一種2#復(fù)采煤層回采工作面“網(wǎng)格化”鉆探裝置的制作方法

一種2#復(fù)采煤層回采工作面“網(wǎng)格化”鉆探裝置的制作方法1.背景隨著我國(guó)煤炭資源的短缺和對(duì)煤炭采掘效率的不斷提高，煤炭回采工作也逐步向智能化、精細(xì)化方向發(fā)展。其中，回采工作面的鉆探勘探是煤炭開采前的重要工作，旨在了解地下煤炭?jī)?chǔ)量、煤層結(jié)構(gòu)等信息，支持后續(xù)的采礦工作。而在實(shí)際的鉆探工作中，鉆探設(shè)備的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性一直是工作面鉆探的難點(diǎn)之一。近年來，隨著“數(shù)字煤礦”概念的提出和煤炭采掘工作的精細(xì)化要求，工作面鉆探設(shè)備的智能化和自動(dòng)化程度也在不斷提高，使得鉆探數(shù)據(jù)的采集、處理和分析更加便捷和準(zhǔn)確。本文提出的2#復(fù)采煤層回采工作面“網(wǎng)格化”鉆探裝置是一種開采現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)處理的智能鉆探設(shè)備，旨在提高工作面鉆探勘探的數(shù)據(jù)質(zhì)量和作業(yè)效率。2.設(shè)計(jì)原理本文提出的“網(wǎng)格化”鉆探裝置包括集中控制系統(tǒng)、鉆機(jī)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。其中，集中控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制和管理，鉆機(jī)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)鉆機(jī)的鉆進(jìn)、撤離和鉆桿的旋轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)鉆探數(shù)據(jù)的采集和處理，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心并顯示在監(jiān)控界面中。2.1集中控制系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)是本文提出的“網(wǎng)格化”鉆探裝置的核心部分，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制和管理。該系統(tǒng)主要由集中控制器、控制面板和電源系統(tǒng)組成，其中：集中控制器：采用工業(yè)級(jí)嵌入式單板機(jī)，具有高性能、低功耗、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；控制面板：為用戶提供簡(jiǎn)單清晰的人機(jī)交互界面，可以實(shí)現(xiàn)輕松掌控鉆機(jī)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；電源系統(tǒng)：為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的電力支持，保證系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行并滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急需求。2.2鉆機(jī)控制系統(tǒng)鉆機(jī)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的鉆進(jìn)、撤離和鉆桿的旋轉(zhuǎn)等功能，并通過與集中控制系統(tǒng)的通信實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。該系統(tǒng)包括鉆機(jī)控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、編碼器和傳感器等組成，其中：鉆機(jī)控制器：采用高性能工業(yè)控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)多軸控制并支持實(shí)時(shí)控制算法；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：為鉆機(jī)電機(jī)提供電能，控制鉆機(jī)的鉆進(jìn)、撤離和鉆桿旋轉(zhuǎn)等；編碼器：用于檢測(cè)鉆桿旋轉(zhuǎn)角度，提高鉆探精度；傳感器：用于檢測(cè)井壁情況、支撐狀態(tài)等信息，保障鉆探的安全性和穩(wěn)定性。2.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是“網(wǎng)格化”鉆探裝置的重要組成部分，負(fù)責(zé)采集和處理回采工作面的數(shù)據(jù)信息。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集器、傳感器、存儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)據(jù)處理軟件，其中：數(shù)據(jù)采集器：采用高速數(shù)據(jù)采集芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)多通道高速、高精度數(shù)據(jù)采集；傳感器：包括測(cè)斜儀、溫度傳感器、濕度傳感器、應(yīng)變計(jì)等，用于檢測(cè)地質(zhì)構(gòu)造和回采工作面的狀態(tài)變化；存儲(chǔ)設(shè)備：采用固態(tài)硬盤進(jìn)行緩存和存儲(chǔ)，支持多種存儲(chǔ)格式和加密功能；數(shù)據(jù)處理軟件：通過數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、過濾、校準(zhǔn)和壓縮等操作，提高數(shù)據(jù)可靠性和準(zhǔn)確性。2.4數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心并顯示在監(jiān)控界面中，使管理人員能夠及時(shí)了解工作面的狀況。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)傳輸器和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，其中：數(shù)據(jù)傳輸器：采用高速數(shù)據(jù)傳輸芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)多通道高速、高精度數(shù)據(jù)傳輸；網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備：包括交換機(jī)、路由器、光纖等，用于傳輸數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)中心并顯示在監(jiān)控界面中。3.制作步驟3.1組裝硬件首先需要購買相關(guān)的硬件部件，包括集中控制器、控制面板、鉆機(jī)控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、編碼器、傳感器、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸器和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等。然后按照設(shè)計(jì)原理進(jìn)行組裝硬件，搭建起整個(gè)系統(tǒng)的硬件框架。3.2安裝軟件組裝完成后，將系統(tǒng)相應(yīng)的軟件安裝到各個(gè)組件中。首先安裝集中控制器的控制軟件，然后安裝鉆機(jī)控制器的相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序和控制軟件，最后安裝數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的相關(guān)軟件。3.3調(diào)試系統(tǒng)在安裝完成后，需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。首先調(diào)試鉆機(jī)控制器，測(cè)試控制鉆進(jìn)、撤離和鉆桿旋轉(zhuǎn)的功能是否正常；然后測(cè)試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的采集和傳輸功能是否正常；最后進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)和測(cè)試，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。4.總結(jié)本文提出的2#復(fù)采煤層回采工作面“網(wǎng)格化”鉆探裝置是一種智能化、自動(dòng)化的鉆探設(shè)備，通過集