基于固定场景下的钻机自主作业关键技术开发与应用研究

需求的背景和应用场景

在露天矿山开采过程中，爆破作业是关键的一环，而钻机作为爆破作业的核心设备，其作业效率与精度直接影响着整个开采过程的效率与安全。传统的人工操作钻机方式存在诸多痛点，如作业环境恶劣对操作人员健康构成威胁、人为因素导致的作业精度不稳定、以及高昂的人力成本等。随着自动化与智能化技术的快速发展，实现钻机在固定场景下的自主作业，成为提升露天矿山爆破作业效率、降低运营成本、保障作业安全的重要途径。本技术需求旨在通过开展露天矿山爆破场景下钻机自主作业关键技术研究，解决现有钻机作业方式存在的痛点问题，推动露天矿山开采行业的智能化升级。

要解决的关键技术问题

1. 远程遥控模式定点钻孔作业功能：研究如何实现钻机在远程遥控模式下的精确定点钻孔作业，确保钻孔位置与深度的准确性，提高作业效率与精度。
2. 智能精准定位技术：开发智能定位算法与传感器系统，实现钻机在复杂环境下的高精度定位，为自主作业提供基础保障。
3. 炮孔设计参数自主接收与自动布孔技术：研究如何使钻机能够自主接收并解析炮孔设计参数，根据参数自动进行布孔作业，减少人工干预。
4. 护孔、测孔、随钻测量技术：开发护孔装置与测孔、随钻测量技术，确保钻孔过程中的孔壁稳定与钻孔质量的实时监测。
5. 自动换钻头、钻杆功能：研究实现钻机在作业过程中自动识别并更换钻头、钻杆的技术，提高作业连续性与效率。
6. 随钻岩性采集与钻机运行状态监测技术：开发随钻岩性采集系统，实时监测钻机运行状态参数，为异常报警、故障智能诊断与预测提供数据支持。
7. 异常报警、故障智能诊断与预测功能：基于大数据与人工智能技术，研究实现钻机运行过程中的异常报警、故障智能诊断与预测，提升设备维护效率与作业安全性。

效果要求

本技术需求的实施将实现钻机在露天矿山爆破场景下的自主作业，显著提高作业效率与精度，降低运营成本与安全隐患。具体效果包括：

• 提高作业效率：通过自动化与智能化技术，实现钻机作业的快速、精准，提升整体作业效率。
• 增强作业安全性：减少人工操作，降低作业环境对操作人员的健康威胁，提高作业安全性。
• 降低运营成本：通过自动化作业减少人力需求，降低运营成本，提升经济效益。
• 提升作业精度：实现钻孔位置与深度的精确控制，提升爆破作业效果与矿山开采效率。
• 创新技术应用：推动自动化与智能化技术在露天矿山开采行业的应用，提升行业技术水平与创新能力。