摘要
煤矿钻具在井下钻进过程中,操作人员不能及时掌握钻具的使用进尺与使用寿命等关键信息,不能及时淘汰、更换寿命临近的钻具,易造成断钻事故,形成巨大损失.同时,钻具的生产与使用没有智能管理相辅佐,造成断钻事故责任无法追溯厂家.因此,亟需建立井下钻具信息库,对煤矿井下在生产、运营、管理过程中使用的钻具相关生产厂家、型号、进尺、寿命等关键信息进行统计,对钻具进行规范化使用及管理,将此作为钻具信息可追溯的依据.钻具的智能化管理,有助于推进煤矿"互联网+"技术应用,为今后智慧矿山技术制定规范及标准.本文提出煤矿井下智能钻具管理系统,主要包括射频读写系统、信息载体芯片、信息处理系统、手机终端、PC数据分析软件等,该系统可实现钻具的生产信息、生命周期追踪以及施工过程中钻进尺度的测量,可适用于煤矿井下钻具的智能化与信息化管理.采用复功率Smith圆图分析抗金属标签芯片与天线的复阻抗共轭匹配关系,为芯片植入唯一身份识别的ID码,浇封嵌入钻具中,通过射频读写系统实现钻具ID的读写、采集、上传和集中管理.手机终端APP采用Eclipse+ADT平台开发,将钻具信息进行实时读取,手机终端与读写装置之间采用蓝牙交互通讯.PC端钻具信息管理软件使用C/S结构(Client/Server),系统使用SQL Server来存储数据,将钻具信息进行大数据融合,生成钻孔施工情况、钻具寿命、钻具进尺、人员考核等信息报告.最后,通过搭建试验平台,将本文研究形成的智能钻具管理系统应用到钻机上进行试验,结果表明该系统可实现钻具身份信息采集、钻具使用情况记录、钻具寿命判断、钻孔进尺测量等功能,试验设备运用稳定,测试效果理想,具有广泛的市场应用前景.
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