项目名称：智能锚杆钻机
需解决的技术问题：
掘进是煤矿生产的核心环节之一，对矿井安全、生产布局和开采效率影响重大。目前存在采掘接续紧张、掘进队伍庞大、安全管理难度大，煤巷掘进成为制约矿井安全、高效、集约化生产的共性关键问题。
目前掘进作业具有强度大、风险高、环境差的特点，尤其是锚护作业主要依靠人工手动操作液压多路阀进行作业，在有顶板淋水等部分恶略工况条件下，锚杆机司机一直在固定位置操作极不方便。手动作业效率低、自动化程度低，不能满足掘进工作面自动化、信息化发展的要求，且操作人员重复、大量操作液压阀杆易疲劳、误操作。操作阀与钻架之间有一大排液管连接，锚钻系统出现液压故障后，故障排查困难。
随着智能化掘进工作面建设，需对掘锚机的锚钻系统自动化控制进行研究，解决掘锚机自动打钻、锚护等环节的关键性难题，提高锚钻系统效率，降低作业劳动强度，改善作业环境，保障生产安全，提高掘进工作面自动化水平，对矿井智能化发展具有重要意义。
项目拟合作开展以下研究：
1.掘锚机自动钻锚系统研究
根据现有掘锚机锚钻系统功能、作业流程，对错钻系统工艺流程进行分析，设计一套自动化的错钻控制系统、工艺流程。
2.钻架结构研究
结合现有掘锚机锚钻系统钻臂结构、钻箱结构、液压系统原理、管路布置方式，对掘锚机钻架进行设计。
3.钻锚控制系统优化设计研究
对掘锚机错钻系统功能、作业流程特点进行分析，对自动错钻系统控制程序进行优化设计，研发设计相应的软硬件，实现掘错机错钻系统电液自动控制功能。
4.隔爆型电液控集成模块
研究多歧阀技术，电磁阀、倾角传感器、流量传感器、漏油传感器、压力传感器、电磁阀驱动检测电路板等集成，并安装于隔爆外壳内。
5.阀芯故障监测、保护、油缸行程流量控制技术研究
6.隔爆型人机交互控制终端
(1)研究钻错自动控制技术，可通过每个人机交互控制终端完成钻臂锚钻控制，设计人机交互界面，实现错钻系统工作状态画面、图形显示，可通过人机面板实现错钻工作相关参数设置
(2)研究基于磁场强度感应的非接触式按键，可根据按键深度，实现比例控制油缸、马达速度，可替代传统手柄式操作。可独立完成钻臂错钻控制。具备按键比例控制校准功能，可设置按键深度与阀开口大小匹配。按键设计具备防磁性干扰。
(3)具备错钻系统作业远程监测功能，实时监测错杆机错护状态、煤层硬度显示等功能，可在地面监控锚杆机的运行状况，可以切换不同画面，具备远程修改参数等功能。7.钻孔精准定位技术研究
具备定位孔深度、钻孔时间设定功能，当定位孔完成后以正常速度进给，可以设定深度钻孔结束前慢速进给深度、时间确保钻孔深度精准控制。
8.煤岩硬度分布图形化研究
研究进给、钻孔压力与煤岩硬度匹配，通过整理钻孔相关压力数值，并在人机交互终端显示钻孔深度区间内煤层硬度分布图现场操作人员可根据煤岩硬度显示数据优化自动错钻工作参数。
预期目标：
技术指标：
1.钻臂升降行程测量精度:<1mm；
2.每路比例电磁阀配置2个阀芯位置监测传感器，检测精度小于 50um，具备阀芯动作监测、自检、校准功能；
3.内置流量传感器可以控制、监测进给油缸行程，控制精度士1mm，并在控制终端显示钻孔深度、推进力等参数，控制终端根据钻进压力变化调节钻箱钻速和推进速度
4.锚杆施工的间排距误差不得超过设计值的 10%，角度误差不超过设计值士15°，错杆支护不合格率不大于 3%;10m 范围内的累计误差不大于1排；
5.顶支护钻臂高度:2050mm (不含夹持装置)，进给行程>1.8m；
6.电液控集成模块内置传感器，可对相关数据进行监测，能够感知钻孔深度、推进力等参数，根据钻箱进给压力变化调节钻箱转速和推进速度；
7.钻箱压力、油缸压力、锚护参数可通过钻臂控制终端对相关参数进行调整；
8.在钻孔的过程中，可实时生成顶部煤岩硬度分布图可以根据分布图调整钻锚工作参数；
9.可记录错杆支护数量及煤层硬度等相关数据，面板上可显示不少于 20 条硬度色条图形。具备故障自诊断功能，记录故障不少于100条；
10.以太网通讯，以太网口(2个);协议:EtherNet/IP协议:传输介质:不低于超五类STP屏蔽双绞线标准和单模光纤;通讯速率:100Mbps和1Gbps;
无线通讯，支持WiFi，4G/5G;协议:无线通信制式:工作频段:2.4GHz;最低速率: WiFi不低于 20Mbps。
经济效益：
项目成果在天河科技落地转化，形成年产100台套产业化规模，新增年销售收入8000万~1.2亿元，新增利润超1000元，新增税金500万元左右。
社会效益：
1.引进、培养高层次人才、高技能职工、硕博研究生3~5人；新增就业20人以上。
2.联合创建市级以上研发平台1处。省外研究中心、新型研发机构优先。
