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Investigación sobre la Tecnología de Control de Perforación Adaptativa Basada en las Características del Carbón y la Roca Durante el Proceso de Perforación

Autores: Liang, Bin; Li, Guang; Shan, Guangpeng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Investigación sobre la Tecnología de Control de Perforación Adaptativa Basada en las Características del Carbón y la Roca Durante el Proceso de Perforación


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Robot de perforación
Alivio de presión
Propiedades de la roca de carbón
Perforación adaptativa
Sistema de control electrohidráulico
Coeficientes de dureza

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El robot de perforación anti-punch es una pieza clave de equipo utilizada para realizar operaciones de perforación y alivio de presión no tripuladas en minas de carbón subterráneas. La perforación adaptativa, llevada a cabo de acuerdo con las propiedades del carbón y la roca encontradas durante la perforación, es esencial para mejorar la seguridad y la eficiencia de la cara de trabajo de alivio de presión. Este documento analizó la composición del sistema de perforación del robot de perforación anti-punch y el flujo de trabajo del sistema de perforación, y luego calculó la velocidad de rotación óptima y la velocidad de avance óptima para diferentes coeficientes de dureza Platts de la roca de carbón a través del análisis de la fuerza de la barra de perforación. Basado en las características del sistema de control electrohidráulico de perforación, se diseñó un controlador adaptativo de rotación basado en un algoritmo de control auto-resistente y un controlador adaptativo de avance basado en control de estructura variable de modo deslizante. Se llevó a cabo una simulación conjunta utilizando el software AMESim 2020.1 y Simulink 2020b para analizar el rendimiento de control de cada controlador. Finalmente, se construyó una plataforma experimental para el sistema de control electrohidráulico del robot de perforación; se utilizaron diferentes coeficientes de dureza de especímenes de concreto para simular la dureza de la roca de carbón con diferentes características. Se realizaron experimentos de dureza de roca de carbón individuales y experimentos de perforación con cambios repentinos en la dureza de la roca de carbón. Los resultados experimentales mostraron que la estrategia de control adaptativo propuesta en este documento satisface los requisitos del control del sistema de perforación.

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