人设计为灵活布局的钻进和钻杆加卸2个独立系统,利用基于合作靶标的单目视觉识别,将钻进和钻杆加卸2个系统关联,解决两系统递送钻杆的协同作业问题。然而,煤矿井下钻孔施工中场景复杂,存在孔口煤渣、污水污染合作靶标、粉尘浓度大能见度低、人造光源亮度低、光照不均匀使靶标图像对比度低,以及矿灯直射合作靶标反光等问题,会影响合作靶标图像清晰度,使基于靶标识别加卸钻杆的位置的精度降低,进而影响钻孔机器人自动加卸钻杆的成功率。因此,首先针对施工中孔口返出的煤渣、煤泥污染合作靶标的问题,利用形态学滤波中先腐蚀,再膨胀的开运算,清除煤渣间断斑块和突出靶标像素点;先膨胀再腐蚀的闭运算,消除小的孔洞和间断细小鸿沟,达到消除固体污染物对合作靶标的影响;其次针对粉尘、岩尘、水雾和污水影响图像对比度问题,通过暗通道先验求出初始透射率,采用梯度域导向滤波精细化透射率,利用导向滤波得到改进暗通道,并求大气光值,利用大气散射模型得到除雾后的图像,实现清晰化图像、增强图像对比度目的;最后对亚像素级角点和方向进行精细化,优化能量函数,使用种子棋盘格沿4个边缘生长棋盘格,用能量变化情况确认是否生长出最大的棋盘,补全因强光反射缺失的合作靶标图像。实验结果表明:将形态学滤波、去雾算法和棋盘格生长等方法相融合,可增强煤矿井下复杂场景钻孔施工中合作靶标图像的清晰度,提高基于视觉识别的图像精度,为钻孔机器人自动加卸钻杆的精确控制奠定基础。 展开更多

关键词 自动加卸钻杆 合作靶标 形态学滤波 去雾算法 棋盘格生长 图像清晰化 煤矿井下

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ZYWL-4000SY双履带全自动钻机优化设计 被引量：10

12

作者 陈航 《煤矿机械》 北大核心 2019年第1期106-108,共3页

针对第一代ZYWL-4000SY型双履带遥控全自动钻机结构强度不足、夹持器打滑、上下钻杆效率低等问题,对多个关键部件进行优化,提高了结构强度与刚度,延长了部件使用寿命;对主多路阀流量、系统控制方式等进行优化,提高了液压系统执行效率与... 针对第一代ZYWL-4000SY型双履带遥控全自动钻机结构强度不足、夹持器打滑、上下钻杆效率低等问题,对多个关键部件进行优化,提高了结构强度与刚度,延长了部件使用寿命;对主多路阀流量、系统控制方式等进行优化,提高了液压系统执行效率与精度,简化了管路;对电液控制系统和并行工序进行优化,提高了自动上、下钻杆效率。现场应用表明,优化设计大幅提高了钻机的可靠性与施工效率。 展开更多

关键词 全自动钻机 优化设计 液压系统 自动上 下钻杆

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自动上下钻杆装置的比较选型 被引量：12

13

作者 蒲剑 《煤矿机械》 北大核心 2018年第1期84-85,共2页

根据传统液压钻机、自动控制钻机、智能钻孔机器人等不同钻探装备的需求,对多种自动上下钻杆装置的工作原理和结构特点进行了分析、比较,讨论了各种类型的优缺点,明确了不同类型的适用工况,为自动上下钻杆装置的应用提供了基础。

关键词 自动上下钻杆 自动控制钻机 选型

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一种管接头自动化生产线设计

14

作者 李阳 王成龙 《智慧工厂》 2023年第5期69-72,共4页

为了解决管接头加工过程中存在的耗人费时问题,设计了一种管接头自动化生产线。该生产线采用PLC控制,由冷镦机、机床、滚丝机、振动盘和物流输送线等组成,具有自动上下料、定位精度高、生产耗时少等特点,大大减轻工人的工作量,显著提升... 为了解决管接头加工过程中存在的耗人费时问题,设计了一种管接头自动化生产线。该生产线采用PLC控制,由冷镦机、机床、滚丝机、振动盘和物流输送线等组成,具有自动上下料、定位精度高、生产耗时少等特点,大大减轻工人的工作量,显著提升管接头的生产效率。 展开更多

关键词 管接头 PLC 滚丝机 振动盘 自动上下料

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遥控智能钻机自动上、下钻杆流程优化 被引量：8

15

作者 陈航 《煤矿机械》 北大核心 2018年第12期102-104,共3页

针对现有自动上、下钻杆流程不合理,影响钻进施工整体效率的问题,在自动上、下钻杆流程控制原理与主要执行机构的基础上.分别分析了原有流程的步骤与。耗时。从电控系统、液压系统以及执行机构三方面入手.采用提高动作速率和同步动作规... 针对现有自动上、下钻杆流程不合理,影响钻进施工整体效率的问题,在自动上、下钻杆流程控制原理与主要执行机构的基础上.分别分析了原有流程的步骤与。耗时。从电控系统、液压系统以及执行机构三方面入手.采用提高动作速率和同步动作规划的方法,大幅提高了自动上、下钻杆的效率。现场试验表明,优化的流程高效、合理、可行。 展开更多

关键词 遥控智能钻机 自动上下钻杆 流程 优化 效率

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全液压坑道钻机自动上、下钻杆流程设计 被引量：2

16

作者 陈建林 陈艳娟 +1 位作者 雷万年 唐敏 《煤矿机械》 北大核心 2019年第4期19-21,共3页

全液压坑道钻机配套钻杆以螺纹联接为主,上、下钻杆流程在很大程度上决定了钻机的工作方式。与人工上、下钻杆相比,自动上、下钻杆流程复杂、动作较多。运用对象模型的方法对自动接扣、卸扣流程进行了详细的解析。根据流程的特点增设一... 全液压坑道钻机配套钻杆以螺纹联接为主,上、下钻杆流程在很大程度上决定了钻机的工作方式。与人工上、下钻杆相比,自动上、下钻杆流程复杂、动作较多。运用对象模型的方法对自动接扣、卸扣流程进行了详细的解析。根据流程的特点增设一个可摆动的夹持器,实现螺纹联接按设计顺序拆卸,根据常规钻机的特点设计了一套自动接扣、卸扣流程,为钻机实现自动化提供了理论依据。 展开更多

关键词 钻机 自动上、下钻杆 接扣 卸扣 流程 设计

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碎软煤层双管定向钻具自动加卸系统关键技术与应用 被引量：3

17

作者 李坤 TING Ren 姚亚峰 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期179-186,共8页

为提高双管定向钻进钻孔施工时钻具加装和拆卸的自动化水平,提高装卸效率,开发一种双管自动加卸装置,实现不同工况下钻具的全自动装卸,解决双管定向钻进过程中钻杆和套管的同时加装和拆卸的技术难题,完成装置结构和控制系统的设计,运用... 为提高双管定向钻进钻孔施工时钻具加装和拆卸的自动化水平,提高装卸效率,开发一种双管自动加卸装置,实现不同工况下钻具的全自动装卸,解决双管定向钻进过程中钻杆和套管的同时加装和拆卸的技术难题,完成装置结构和控制系统的设计,运用末端柔顺技术,限制施工过程中装置承受的载荷,明确控制程序关键边界条件,制定不同工况下钻具自动装卸施工工艺流程。在安徽淮北矿业祁南煤矿展开工业性试验,试验顺利完成4个钻孔的施工,共进尺1170 m。试验过程中双管自动加卸装置运行平稳,能够满足不同工况下钻具组合的加装和拆卸需求。将原本需要2~3人密切配合才能完成的钻具组合自动装卸工作,变为依靠程序控制自动完成,钻杆和套管同时装卸和单独装卸平均效率较人工装卸分别提高了350%和110%,保证了双管定向钻进综合施工效率,减少了作业工人数量,降低了工人劳动强度,保障了施工安全。试验结果表明:双管自动加卸装置运行稳定可靠,施工工艺流程合理,装置各项性能满足双管定向钻进需求。研究成果为双管定向钻孔施工钻具的自动装卸提供了技术和装备支撑,为双管定向钻进技术在煤层气开采相关领域的推广应用奠定了基础。 展开更多

关键词 碎软煤层 双管定向钻进技术 自动装卸 双动力头钻机 筛管完孔技术 煤矿井下

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管料内孔车削加工自动上、下料系统的设计 被引量：3

18

作者 赵飞 田东庄 +2 位作者 董萌萌 陈彦宇 刘欢 《煤矿机械》 北大核心 2019年第10期10-12,共3页

在管料内孔车削加工过程中,上、下料采用人工的方式,其存在着劳动强度大、效率低等问题。为此,设计了一种管料内孔车削加工自动上、下料系统。上、下料系统可以极大地减轻工人劳动强度,保障其人身安全,降低生产成本,提高劳动生产率,提... 在管料内孔车削加工过程中,上、下料采用人工的方式,其存在着劳动强度大、效率低等问题。为此,设计了一种管料内孔车削加工自动上、下料系统。上、下料系统可以极大地减轻工人劳动强度,保障其人身安全,降低生产成本,提高劳动生产率,提升企业的自动化生产水平。 展开更多

关键词 管料 上、下料系统 机械结构 自动化控制

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煤矿钻机自动上下钻杆装置研制与应用 被引量：5

19

作者 雷万年 唐敏 《煤矿机械》 2021年第10期144-146,共3页

常规煤矿钻机在井下钻孔施工过程中,钻杆的装卸由人工完成。要实现钻杆装卸的自动化,首先需要研制钻杆储存及钻杆输送机构,其次要有钻杆拧卸配套机构。研制的自动装卸钻杆装置可以实现钻杆储存、输送等功能;自动拧卸钻杆装置主要用来加... 常规煤矿钻机在井下钻孔施工过程中,钻杆的装卸由人工完成。要实现钻杆装卸的自动化,首先需要研制钻杆储存及钻杆输送机构,其次要有钻杆拧卸配套机构。研制的自动装卸钻杆装置可以实现钻杆储存、输送等功能;自动拧卸钻杆装置主要用来加接钻杆,即自动松开、拧紧钻杆之间的螺纹联接,并能有效地保护钻杆螺纹,通过2种装置的配合便可实现钻机的自动上下钻杆功能。 展开更多

关键词 煤矿 钻机 装置 自动上下钻杆 研制

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眼前山铁矿中深孔凿岩台车远程遥控系统应用研究 被引量：4

20

作者 张海胜 张宝金 +4 位作者 翟建波 迟强 陈小伟 刘育明 梁新民 《有色设备》 2023年第4期26-30,36,共6页

采矿装备的远程遥控作业乃至自动化作业是实现矿山智能化建设的核心所在。本文以眼前山铁矿无底柱分段崩落法生产区域内凿岩作业为基础,对矿山现有Simba1354中深孔凿岩台车进行远程遥控改装,实现了凿岩作业的远程遥控、自动装卸杆、台... 采矿装备的远程遥控作业乃至自动化作业是实现矿山智能化建设的核心所在。本文以眼前山铁矿无底柱分段崩落法生产区域内凿岩作业为基础,对矿山现有Simba1354中深孔凿岩台车进行远程遥控改装,实现了凿岩作业的远程遥控、自动装卸杆、台车运行状态在线采集和预维护管理,提升了中深孔凿岩台车的自动化作业水平。中深孔凿岩台车远程遥控系统的应用,有效减少了一线作业人员,改善了工人作业环境,助力矿山实现本质安全生产。 展开更多

关键词 中深孔凿岩台车 远程遥控 自动装卸杆 智能矿山

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