NO326032B1 - Fremgangsmåte og anordning for retningsstyring av bergboremaskin - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for retningsstyring av en bergboremaskin hvor bergboremaskinens boreenhet ( 1 ) som befinner seg i et borehull ( 2 ), omfatter minst en pilotborekrone ( 6 ) eller utrømmingsborekrone (8 ) og hvor borekronen(e) ( 6, 8 ) drives av en elektrisk motor ( 10 ) via en girkasse ( 12 ), og hvor borekronen(e) ( 6, 8 ) forskyves innover i berget ( 3 ) ved hjelp av en matestang ( 4 ) som forløper fra en matemaskin ved utsiden av borehullet ( 2 ), og hvor borekronen(e) ( 6, 8 ), girkassen ( 12 ) og motoren (10) styrt dreies om en styreakse ( 18 ) som er tilnærmet perpendikulær i forhold til matestangens ( 4 ) senterakse (26).

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR RETNINGSSTYRING AV BERGBOREMASKIN

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for retningsstyring av en bergboremaskin. Nærmere bestemt dreier det seg om en fremgangsmåte for retningsstyring av en bergboremaskin hvor bergboremaskinens boresammenstilling som befinner seg i et borehull, omfatter minst en pilotborekrone eller utrøm-mingsborekrone og hvor borekronene drives av en elektrisk motor via en girkasse nær borekronene. Borekronene samt motoren og girkassen forskyves innover i berget ved hjelp av en matestang som forløper fra en matemaskin ved utsiden av borehullet, idet borekronene, girkassen og motoren styrt dreies om en styreakse som er tilnærmet perpendikulær i forhold til matestangens lengdeakse. Oppfinnelsen omfatter også en anordning for utøvelse av fremgangsmåten.

Under bergboring hvor borehull har for lite tverrsnitt til at personer kan oppholde seg i borehullet, er det kjent å anvende en bergboremaskin som er forsynt med én pilotborekrone og minst én bakenfor pilotborekronen relativt boreretningen seg befinnende utrømmingsborekrone.

Det er videre kjent å anbringe en drivmotor ved borekronene, idet borekronene og motoren mates innover i borehullet ved hjelp av en matestang som forløper fra en utenfor borehullet seg befinnende matemaskin.

Bergboremaskiner av denne art retningsstyres ved at borekronens rotasjonsakse er tildelt en fast vinkel i forhold til tnatestangens lengdeakse. Dette bevirker at borekronene borer med en vinkel i forhold til matestangen. Ønsket boreretning oppnås ved stadig å dreie matestangen om borehullets senterakse inntil borekronene borer i den ønskede retning. WO 2005/121494 beskriver en slik bergboremaskin.

Fremgangsmåten ifølge kjent teknikk medfører at borehullet oppviser en til dels betydelig spiralform, noe som vanske-liggjør videre forskyvning av borekronene innover borehullet, særlig når det er tale om relativt lange borehull. Spiralfor-men kan også vanskeliggjøre etterfølgende, ytterligere utrøm-ming av borehullet.

Fra gruvedrift, se US 3064958, er det kjent å anvende en bo-rerekrone med gravelegemer hvor borekronen er utformet til å kunne arbeide med en svingende bevegelse over stuffen.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Retningsstyring av en bergboremaskin i overensstemmelse med oppfinnelsen hvor bergboremaskinens boresammenstilling befinner seg i et borehull omfatter minst en pilotborekrone eller utrømmingsborekrone og hvor borekronene drives av en elektrisk motor via en girkasse, og hvor borekronene samt motoren og girkassen forskyves innover i berget ved hjelp av en matestang som forløper fra en matemaskin ved utsiden av borehullet, kjennetegnes ved at borekronene, girkassen og motoren styrt dreies om en styreakse som er tilnærmet perpendikulær i forhold til matestangens senterakse.

Boresammenstillingens posisjon overvåkes av et styresystem, idet boresammenstillingens rotasjonsvinkel om matestangens senterakse samt styrevinkelen mellom borekronene og matestangen justeres i henhold til ønsket verdi. Matestangen roterer ellers ikke utover den fjærende rotasjon som forårsa-kes av borekronenes dreiemoment.

Styreaksen befinner seg mellom borekronen og en støtte ved matestangens indre endeparti, idet boresammenstillingen er forsynt med et styreledd som omfatter en styreaksling. Styreakslingens senterakse sammenfaller med styreaksen.

Styreleddet omfatter typisk et akslingfeste som er koplet til matestangen via et mellomhus, og et lagerhus som er koplet til motoren.

En aktuator er koplet mellom akslingfestet og lagerhuset og er innrettet til å kunne dreie lagerhuset relativt akslingfestet om styreakslingen. Aktuatoren tilføres trykkfluid fra en sirkulasjonspumpe via en styreventil.

Styreventilen er styrt av styresystemet på bakgrunn av målt posisjon av boresammenstillingen.

Vinkelen a mellom borekronens senterakse og matestangens senterakse er overvåket ved hjelp av en giver.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket fremgangsmåte og utførelsesform som er anskue-liggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en bergboremaskins boresammenstilling under bor-ing i et borehull og hvor borekronens senterakse er dreid til en vinkel i forhold til matestangens senterakse, idet en styreanordning er indikert skjematisk; Fig. 2 viser i større målestokk og delvis i snitt boresam-menstUlingens styreakse og aktuator hvor styreventil og hyd-raulikkrets er vist skjematisk; og

Fig. 3 viser det samme som i fig. 2, men her er aktuator-stemplet forskjøvet.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en boresammenstilling av en i sin helhet ikke vist bergboremaskin. Boresammenstillingen 1 befinner seg i et borehull 2 i berget 3 og er ved hjelp av en matestang 4 koplet til en ikke vist matemaskin som befinner seg utenfor borehullet 2.

Boresammenstillingen 1 omfatter en pilotborekrone 6 samt en utrømmingsborekrone 8 som befinner seg noe bak pilotborekronen 6. Borekronene 6 og 8 drives av en elektrisk motor 10 via en girkasse 12.

Motoren 10 er sammen med girkassen 12 og borekronene 6 og 8 koplet til et styreledd 13 som igjen er koplet til et mellomhus 14. Mellomhuset 14 er ved sitt motstående endeparti fast koplet til en støtte 16 og til matestangens 4 indre endeparti. Boresammenstillingen 1 ligger an mot borehullet 2 ved borekronene 6, 8 og ved støtten 16. Styreleddets 13 dreieakse utgjør en styreakse 18.

En kraft- og styrekabel" 20 forløper langs borehullet 2 fra et styresystem 22 som befinner seg utenfor borehullet 2, og inn til boresammenstillingen 1.

Borekronenes 6 og 8 senterakse 24 er i fig. 1 tildelt en vinkel a i forhold til matestangens 4 senterakse 26.

Styreleddet 13 er koplet til mellomhuset 14 ved hjelp av et akslingsfeste .28, se fig. 2, som bærer en styreaksling 30. Styreakslingens 30 senterakse sammenfaller med styreaksen 18.

En lagerhus 32 som er lagrende dreibart om styreakslingen 30, er koplet til motoren 10. Akslingfestet 28, styreakslingen 30 og lagerhuset 32 utgjør styreleddet 13. Motorens 10 dreiemoment overføres via styreleddet 13, mellomhuset 14 og matestangen 4 til den ikke viste matemaskin.

En motholdsarm 34 som er koplet til akslingfestet 28, rager noe inn i mellomhuset 14. Tilsvarende rager en styrearm 36 som er koplet til lagerhuset 32 også noe innover i mellomhuset 14. En aktuator 38, her i form av en hydraulisk sylinder, er koplet mellom motholdsarmens 34 og styrearmens 36 frie en-departier.

En forskyvning av aktuatorens 38 stempelstang 40 bevirker at styrearmen 36 sammen med lagerhuset 32, motoren 10, girkassen 12 og borekronene 6 og 8 dreies om styreaksen 18 slik at vinkelen a mellom borekronenes 6, 8 senterakse 24 og matestangens 4 senterakse 26 endres, se fig. 3.

Aktuatoren 38 er koplet til en styreventil 42 ved hjelp av rørforbindelser 44. Koplingen er vist skjematisk i fig. 2. Styreventilen 42 forsynes med trykkfluid fra en sirkulasjonspumpe 46 via sirkulasjonsrør 48. Sirkulasjonspumpen 46 sirku-lerer normalt fluid til borekronenes 6, 8 opplagring, her skjematisk indikert med henvisningstallet 50 via en tank 51.

Styreventilen 42 styres og sirkulasjonspumpen 46 tilføres energi ved hjelp av ikke viste ledninger via kraft- og styre-kabelen 20.

Styresystemet 22 omfatter et styreskap 52 med nødvendige kom-ponenter og et styrekonsoll 54. Fra styrekonsollen 54 kan for eksempel bergboremaskinens posisjon, effektforbruk og drifts-temperatur overvåkes på i og for seg kj ent måte.

Når det indikeres at boresammenstillingens 1 boreretning bør justeres, dreies matestangen 4 om nødvendig om sin senterakse

26 inntil styreaksen 18 inntar ønsket retning. Styreventilen 42 aktiveres slik at stempelstangen 40 forskyves i aktuatoren 38 inntil vinkelen a inntar ønsket verdi, noe som tilbake-meldes fra en giver 56 ved aktuatoren 38.

Sirkulasjonspumpen 46 og styreventilen 42 er anbrakt i mellomhuset 14. Mellomhuset 14 kan utgjøre et fluidreservoar for trykkfluid.

Spylevann for rensing av borekronene 6, 8 tilføres via matestangen 4 og strømmer via ikke viste ledningselement gjen-nom mellomhuset 14, styreleddet 13, motoren 10, girkassen 12 og frem til borekronene 6, 8.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for retningsstyring av en bergboremaskin hvor bergboremaskinens boresammenstilling (1), som befinner seg i et borehull (2), omfatter minst en pilotborekrone (6) eller en utrømmingsborekrone (8) og hvor borekronen(e) (6, 8) drives av en elektrisk motor (10) via en girkasse (12), og hvor borekronen(e) (6, 8) samt motoren (10) og girkassen (12) forskyves innover i berget (3) ved hjelp av en matestang (4) som forløper fra en matemaskin på utsiden av borehullet (2), karakterisert ved at borekronen(e) (6, 8), girkassen (12) og motoren (10) styrt dreies om en styreakse (18) som er tilnærmet perpendikulær i forhold til matestangens (4) senterakse (26) .

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at boresammenstillingens (1) posisjon overvåkes av et styresystem (22) hvoretter boresammenstillingens (1) rotasjonsvinkel om matestangens (4) senterakse (26) og en vinkel (a) mellom borekronens (6, 8) senterakse (24) og matestangens (4) senterakse (26) justeres i henhold til ønsket verdi.

3. Styreanordning for en bergboremaskin hvor bergboremaskinens boresammenstilling (1) som befinner seg i et borehull (2), omfatter minst en pilotborekrone (6) eller en utrømmingsborekrone (8) og hvor borekronen(e) (6, 8) drives av en elektrisk motor (10) via en girkasse (12), og hvor borekronen(e) (6, 8) samt motoren (10) og girkassen (12) forskyves innover i berget (3) ved hjelp av en matestang (4) som forløper fra en matemaskin ved utsiden av borehullet (2), karakterisert ved at borekronen(e) (6, 8), girkassen (12) og motoren (10) er dreibare om en styreakse (18) som er tilnærmet perpendikulær i forhold til matestangens (4) senterakse (26).

4. Anordning i henhold til krav 3, karakterisert ved at styreaksen (18) befinner seg mellom borekronen (6, 8) og en støtte (16) ved matestangens (4) indre endeparti.

5. Anordning i henhold til krav 3, karakterisert ved at boresammenstillingen (1) er forsynt med et styreledd (13) som omfatter en styreaksling (30), idet styreakslingens (30) senterakse sammenfaller med styreaksen (18) .

6. Anordning i henhold til krav 5, karakterisert ved at styreleddet (13) er koplet til et til matestangen (4) forbundet mellomhus (14) ved hjelp av et aks-lingf este (28) og til motoren (10) ved hjelp av et lagerhus (32) .

7. Anordning i henhold til krav 6, karakterisert ved at en aktuator (38) er koplet mellom akslingfestet (28) og lagerhuset (32) og innrettet til å kunne dreie lagerhuset (32) om styreakslingen (30) relativt akslingsfestet (28).

8. Anordning i henhold til krav 7, karakterisert ved at aktuatoren (38) tilføres trykkfluid fra en sirkulasjonspumpe (46) via en styreventil (42).

9. Anordning i henhold til krav 8, karakterisert ved at styreventilen (42) er styrt av et styresystem (22) på bakgrunn av målt posisjon av boresammenstillingen (1) .

10. Anordning i henhold til krav 9, karakterisert ved at en vinkel (a) mellom borekronens (6, 8) senterakse (24) og matestangens (4) senterakse (26) er overvåket ved hjelp av en giver (56).