[发明专利]监测和控制钻孔的孔底平面高程的方法及监测设备

说明书

技术领域

本发明涉及露天矿钻机钻孔方法的技术领域，更具体地讲，涉及一种监测和控制钻孔的孔底平面高程的方法及监测设备。

背景技术

露天台阶爆破钻孔深度的精确控制，直接关系到钻孔成本以及后续装药的精确计算。目前，针对钻机钻孔深度的测量主要采用红外扫描计数方式、拨片计数器或光电编码器来控制孔深。以上几种测量方法的共性是：一方面是虽能够准确的测量钻机的钻进深度，但是由于钻机钻孔前需要进行调平，造成钻机平台距地面的作业面的高度不同，所以即使钻机的钻进深度相同，钻孔的孔底平面仍然高低落差很大；另一方面是这些方法虽能够测量孔深，但是不能实时在线显示钻进深度来指导钻机操作工人钻孔。

而且近些年，虽然部分钻机装有钻孔定位功能，但是没能将定位的高程信息与孔深的计算相结合。针对目前的钻孔状况，直接导致爆破钻孔超深的增加，特别是对后续的爆破装药计算和爆破效果的评估都无法实现精细化。

发明内容

本发明的目的在于监测钻机钻头的当前深度值，使每次钻孔的孔底的高程具有相同值，对提高露天矿山生产爆破效果、增加采矿效率和经济效益、减少因超深过多造成的浪费等方面起到积极作用。

本发明的一方面提供一种监测钻孔的孔底平面高程的方法，所述方法包括：(a)通过首次钻孔确定钻孔的孔底的高程值；(b)测量钻机上的预定位置的高程值；(c)测量钻机钻头的当前的实际位移；(d)根据钻机上的预定位置的高程值、钻机上的预定位置相对于钻机的平台的高度值、钻机钻头的标定位置处距离钻机钻头顶端的距离、钻机钻头的当前的实际位移，得到钻机钻头的当前深度值；(e)显示钻机钻头的当前深度值和钻孔的孔底的高程值，所述显示的钻机钻头的当前深度值随钻机钻头的钻进而变化。

可选地，步骤(a)可包括：接收参数，所述参数包括用户输入的设定孔深、测量得到的钻机上的预定位置相对于钻机的平台的高度值和首次钻孔时测量得到的钻机上的预定位置的高程值；根据所述参数确定钻孔的孔底的高程值。

可选地，计算钻孔的孔底的高程值的公式如下，

Z₂＝Z₀-H₁-M₀

其中，Z₂表示钻孔的孔底的高程值，Z₀表示首次钻孔时钻机上的预定位置的高程值，H₁表示钻机上的预定位置相对于钻机的平台的高度值，M₀表示设定孔深。

可选地，可利用实时动态差分法的全球定位系统对钻机上的预定位置进行定位，得到钻机上的预定位置的高程值。

可选地，测量钻机钻头的当前的实际位移的步骤包括：测量钻机转轴旋转的周数，根据所述周数计算钻机钻头的当前的实际位移，其中，计算钻机钻头的当前的实际位移的公式如下，

G(X)=D0N·X]]>

其中，G(X)表示钻机钻头的当前的实际位移，X表示钻机的加压主轴旋转的周数，X＝K(t)-K(0)，K(t)表示钻机钻头在钻进过程中钻机的加压主轴的当前的累积旋转周数，K(0)表示钻机钻杆在标定位置处时钻机的加压主轴的累积旋转周数，D₀表示钻机的加压主轴转动一周钻机钻头所行进的位移，N表示粘贴在钻机的加压主轴上的磁钢数量。

可选地，计算钻机钻头的当前深度值的公式如下，

Z(t)＝Z₁-H₁-H₂-G(X)

其中，Z(t)表示钻机钻头的当前深度值，Z₁表示钻机上的预定位置的高程值，H₁表示钻机上的预定位置相对于钻机的平台的高度值，H₂表示钻机钻头的标定位置处距离钻机钻头顶端的距离，G(X)表示钻机钻头的当前的实际位移，X表示钻机的加压主轴旋转的周数，X＝K(t)-K(0)，K(t)表示钻机钻头在钻进过程中钻机的加压主轴的当前的累积旋转周数，K(0)表示钻机钻杆在标定位置处时钻机的加压主轴的累积旋转周数。