爆破鉆孔是露天采礦系統(tǒng)的關(guān)鍵工作之一，隨著采礦技術(shù)的不斷發(fā)展和礦產(chǎn)資源需求的擴(kuò)大，露天礦山對(duì)生產(chǎn)作業(yè)能力、效率和安全性提出了越來(lái)越高的要求。露天礦鉆機(jī)設(shè)備無(wú)人值守技術(shù)提供了可靠、安全和有效的解決方案，滿足了無(wú)人值守下安全鉆孔的需求。通過(guò)對(duì)精確導(dǎo)航定位技術(shù)、高性能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、智能自動(dòng)運(yùn)行控制技術(shù)、視頻監(jiān)測(cè)和圖像處理技術(shù)等的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)鉆孔作業(yè)過(guò)程的監(jiān)控監(jiān)測(cè)、自動(dòng)運(yùn)行和安全管理。并能減少自動(dòng)鉆孔的人員物資投入，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)能耗，增強(qiáng)作業(yè)安全性。為礦山鉆機(jī)作業(yè)打造安全可靠、高效先進(jìn)的生產(chǎn)平臺(tái)。

1.鉆機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程控制（遠(yuǎn)程控制中心）

2.鉆機(jī)自動(dòng)鉆孔與人工操作相互兼容

3.鉆機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的近距離遙控操作

4.自動(dòng)布控，避免重復(fù)布孔， 布孔準(zhǔn)確且高效，提高時(shí)間效率

5.無(wú)人值守 24 小時(shí)不間斷無(wú)人自動(dòng)駕駛，提高工作連續(xù)性

1.鉆機(jī)自動(dòng)位移控制技術(shù)

自動(dòng)位移控制技術(shù)通過(guò)鉆機(jī)精準(zhǔn)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)獲取鉆機(jī)位置和目標(biāo)孔的位置，動(dòng)態(tài)計(jì)算移動(dòng)距離和移動(dòng)路徑，生成運(yùn)行命令送入硬件控制終端，經(jīng) IO 口驅(qū)動(dòng)繼電器控制鉆機(jī)原有電控系統(tǒng)，從而控制運(yùn)動(dòng)液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)位移目標(biāo)。

2.基于RTK精確定位的三角定位算法

三角定位技術(shù)是由我公司自主設(shè)計(jì)并研發(fā)的定位算法，通過(guò)安裝在鉆機(jī)設(shè)備上的高精度 GPS 天線，并結(jié)合RTC 技術(shù)，應(yīng)用算法實(shí)時(shí)計(jì)算出鉆機(jī)鉆頭的準(zhǔn)確位置， 為鉆機(jī)的自動(dòng)導(dǎo)航提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.鉆機(jī)水平位置找正技術(shù)

水平自動(dòng)找正技術(shù)通過(guò)傾角儀傳感器獲取當(dāng)前鉆機(jī)，水平位置信息，并與水平標(biāo)準(zhǔn)信息差分比較得到驅(qū)動(dòng)命令，送入硬件控制終端，經(jīng) IO 口驅(qū)動(dòng)繼電器，最終控制鉆機(jī)液壓系統(tǒng)，調(diào)整鉆機(jī)和作業(yè)平面平行。

4.鉆機(jī)自動(dòng)鉆孔技術(shù)

自動(dòng)鉆孔通過(guò)精準(zhǔn)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)和測(cè)距傳感器給出的鉆孔深度和鉆孔位置信息，分析計(jì)算得到驅(qū)動(dòng)命令， 驅(qū)動(dòng)繼電器系統(tǒng)，最終控制鉆機(jī)原電力控制系統(tǒng)，進(jìn)而控制液壓系統(tǒng)進(jìn)行工作。

5.鉆機(jī)精準(zhǔn)導(dǎo)航技術(shù)

精準(zhǔn)導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合高精度定位技術(shù)、三角定位算法、三維導(dǎo)航算法和差分?jǐn)?shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度導(dǎo)航定位，定位精度達(dá) <2cm。并能通過(guò)指令精確控制鉆機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的導(dǎo)航姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)無(wú)人自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)行和對(duì)孔， 滿足高效、精確要求。

6.爆區(qū)自動(dòng)布孔技術(shù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況， 使用高精度采點(diǎn)儀器采集爆區(qū)邊界點(diǎn)，再由技術(shù)員設(shè)計(jì)爆區(qū)的工作方式，使爆區(qū)更加精準(zhǔn)。布孔操作簡(jiǎn)單方便，并可直接將布好的爆區(qū)下發(fā)給作業(yè)鉆機(jī)，大大節(jié)省人力、物理和時(shí)間，同時(shí)也增加了作業(yè)的效率。

7.鉆機(jī)厘米級(jí)精確定位技術(shù)

鉆機(jī)厘米級(jí)精確定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)爆區(qū)自動(dòng)布孔和精確導(dǎo)航的基礎(chǔ)。本技術(shù)以高精度定位為基礎(chǔ)，結(jié)合 RTK 定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的高精度實(shí)時(shí)定位。

8.視頻監(jiān)測(cè)技術(shù)

鉆機(jī)駕駛室內(nèi) \ 外安裝視頻監(jiān)控，全方位的監(jiān)控鉆機(jī)作業(yè)環(huán)境和作業(yè)狀態(tài)。為作業(yè)平盤(pán)安全檢測(cè)、鉆機(jī)運(yùn)行時(shí)的電纜管理提供有效信息，保障鉆機(jī)運(yùn)行安全。

9.精確遙控技術(shù)

利用遙控器、遙控指揮車和監(jiān)控中心對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行遙控操作，精確遙控技術(shù)通過(guò)無(wú)線通信專網(wǎng)與鉆機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，控制鉆機(jī)的相應(yīng)動(dòng)作，在無(wú)法作業(yè)的惡劣環(huán)境時(shí)，人工操控鉆機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。

10.鉆機(jī)健康自診斷技術(shù)

通過(guò)傳感器信息采集， 實(shí)時(shí)讀取鉆機(jī)各儀表數(shù)值和各部分設(shè)備（如：壓縮機(jī)、液壓系統(tǒng)等）的運(yùn)行情況， 并在系統(tǒng)中加以判斷，實(shí)時(shí)反饋鉆機(jī)的健康指數(shù)給控制中心。

 11.高性能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)采用無(wú)線通信專網(wǎng) + 電臺(tái)的組網(wǎng)方式。其中無(wú)線通信專網(wǎng)為主干網(wǎng)絡(luò)，采用 4G 無(wú)線通信技術(shù)。另一部分由電臺(tái)網(wǎng)絡(luò)組成，采用新一代數(shù)傳電臺(tái)技術(shù)， 具有信號(hào)繞射能力強(qiáng)，帶寬高、通信速度快和時(shí)效性好等優(yōu)點(diǎn)。

 12.鉆機(jī)鉆孔深度自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)

鉆孔深度自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合增量式位移傳感器， 達(dá)到實(shí)時(shí)檢測(cè)鉆孔深度，滿足控制系統(tǒng)的運(yùn)行要求；深度檢測(cè)精準(zhǔn)高（精度達(dá) <2cm），進(jìn)而使布孔爆區(qū)的孔底海拔達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平，為后期爆破提供基礎(chǔ)，同時(shí)避免因鉆孔深度不合格導(dǎo)致炸藥的浪費(fèi)，節(jié)省成本。

13.鉆機(jī)作業(yè)安全性監(jiān)測(cè)技術(shù)

安全性檢測(cè)技術(shù)將精確導(dǎo)航技術(shù)與視頻監(jiān)測(cè)和圖像處理技術(shù)、雷達(dá)掃描技術(shù)和水平角度探測(cè)技術(shù)有效結(jié)合， 識(shí)別鉆機(jī)運(yùn)行時(shí)的危險(xiǎn)，如坡頂線、坡底線和邊界線斷層、土堆等，能夠有效避讓和報(bào)警。

14.鉆孔阻力檢測(cè)技術(shù)

鉆孔阻力檢測(cè)基于多源信息融合技術(shù)， 利用振動(dòng)傳感器、位移和速度傳感器采集阻力信號(hào)，并在數(shù)據(jù)級(jí)對(duì)信息進(jìn)行有效融合，得到當(dāng)前鉆孔過(guò)程中的阻力信息， 并反饋給控制系統(tǒng)。

東方測(cè)控受中煤平朔集團(tuán)委托，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選取了一臺(tái)阿特拉斯 CDM75E 型號(hào)牙輪鉆機(jī)進(jìn)行了無(wú)人值守改造，實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)在無(wú)人值守的情況下能夠進(jìn)行自動(dòng)水平找正、自動(dòng)布孔、自動(dòng)鉆孔、孔深自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)人工一鍵切換和遠(yuǎn)程控制鉆機(jī)功能。這也是國(guó)內(nèi)首臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控鉆孔、自動(dòng)護(hù)孔作業(yè)的無(wú)人值守鉆機(jī)。系統(tǒng)應(yīng)用后成果顯著， 在增效方面，節(jié)省了傳統(tǒng)鉆孔作業(yè)布置標(biāo)志物等環(huán)節(jié)，且24 小時(shí)不間斷運(yùn)行，完成進(jìn)米超過(guò) 1200m/ 天；同時(shí)，可自動(dòng)生成鉆機(jī)作業(yè)日志、報(bào)表， 保留歷史作業(yè)痕跡，為管理提供有效數(shù)據(jù)支持，切實(shí)提高了生產(chǎn)管理效率，月整體作業(yè)效率提升約 10%。

在減員方面，每臺(tái)鉆機(jī)工作時(shí)只需同時(shí)配備一人在遠(yuǎn)程控制中心操作管理實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)駕駛員減員 50%，工作人員遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，杜絕遭遇現(xiàn)場(chǎng)粉塵、噪聲污染和安全風(fēng)險(xiǎn)。

效率

1.實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)不間斷無(wú)人自動(dòng)駕駛，提高工作連續(xù)性。

2.自動(dòng)實(shí)現(xiàn)布孔功能，避免重復(fù)布孔。

3.布孔準(zhǔn)確且高效，提高時(shí)間效率。

人力成本

1.人工操作：每臺(tái)鉆機(jī)需配備 2 個(gè)人，四班制輪流共 8 人。

2.自動(dòng)駕駛： 無(wú)人駕駛無(wú)需配備人員， 可完成輪流作業(yè)。

勞動(dòng)環(huán)境

1.現(xiàn)場(chǎng)粉塵、噪聲等污染嚴(yán)重，在人工操作下影響鉆孔人員健康和安全。

2.無(wú)人自動(dòng)駕駛完全可以避免，改善人員的勞動(dòng)環(huán)境。