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钻孔机器人钻进工况智能感知与自适应控制机理研究

2021-07-09王清峰陈玉涛

矿业安全与环保 2021年3期

王清峰,陈 航,陈玉涛

(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037; 2.中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400039)

瓦斯抽采孔钻进是煤矿瓦斯治理的重要环节,也是一个复杂的生产过程[1]。在钻孔施工过程中,钻进控制参数处于受多个随机变量影响的时变系统中,参数的实时监测和调整十分困难。虽然煤矿钻机已逐步配备了压力表、传感器、显示屏等用于显示主要参数,但是施工人员往往只能观察到几个主要的压力参数,无法全面收集所有工况参数与控制参数,更难以及时对各种数据进行筛选、计算与决策,最终导致参数调整操作不准确或者滞后。此外,由于经验、能力等方面的差异,不同的施工人员即使面对同样的数据,也可能做出不同甚至是截然相反的判断。这种完全依靠人员经验和现场观察的钻进操作模式已经严重制约了煤矿钻探技术的发展。

近年来,随着煤矿自动化钻机的出现[2-4],钻进控制参数自动调节技术也应运而生。王清峰等[5]通过传感器采集钻机的旋转压力、推进压力、推进速度等关键参数,开发了基于液压系统联动的控制参数自动调节技术;翁寅生等[6]使用编码器、流量传感器等构建了钻机主要参数监测系统,对输出转速、推进速度、实时位移、排渣风量等进行实时监测,以便人员及时调整参数;马斌等[7]研究了分布式传感器设置方法,对比传感器检测数据与给定阈值,根据对比结果实施相关机构的调整。……

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