爆破钻孔是露天采矿系统的关键工作之一，随着采矿技术的不断发展和矿产资源需求的扩大，露天矿山对生产作业能力、效率和安全性提出了越来越高的要求。露天矿钻机设备无人值守技术提供了可靠、安全和有效的解决方案，满足了无人值守下安全钻孔的需求。通过对精确导航定位技术、高性能无线网络通讯技术、智能自动运行控制技术、视频监测和图像处理技术等的综合应用，实现了自动钻孔作业过程的监控监测、自动运行和安全管理。并能减少自动钻孔的人员物资投入，提高生产效率，降低生产能耗，增强作业安全性。为矿山钻机作业打造安全可靠、高效先进的生产平台。

1.钻机自动运行的远程控制（远程控制中心）

2.钻机自动钻孔与人工操作相互兼容

3.钻机自动运行的近距离遥控操作

4.自动布控，避免重复布孔， 布孔准确且高效，提高时间效率

5.无人值守 24 小时不间断无人自动驾驶，提高工作连续性

1.钻机自动位移控制技术

自动位移控制技术通过钻机精准自动导航系统获取钻机位置和目标孔的位置，动态计算移动距离和移动路径，生成运行命令送入硬件控制终端，经 IO 口驱动继电器控制钻机原有电控系统，从而控制运动液压系统，实现自动位移目标。

2.基于RTK精确定位的三角定位算法

三角定位技术是由我公司自主设计并研发的定位算法，通过安装在钻机设备上的高精度 GPS 天线，并结合RTC 技术，应用算法实时计算出钻机钻头的准确位置， 为钻机的自动导航提供数据基础。

3.钻机水平位置找正技术

水平自动找正技术通过倾角仪传感器获取当前钻机，水平位置信息，并与水平标准信息差分比较得到驱动命令，送入硬件控制终端，经 IO 口驱动继电器，最终控制钻机液压系统，调整钻机和作业平面平行。

4.钻机自动钻孔技术

自动钻孔通过精准自动导航系统和测距传感器给出的钻孔深度和钻孔位置信息，分析计算得到驱动命令， 驱动继电器系统，最终控制钻机原电力控制系统，进而控制液压系统进行工作。

5.钻机精准导航技术

精准导航技术结合高精度定位技术、三角定位算法、三维导航算法和差分数据处理技术，实现高精度导航定位，定位精度达 <2cm。并能通过指令精确控制钻机自动运行的导航姿态，实现钻机无人自动导航运行和对孔， 满足高效、精确要求。

6.爆区自动布孔技术

根据现场实际情况， 使用高精度采点仪器采集爆区边界点，再由技术员设计爆区的工作方式，使爆区更加精准。布孔操作简单方便，并可直接将布好的爆区下发给作业钻机，大大节省人力、物理和时间，同时也增加了作业的效率。

7.钻机厘米级精确定位技术

钻机厘米级精确定位技术是实现爆区自动布孔和精确导航的基础。本技术以高精度定位为基础，结合 RTK 定位技术，实现厘米级的高精度实时定位。

8.视频监测技术

钻机驾驶室内 \ 外安装视频监控，全方位的监控钻机作业环境和作业状态。为作业平盘安全检测、钻机运行时的电缆管理提供有效信息，保障钻机运行安全。

9.精确遥控技术

利用遥控器、遥控指挥车和监控中心对钻机进行遥控操作，精确遥控技术通过无线通信专网与钻机运动控制系统进行通信，控制钻机的相应动作，在无法作业的恶劣环境时，人工操控钻机进行生产作业。

10.钻机健康自诊断技术

通过传感器信息采集， 实时读取钻机各仪表数值和各部分设备（如：压缩机、液压系统等）的运行情况， 并在系统中加以判断，实时反馈钻机的健康指数给控制中心。

 11.高性能无线网络通讯技术

网络通信系统采用无线通信专网 + 电台的组网方式。其中无线通信专网为主干网络，采用 4G 无线通信技术。另一部分由电台网络组成，采用新一代数传电台技术， 具有信号绕射能力强，带宽高、通信速度快和时效性好等优点。

 12.钻机钻孔深度自动监测技术

钻孔深度自动监测技术结合增量式位移传感器， 达到实时检测钻孔深度，满足控制系统的运行要求；深度检测精准高（精度达 <2cm），进而使布孔爆区的孔底海拔达到标准水平，为后期爆破提供基础，同时避免因钻孔深度不合格导致炸药的浪费，节省成本。

13.钻机作业安全性监测技术

安全性检测技术将精确导航技术与视频监测和图像处理技术、雷达扫描技术和水平角度探测技术有效结合， 识别钻机运行时的危险，如坡顶线、坡底线和边界线断层、土堆等，能够有效避让和报警。

14.钻孔阻力检测技术

钻孔阻力检测基于多源信息融合技术， 利用振动传感器、位移和速度传感器采集阻力信号，并在数据级对信息进行有效融合，得到当前钻孔过程中的阻力信息， 并反馈给控制系统。

东方测控受中煤平朔集团委托，根据现场情况选取了一台阿特拉斯 CDM75E 型号牙轮钻机进行了无人值守改造，实现了钻机在无人值守的情况下能够进行自动水平找正、自动布孔、自动钻孔、孔深自动检测、自动人工一键切换和远程控制钻机功能。这也是国内首台实现远程遥控钻孔、自动护孔作业的无人值守钻机。系统应用后成果显著， 在增效方面，节省了传统钻孔作业布置标志物等环节，且24 小时不间断运行，完成进米超过 1200m/ 天；同时，可自动生成钻机作业日志、报表， 保留历史作业痕迹，为管理提供有效数据支持，切实提高了生产管理效率，月整体作业效率提升约 10%。

在减员方面，每台钻机工作时只需同时配备一人在远程控制中心操作管理实现钻机驾驶员减员 50%，工作人员远离现场环境，杜绝遭遇现场粉尘、噪声污染和安全风险。

效率

1.实现 24 小时不间断无人自动驾驶，提高工作连续性。

2.自动实现布孔功能，避免重复布孔。

3.布孔准确且高效，提高时间效率。

人力成本

1.人工操作：每台钻机需配备 2 个人，四班制轮流共 8 人。

2.自动驾驶： 无人驾驶无需配备人员， 可完成轮流作业。

劳动环境

1.现场粉尘、噪声等污染严重，在人工操作下影响钻孔人员健康和安全。

2.无人自动驾驶完全可以避免，改善人员的劳动环境。