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)資源需求的擴大，露天礦山對生產(chǎn)作業(yè)能力、效率和安全性提出了越來越高的要求。露天礦鉆機設(shè)備無人值守技術(shù)提供了可靠、安全和有效的解決方案，滿足了無人值守下安全鉆孔的需求。通過對精確導(dǎo)航定位技術(shù)、高性能無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、智能自動運行控制技術(shù)、視頻監(jiān)測和圖像處理技術(shù)等的綜合應(yīng)用，實現(xiàn)了自動鉆孔作業(yè)過程的監(jiān)控監(jiān)測、自動運行和安全管理。并能減少自動鉆孔的人員物資投入，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)能耗，增強作業(yè)安全性。為礦山鉆機作業(yè)打造安全可靠、高效先進的生產(chǎn)平臺。

1.鉆機自動運行的遠程控制（遠程控制中心）

2.鉆機自動鉆孔與人工操作相互兼容

3.鉆機自動運行的近距離遙控操作

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

5.無人值守 24 小時不間斷無人自動駕駛，提高工作連續(xù)性

1.鉆機自動位移控制技術(shù)

自動位移控制技術(shù)通過鉆機精準(zhǔn)自動導(dǎo)航系統(tǒng)獲取鉆機位置和目標(biāo)孔的位置，動態(tài)計算移動距離和移動路徑，生成運行命令送入硬件控制終端，經(jīng) IO 口驅(qū)動繼電器控制鉆機原有電控系統(tǒng)，從而控制運動液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)自動位移目標(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)計并研發(fā)的定位算法，通過安裝在鉆機設(shè)備上的高精度 GPS 天線，并結(jié)合RTC 技術(shù)，應(yīng)用算法實時計算出鉆機鉆頭的準(zhǔn)確位置， 為鉆機的自動導(dǎo)航提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.鉆機水平位置找正技術(shù)

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

4.鉆機自動鉆孔技術(shù)

自動鉆孔通過精準(zhǔn)自動導(dǎo)航系統(tǒng)和測距傳感器給出的鉆孔深度和鉆孔位置信息，分析計算得到驅(qū)動命令， 驅(qū)動繼電器系統(tǒng)，最終控制鉆機原電力控制系統(tǒng)，進而控制液壓系統(tǒng)進行工作。

5.鉆機精準(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)，實現(xiàn)高精度導(dǎo)航定位，定位精度達 <2cm。并能通過指令精確控制鉆機自動運行的導(dǎo)航姿態(tài)，實現(xiàn)鉆機無人自動導(dǎo)航運行和對孔， 滿足高效、精確要求。

6.爆區(qū)自動布孔技術(shù)

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

7.鉆機厘米級精確定位技術(shù)

鉆機厘米級精確定位技術(shù)是實現(xiàn)爆區(qū)自動布孔和精確導(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)，實現(xiàn)厘米級的高精度實時定位。

8.視頻監(jiān)測技術(shù)

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

9.精確遙控技術(shù)

利用遙控器、遙控指揮車和監(jiān)控中心對鉆機進行遙控操作，精確遙控技術(shù)通過無線通信專網(wǎng)與鉆機運動控制系統(tǒng)進行通信，控制鉆機的相應(yīng)動作，在無法作業(yè)的惡劣環(huán)境時，人工操控鉆機進行生產(chǎn)作業(yè)。

10.鉆機健康自診斷技術(shù)

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

 11.高性能無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)

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

 12.鉆機鉆孔深度自動監(jiān)測技術(shù)

鉆孔深度自動監(jiān)測技術(shù)結(jié)合增量式位移傳感器， 達到實時檢測鉆孔深度，滿足控制系統(tǒng)的運行要求；深度檢測精準(zhǔn)高（精度達 <2cm），進而使布孔爆區(qū)的孔底海拔達到標(biāo)準(zhǔn)水平，為后期爆破提供基礎(chǔ)，同時避免因鉆孔深度不合格導(dǎo)致炸藥的浪費，節(jié)省成本。

13.鉆機作業(yè)安全性監(jiān)測技術(shù)

安全性檢測技術(shù)將精確導(dǎo)航技術(shù)與視頻監(jiān)測和圖像處理技術(shù)、雷達掃描技術(shù)和水平角度探測技術(shù)有效結(jié)合， 識別鉆機運行時的危險，如坡頂線、坡底線和邊界線斷層、土堆等，能夠有效避讓和報警。

14.鉆孔阻力檢測技術(shù)

鉆孔阻力檢測基于多源信息融合技術(shù)， 利用振動傳感器、位移和速度傳感器采集阻力信號，并在數(shù)據(jù)級對信息進行有效融合，得到當(dāng)前鉆孔過程中的阻力信息， 并反饋給控制系統(tǒng)。

東方測控受中煤平朔集團委托，根據(jù)現(xiàn)場情況選取了一臺阿特拉斯 CDM75E 型號牙輪鉆機進行了無人值守改造，實現(xiàn)了鉆機在無人值守的情況下能夠進行自動水平找正、自動布孔、自動鉆孔、孔深自動檢測、自動人工一鍵切換和遠程控制鉆機功能。這也是國內(nèi)首臺實現(xiàn)遠程遙控鉆孔、自動護孔作業(yè)的無人值守鉆機。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 小時不間斷運行，完成進米超過 1200m/ 天；同時，可自動生成鉆機作業(yè)日志、報表， 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，每臺鉆機工作時只需同時配備一人在遠程控制中心操作管理實現(xiàn)鉆機駕駛員減員 50%，工作人員遠離現(xiàn)場環(huán)境，杜絕遭遇現(xiàn)場粉塵、噪聲污染和安全風(fēng)險。

效率

1.實現(xiàn) 24 小時不間斷無人自動駕駛，提高工作連續(xù)性。

2.自動實現(xiàn)布孔功能，避免重復(fù)布孔。

3.布孔準(zhǔn)確且高效，提高時間效率。

人力成本

1.人工操作：每臺鉆機需配備 2 個人，四班制輪流共 8 人。

2.自動駕駛： 無人駕駛無需配備人員， 可完成輪流作業(yè)。

勞動環(huán)境

1.現(xiàn)場粉塵、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.無人自動駕駛完全可以避免，改善人員的勞動環(huán)境。