井下钻探随钻轨迹监控系统

井下钻探随钻轨迹监控系统技术方案2020年4月8日目录TOC\o"1-5"\h\z目录 0一、痛点分析 1二、钻探管控机器人功能 2（一）人员管控 2（二） 安全环境管控 3（三） 钻孔轨迹管控 3（四） 应急通信管控 3三、系统结构 4四、主要设备参数 4（一）井下钻探管控云计算平台 4（二）井下钻探管控机器人 6五、配置与报价 11一、痛点分析煤矿井下钻探施工地点分散、专业性强，安全管控、质量管控难度大。钻探的结果可靠如否，又直接关系到瓦斯瓦斯治理、水害治理、火灾治理等重大安全工程的成败。因此，钻探管控智能一致是智能化管控的难点、盲点。钻探智能管控的内容：1、出勤人员确认、出勤人数确认。2、工作时间确认,包括到人员达与离开现场时间，设备运行时间，下钻时间、起钻时间等。3、工作行为确认。包括，下钻动作与下钻杆的根数、长度，起钻行为，以及起钻的根数、长度。4、周围安全环境监控，包括瓦斯、二氧化碳、温度湿度等气体，以及巷道围岩安全性监控等。5、钻孔的轨迹，以及钻孔轨迹与实际设计的比较。6、其他。二、钻探管控机器人功能（一）人员管控通过人工智能人员识别模块实现：1、人脸识别、人数识别实现，人员现场到达时间、离岗时间、脱岗时间管理。统计累计工作时间等。2、实现对操作行为的人工智能管控，主要有：1）下钻情况，下钻起至时间，下钻钻杆数量，长度。2）起钻情况，起钻起至时间，起钻钻杆数量、长度。3）违规操作报警。（二） 安全环境管控1、气体环境监测，通过多功能气体检测模块，检测实现，瓦斯、二氧化碳、温度湿度等的智能检测，超限报警。2、巷道围岩检测，通过人工智能视频围岩检测模块实现，对作业地点围岩安全情况的检测（例如冒顶、巷道严重变形等），异常报警。（三） 钻孔轨迹管控通过钻孔轨迹测量模块，实现对钻孔轨迹的实时监控，并自动与设计比较，偏离超过规定误差，自动报警。仪器可实现回转钻进随钻测量，并将数据存储在探管内部。加尺、检尺、停钻时，将数据传输到手持机，然后，通过传输基站传输到云计算平台。井下、井上都可显示钻孔的轨迹图形以及深度、倾角、方位角数据。井下数据数据采用Excel格式保存，方便地实现数据的存贮、删除、显示。云计算数据采用数据库保存。（四） 应急通信管控钻探管控机器人具有WiFi、广播、对讲通讯功能，直接实现与调度指挥中心通话、视频等联系。三、系统结构钻探管控机器人系统由云计算平台、现场的人工智能视频人员管控模块、围岩管控模块、环境监测模块、钻孔轨迹测控模块、通讯模块、供电模块等组成。如下图所示：、主要设备参数（一）井下钻探管控云计算平台1、基本功能参数云计算平台（简称云平台）是钻探管控机器人的大脑。由云服务器多台、操作系统与数据库系统、防火墙、数据传输安全软件、数据存储设备、WiFi与广播对讲主机与软件、机器人系统软件等组成（详见附表1）。主要功能为：1、 系统运行管理，包括数据采集、传输、储存、挖掘分析使用的管控。2、 数据安全管理，包括存储安全、传输安全，达到“三级”（政务级）安全标准，免遭网络攻击等。3、 无线通讯管理，包括WiFi无线通讯、广播对讲无线通讯。附表1序号设备名称规格数量单价/年备注1RDS数据服务器SQLServer2016标准版4核8G200G12WEB服务器Intel8269CY8核32G1TBWindowsServer2019X642

3应用防火墙支持常见的Web攻击防护，包括SQL注入、XSS、Webshell上传、目录遍历等，云端自动最新Web0day漏洞的防护规则，支持HTTP（80、8080端口）、HTTPS（443、8443端口）的业务防护，支持人机识别的数据风控防护、防黄牛、防恶意注册，基础的默认CC防护策略，缓解HTTP-Flood攻击；支持网页防篡改、盗链防护、管理后台的防暴力破解；14云安全中心实现实时识别、分析、预警安全威胁的统一安全管理系统，通过防勒索、防病毒、防篡改（增值）、合规检查等安全能力，帮助您实现威胁检测、响应、溯源的自动化安全运营闭环，保护云上资产和本地主机并满足监管合规15网盘存储费用1T16快照10T17WiFi通讯系统wifi通讯主机/ldppbxwifi语音网关/LDWGWifi通讯模块相关软件18对讲广播系统网络广播控制主机/LDKKT寻呼话筒/ARMIP语音模块相关软件19人工智能视频系统主机与软件主机、GPU图像处理模块、软件模块10钻探管控机器人系统软件，管控机器人大数据

2、大数据一张图主控软件功能系统大数据一张图管理功能，就是在一张图上可以自动查看管理到每一个人打钻工作情况，视频情况，实际打钻工作效果的钻孔轨迹。自动统计打钻工作人员的考勤数据（包括工作时间、工作时长、工作量）以及操作是否违规等安全生产状。（二）井下钻探管控机器人1、人工智能视频人员识别模块高清近距离视频摄像头：可视距离10-20m,300万像素，红外照明，可变焦，5-55mm。高清中距离摄像头：可视距离50-100m,300万像素，红外或者激光照明，可变焦5-55mm。通讯方式：WiFi无线通讯和网口。供电：本质安全型，供电电压:DC12V。功耗极低。轻量化、轻便，整机重量小于1kg。防水等级：IP67。安装方式，悬挂。2、人工智能视频围岩识别模块高清近距离视频摄像头：可视距离10-20m,300万像素，红外照明，可变焦，5-55mm。髙清中距离摄像头：可视距离50-100m,300万像素，红外或者激光照明，可变焦5-55mm。通讯方式：WiFi无线通讯和网口。供电：本质安全型，供电电压:DC12V。功耗极低。轻量化、轻便，整机重量小于1kg。防水等级：IP67。安装方式，悬挂。3、安全环境管控模块同时检测甲烷、二氧化碳、温度、湿度等（可以扩展硫化氢、一氧化碳、氧气等检测），并实时传输数据到云平台。甲烷检测采用免校验激光传感器（经过安标认证的），二氧化碳检测采用免校验红外传感器、温度、湿度等检测也在系统控制下，可以实现多传感器快速巡检，例如，二小时、一小时、每分钟检测一次。4、钻孔轨迹管控模块1）基本参数＞测钻孔深度范围：0〜1000m；A适用钻杆直径：普通钻杆上巾50mm；A适用钻杆长度：普通钻杆2800mm；＞随钻测量方位角：0〜360°（土1°）；＞随钻测量倾角： -90°〜+90°（土0.2°）；＞随钻测量工具面向角：0〜360°（土1.5°）；＞随钻测量温度：-20〜1201；＞钻孔深度测量误差：W0.1% ；＞随钻测量数据传输方式：无线传输；＞随钻测量通信距离：0〜1000m；＞随钻探头工作时间：上120小时；＞主机工作时间：上24小时；＞测量探头尺寸：巾32X750mm；

＞测量探头耐压：12Mpa；＞测量探头供电：锰酸锂电池12V；A井下主机显示屏：9寸；＞井下主机存贮容量：$16GB 。2）探管主要技术指标图2探管示意图口注解：3）无磁钻杆外形尺寸及重量A外形尺寸：73mmX1140mm；重量：25Kg；>无磁钻杆材质：SMF166。4）探管供电方式及参数>采用锰酸锂电池；工作电压：3.2〜4.2VDC；>最髙开路电压Uo：4.2V；最大短路电流Io：2.5A；一次充电连续工作时间：上100小时。5）井下轨迹数据处理手持机功能为与探管测量仪器通讯并进行数据处理，与云通讯，进行数据传输外形尺寸：LXWXH：218mmX139mmX18mm；A重量：WlKg；>存贮容量：$32G；

外壳材质：PC塑料+TPU。5、应急通信管控模块钻探管控机器人具有WiFi、广播、对讲通讯功能，直接实现与调度指