[实用新型]一种岩石坚固性检测系统及钻机

说明书

本实用新型公开了一种岩石坚固性检测系统及钻机，主要包括压力传感器、编码器、倾角传感器、转速传感器、GPS装置、控制器、数据记录仪。首先，通过GPS装置、倾角传感器和编码器获取钻头的海拔信息。其次，通过压力传感器获取当前钻头受到的钻进压力，通过编码器获取钻头钻进速度，通过转速传感器获取钻头旋转速度。各传感器、GPS装置、控制器与数据记录仪相连，数据记录仪将采集到的数据通过GPS装置将信息上传至云平台，云平台根据采集到的数据结合当地地质信息进行大数据分析，实现岩石坚固性的检测，辅助采矿作业。

技术领域

本实用新型涉及一种岩石坚固性检测系统，属于钻机技术领域。

背景技术

随着我国经济和工业的迅速发展，国家对矿业资源的需求不断增多,钻机作为露天矿山开采资源的主要钻孔设备，具有成本低、使用范围广等特点，得到了广泛的应用。矿山资源分布复杂，不同岩石的密度也相同，为了掌握矿山的地质信息和资源密度，实现对矿业资源的高效率开采，在对矿山进行开采前，合理规划爆破面积、开采范围，并确定开采方式非常有必要。

在钻机钻孔时，岩石的破碎过程是连续的。在这一过程中，岩石主要受到轴向压力和切向力。在轴向压力的作用下，岩石产生弹性变形，当超过弹性变形的最大形变量时，岩石破碎。在切向力的作用下，钻头的刀刃使岩石破碎。

岩石的坚固性指的是岩石在外力的作用下抵抗岩体破碎的能力。因为矿石开采过程的本质是改变岩石的聚合状态和空间位置，其改变同岩石的破碎紧密相连，所以评价岩石的坚固性对矿山开采工程具有重要的技术意义和经济价值。在采矿工业中，通常使用普氏岩石坚固性系数表示岩石的坚固性，该系数为岩石的单轴抗压强度的百分之一。

岩石的普氏岩石坚固性系数需要在实验室内测量岩石的单轴抗压强度，无法进行连续监测，也很难实现机器在工作过程中的实时测量。因此，在钻孔过程中引入钻进速度和钻头转速来补充反映连续作业时的岩石坚固性。运用钻机上的多种传感器，结合当地地质条件和数据，通过智能大数据云平台，完成岩石坚固性的检测，从而确定当地矿产资源的存量范围，为接下来的爆破和开采作业提供数据来源和指导。

实用新型内容

为提高露天矿山开采的高效化和智能化，本实用新型提供了一种岩石坚固性检测系统，可实现钻机在钻孔的同时对岩石的坚固性进行检测，为矿山爆破和矿产开采提供数据来源和指导，辅助采矿作业。

本实用新型按以下技术方案实现：

本实用新型公开了一种岩石坚固性检测系统，包括：

压力传感器，其安装在进给油缸下方，用于检测进给油缸下腔压力；

倾角传感器，其安装在塔架上，所述塔架与钻杆之间平行放置，用于检测钻杆的旋转角度；

编码器，其安装在钢丝绳转盘处，钻杆与钢丝绳相连，用于检测钻头的钻进深度和钻进速度；

转速传感器，其安装在回转马达上，钻杆由回转马达驱动旋转，用于检测钻杆钻进时的钻头旋转速度；

GPS装置，其安装在钻机上，用于检测钻杆旋转中心的经纬度和海拔位置信息及钻杆的倾斜方向；

控制器，其分别与压力传感器、转速传感器连接；

数据记录仪，其分别与控制器、编码器、倾角传感器、GPS装置连接；

云平台，其将数据记录仪的数据进行大数据分析，可结合地质信息，得到岩石坚固性信息。

优选的方案：所述GPS装置设置两个，其中一个GPS装置安装在驾驶室内，另一个GPS装置安装在电气控制柜内。

优选的方案：所述数据记录仪为螺栓固定方式的集成盒体，安装于驾驶室内。

优选的方案：所述压力传感器采用电压型压力传感器，压力信号由内部处理电路处理后转换为0.5-4.5V电压信号。