SE530829C2

SE530829C2 - Method, system and rock drilling device for controlling power consumption during a rock drilling process

Info

Publication number: SE530829C2
Application number: SE0501394A
Authority: SE
Inventors: Lars Eriksson; Rolf Elsrud
Original assignee: Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2008-09-23
Also published as: AU2006258280A1; EP1899576A4; EP1899576B1; WO2006135303A1; WO2006135303A8; ZA200710483B; PT1899576T; EP1899576A1; SE0501394L; ES2650984T3; NO20080329L; NO341435B1; CA2610441C; AU2006258280B2; CA2610441A1

Description

Uppfinningens område Föreliggande uppfinning hänför sig till en metod för att styra effektförbrukning under en bergborrningsprocess av den typ som definieras i ingressen till patentkrav 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling power consumption during a rock drilling process of the type defined in the preamble of claim 1.

Uppfinningen hänför sig vidare även till ett system och en bergborrningsanordning av de typer som definieras i ingressen till patentkraven 12 respektive 23. The invention further also relates to a system and a rock drilling device of the types defined in the preambles of claims 12 and 23, respectively.

Uppfinningens bakgrund Bergborrningsanordningar kan användas inom ett antal områden. Till exempel kan bergborrningsanordningar användas vid väg-byggen, tunneldrivning, under- eller ovanjordsbrytning, berg-förstärkning, stigortsborrning (raise boring) och för borrning av sprängningshål, injekteringshål, sonderingshål och hål för insättning av bergbultar. Background of the Invention Rock drilling devices can be used in a number of areas. For example, rock drilling devices can be used in road construction, tunneling, underground or surface mining, rock reinforcement, raise drilling and for drilling blast holes, grouting holes, sounding holes and holes for inserting rock bolts.

Bergborrningen utförs ofta medelst slagbergborrning, varvid ett till en ände av en borrsträng monterat verktyg utsätts för slagpulser av en på motsatt sida av borrsträngen anordnad slagkolv, vilken är anordnad att drivas till att upprepat slå på borrsträngen. Vid borrverktygets yttre ände är anordnat borrbitar som penetrerar och bryter berget vid slagkolvens anslag. Borrverktyget kan även tryckas mot berget för att bibehålla kontakt mellan verktyget och berget för att säker-ställa att så stor del som möjligt av slagkolvens anslags-energi överförs till berget. För att göra bergborrningsprocessens mer effektiv kan borrverktyget vidare roteras något mellan anslagen så att borrbitarna träffar nytt berg vid varje anslag. Borrkaxet spolas bort från hålet med hjälp av ett lämpligt medium. Rock drilling is often carried out by means of percussion rock drilling, whereby a tool mounted at one end of a drill string is subjected to impact pulses by a percussion piston arranged on the opposite side of the drill string, which is arranged to be driven to repeatedly strike the drill string. Drill bits are arranged at the outer end of the drilling tool which penetrate and break the rock at the impact of the percussion piston. The drilling tool can also be pressed against the rock to maintain contact between the tool and the rock to ensure that as much of the impact energy of the percussion piston as possible is transferred to the rock. To make the rock drilling process more efficient, the drilling tool can also be rotated slightly between impacts so that the drill bits hit new rock at each impact. The drill cuttings are flushed out of the hole using a suitable medium.

Bergborrning kan även utföras av anordningar som enbart utnyttjar rotation och anbringat tryck för att bryta berget, eller anordningar som enbart använder rotation för att bryta berget. Rock drilling can also be performed by devices that solely utilize rotation and applied pressure to break the rock, or devices that solely use rotation to break the rock.

Gemensamt för de olika typerna av bergborrning är att de innefattar ett antal olika effektförbrukande funktioner. Antalet funktioner på moderna bergborrningsanordningar kan vara om-fattande, och kan till exempel inkludera kompressorer och/eller hydrauliska pumpar för att alstra spolningstryck/- flöde, slagkraft, rotationskraft, matningskraft, matnings-hastighet, kylfläktar, luftkonditionering. Common to the different types of rock drilling is that they involve a number of different power-consuming functions. The number of functions on modern rock drilling devices can be extensive, and may for example include compressors and/or hydraulic pumps to generate flushing pressure/flow, impact force, rotational force, feed force, feed speed, cooling fans, air conditioning.

För att effektförsörja dessa funktioner kan bergborrnings-anordningarna effektförsörjas på flera olika sätt. Till exempel kan bergborrningsanordningen innefatta effektförsörjningsorgan, såsom en dieselmotor, vilken används för att alstra effekt till bergborrningsanordningens effektförbrukande funktioner. Alternativt kan bergborrningsanordningen vara anslutbar till ett elnät och få erforderlig effekt till de effektförbrukande funktionerna från detta. To power these functions, the rock drilling devices can be powered in several different ways. For example, the rock drilling device can include power supply means, such as a diesel engine, which is used to generate power for the power-consuming functions of the rock drilling device. Alternatively, the rock drilling device can be connected to an electrical network and receive the required power for the power-consuming functions from it.

Den ständigt pågående utvecklingen av dessa moderna bergborrningsanordningar leder till att de blir allt mer komplice-rade med fler och fler funktioner, där alla funktioner har sina egna behov för att kunna utföras. Nackdelen med detta är att de kan vara svåra att anpassa till befintliga miljöer, såsom t.ex. existerande gruvor. The constant development of these modern rock drilling devices leads to them becoming increasingly complex with more and more functions, where each function has its own needs to be performed. The disadvantage of this is that they can be difficult to adapt to existing environments, such as existing mines.

Således existerar det ett behov av en förbättrad bergborrningsanordning som löser ovanstående problem. Thus, there exists a need for an improved rock drilling device that solves the above problems.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhanda-hålla en metod och ett system för att styra effektförbrukning under en bergborrningsprocess, vilka underlättar anpassning av bergborrningsanordningar till befintliga miljöer. Summary of the Invention It is an object of the present invention to provide a method and a system for controlling power consumption during a rock drilling process, which facilitates adaptation of rock drilling devices to existing environments.

Detta syfte uppnås genom en metod för styrning av effektförbrukning under en bergborrningsprocess enligt den känne-tecknande delen av patentkrav 1, samt genom ett system för styrning av effektförbrukning under en bergborrningsprocess enligt patentkrav 12. This object is achieved by a method for controlling power consumption during a rock drilling process according to the characterizing part of claim 1, and by a system for controlling power consumption during a rock drilling process according to claim 12.

Metoden för att styra effektförbrukningen under en bergborrningsprocess med en bergborrningsanordning inkluderar stegen att bestämma ett parametervärde som representerar en för bergborrningsprocessen total tillgänglig effekt, och att styra effektfördelningen mellan bergborrningsprocessens delprocesser så att delprocessernas totala effektförbrukningen inte överstiger den totala tillgängliga effekten. The method for controlling power consumption during a rock drilling process with a rock drilling device includes the steps of determining a parameter value that represents a total available power for the rock drilling process, and controlling the power distribution between the sub-processes of the rock drilling process so that the total power consumption of the sub-processes does not exceed the total available power.

Detta har fördelen att även en modern bergborrningsanordning med ett stort antal effektkrävande funktioner och/eller enstaka funktioner med mycket stora effektbehov kan användas i miljöer med begränsningar beträffande tillgänglig effekt. T.ex. kan miljön utgöras av en gammal gruva med ett gammalt elsystem, där bergborrningsanordningen effektförsörjs via elsystemet, och där elsystemets tillgängliga effekt är begränsad och inte får eller kan överskridas. Ett annat exempel utgörs av det fall där bergborrningsanordningen är utrustad med en stor dieselmotor som i sig klarar att driva bergborrningsanordningens samtliga funktioner på max, men där t.ex. dålig ventilation eller kylning medför att dieselmotorns fulla effekt inte får eller kan utnyttjas. Föreliggande uppfinning har även fördelen att den möjliggör användning av en dieselmotor som inte klarar att driva alla funktioner på samma gång. Uppfinningen möjliggör även användning av en hydraulpump med ett visst maximalt flöde, där det maximala flödet inte räcker till för att samtidigt driva alla funktioner med full effekt. This has the advantage that even a modern rock drilling device with a large number of power-intensive functions and/or individual functions with very large power requirements can be used in environments with limitations regarding available power. For example, the environment can consist of an old mine with an old electrical system, where the rock drilling device is supplied with power via the electrical system, and where the available power of the electrical system is limited and cannot or should not be exceeded. Another example is the case where the rock drilling device is equipped with a large diesel engine that is in itself capable of operating all functions of the rock drilling device at maximum, but where, for example, poor ventilation or cooling means that the full power of the diesel engine cannot or should not be utilized. The present invention also has the advantage that it enables the use of a diesel engine that is not capable of operating all functions at the same time. The invention also enables the use of a hydraulic pump with a certain maximum flow, where the maximum flow is not sufficient to simultaneously operate all functions at full power.

Bergborrningsprocessens delprocesser kan förses med olika prioritet, varvid den/de processer som har högst prioritet effektförsörjs först. Detta har fördelen att det kan säkerställas att det som är absolut viktigast utförs först, dvs. vanligtvis borrningen. På detta sätt kan borrningen erhålla full effekt, medan övriga funktioner blir utan effektförsörj-ning eller, där så är möjligt, får arbeta med reducerad effektförsörj ning. The sub-processes of the rock drilling process can be assigned different priorities, whereby the process(es) with the highest priority is/are supplied with power first. This has the advantage that it can be ensured that what is absolutely most important is carried out first, i.e. usually the drilling. In this way, the drilling can receive full power, while the other functions are left without power supply or, where possible, can operate with reduced power supply.

Vidare kan utföras en bestämning av vilka delprocesser som skall aktiveras och, om tillgänglig effekt inte är tillräcklig för samtidigt utförande av dessa delprocesser, kan den/de lägst prioriterade delprocesserna anordnas i en aktiveringskö. Pågående delprocesser kan övervakas, och, när någon delprocess avslutas, kan från denna delprocess frigjord effekt fördelas på övriga pågående delprocesser och/eller användas för att aktivera ny delprocess. Detta har fördelen att samtliga processer kan utföras, men istället för att alla delprocesser utförs samtidigt utförs de sekventiellt. Furthermore, a determination can be made of which subprocesses are to be activated and, if the available power is not sufficient for simultaneous execution of these subprocesses, the lowest priority subprocess(es) can be arranged in an activation queue. Running subprocesses can be monitored, and, when any subprocess is terminated, the power released from this subprocess can be distributed to other running subprocesses and/or used to activate a new subprocess. This has the advantage that all processes can be executed, but instead of all subprocesses being executed simultaneously, they are executed sequentially.

När en delprocess med hög prioritet skall aktiveras kan det bestämmas om tillgänglig effekt är tillräcklig för samtidigt utförande av redan pågående delprocesser samt delprocessen med hög prioritet. Om så inte är fallet kan effekttillförseln för en eller flera delprocesser med låg prioritet stängas av eller reduceras så att effekt frigörs för delprocessen med hög prioritet. Detta har fördelen att det kan säkerställas att processer med hög prioritet, t.ex. borrning, alltid kan utföras när så önskas. When a high-priority subprocess is to be activated, it can be determined whether the available power is sufficient for the simultaneous execution of already running subprocesses and the high-priority subprocess. If this is not the case, the power supply for one or more low-priority subprocesses can be switched off or reduced so that power is released for the high-priority subprocess. This has the advantage that it can be ensured that high-priority processes, e.g. drilling, can always be executed when desired.

Bestämning av ett parametervärde som representerar en för bergborrningsprocessen total tillgänglig effekt, och styrning av effektfördelningen mellan nämnda delprocesser kan utföras kontinuerligt, operiodiskt, med förutbestämda intervall och/eller vid en förändring av den totala tillgängliga effekten. Detta har fördelen att det hela tiden kan tas hänsyn till vilken effekt som finns tillgänglig, och sedan anpassa delprocessernas effekt utefter detta. Determining a parameter value that represents the total power available for the rock drilling process, and controlling the power distribution between said sub-processes can be performed continuously, aperiodically, at predetermined intervals and/or upon a change in the total power available. This has the advantage that it is possible to constantly take into account what power is available, and then adapt the power of the sub-processes accordingly.

Uppfinningen kan användas i sedvanliga bergborrningsanordningar, till exempel i anordningar som använder slag eller rotation eller en kombination därav. The invention can be used in conventional rock drilling devices, for example in devices that use impact or rotation or a combination thereof.

Föreliggande uppfinning hänför sig även till en bergborrningsanordning . The present invention also relates to a rock drilling device.

Ytterligare egenskaper och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå ur den följande detaljerade beskrivningen . Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 visar en exempelutföringsform av en bergborrningsanordning enligt föreliggande uppfinning. Fig. 2 visar ett blockdiagram som beskriver en exempel-utf örings form av föreliggande uppfinning. Brief Description of the Drawings Fig. 1 shows an exemplary embodiment of a rock drilling apparatus according to the present invention. Fig. 2 shows a block diagram describing an exemplary embodiment of the present invention.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer.Detailed description of preferred embodiments.

Fig. 1 visar en exemplifierande bergborrningsanordning enligt föreliggande uppfinning. I figuren visas en bergborrningsanordning 101, i detta exempel en underjordborrningsrigg. Borriggen 101 visas i användning, borrandes sprängningshål. Såsom kan ses i figuren är borriggen 101 försedd med tre bommar 102-104, vilka vardera uppbär varsin borrmaskin 105-107 via matarbalkar (ej visade). Den visade borriggen 101 kan således borra upp till tre hål samtidigt. Borrmaskinerna 105-107 är hydrauldrivna och effektförsörjs från en eller flera hydrauliska pumpar 108, vilken/vilka i sin tur drivs av en eller flera elmotorer 109. Elmotorn 109 är kopplad till ett i gruvan befintligt elnät 110 via kablage 111. Borriggen innefattar även en arbetsplattform 112 (där ett upphöjt läge visas schematiskt med streckade linjer) och en styrenhet 113. Fig. 1 shows an exemplary rock drilling apparatus according to the present invention. The figure shows a rock drilling apparatus 101, in this example an underground drilling rig. The drilling rig 101 is shown in use, drilling blast holes. As can be seen in the figure, the drilling rig 101 is provided with three booms 102-104, each of which supports a respective drilling machine 105-107 via feed beams (not shown). The illustrated drilling rig 101 can thus drill up to three holes simultaneously. The drilling machines 105-107 are hydraulically driven and are supplied with power from one or more hydraulic pumps 108, which in turn are driven by one or more electric motors 109. The electric motor 109 is connected to an existing electrical network 110 in the mine via cabling 111. The drilling rig also includes a work platform 112 (where an elevated position is shown schematically with dashed lines) and a control unit 113.

I fig. 2 visas ett blockdiagram över borriggens 101 styrsystem 113 och till styrenheten 113 anslutna komponenter. Figuren visar elmotorn 109, hydraulpump 108 för borrmaskinerna, samt ett flertal hydraulmotorer 120-125, vilka används för förflyttning/positionering av bergborrningsanordningen 101 respektive bommarna 102-104, arbetsplattformen 112 och för att rotera/indexera borrstålet under borrning. Vidare visas en kompressor 130 som t.ex. kan användas för åstadkommande av spolluft för spolning av borrhål och/eller kylning av borr-stål, och kylfläktar 126-128 för kylning av diverse av borriggens komponenter samt en klimatanläggning 129. Såsom inses av en fackman inom teknikområdet kan det naturligtvis finnas betydligt fler än de i fig. 2 visade komponenterna, t.ex. kan det finnas vattenpumpar för vattenspolning av borr-hålen. Styrenheten 113 kan vara ansluten till de olika enheterna via till exempel en CAN-buss, och kan vidare sända styrsignaler till enheterna om till exempel maximalt tillåtna effektnivåer via bussen. In Fig. 2 a block diagram of the control system 113 of the drilling rig 101 and the components connected to the control unit 113 is shown. The figure shows the electric motor 109, hydraulic pump 108 for the drilling machines, and a plurality of hydraulic motors 120-125, which are used for moving/positioning the rock drilling device 101 and the booms 102-104, the work platform 112 and for rotating/indexing the drill steel during drilling. Furthermore, a compressor 130 is shown which, for example, can be used for providing flushing air for flushing boreholes and/or cooling drill steel, and cooling fans 126-128 for cooling various components of the drilling rig and an air conditioning system 129. As will be appreciated by a person skilled in the art, there may of course be considerably more components than those shown in Fig. 2, e.g. There may be water pumps for flushing the boreholes with water. The control unit 113 may be connected to the various units via, for example, a CAN bus, and may further send control signals to the units regarding, for example, maximum permitted power levels via the bus.

Moderna bergborrningsanordningar av den ovan beskrivna typen innefattar således ett flertal funktioner, vilka alla erfordrar en effektmatning för att fungera. Äldre gruvor har ofta varierande kvalitet på sina elsystem, och när dessa moderna, högpresterande borriggar skall användas i. sådana gruvor är det inte säkert att elsystemet klarar av belastningen, vilket leder till att borriggarna inte går att använda på sådana platser. Föreliggande uppfinning, däremot, möjliggör användning av även moderna borriggar i äldre miljöer. Enligt föreliggande uppfinning bestäms ett parametervärde som representerar en för bergborrningsprocessen total tillgänglig effekt. Bestämningen kan t.ex. bestå av att bestämning av en belastningsgräns på elnätet, dvs. hur många ampere per kabel (eller fas) som borriggen får belasta elsystemet med. Para-metervärdet/belastningsgränsen kan t.ex. inmatas i borriggens styrsystem av en operatör. Effektfördelningen mellan bergborrningsprocessens delprocesser styrs sedan av styrenheten 113 i borriggens styrsystem, så att det totala effektuttaget inte överstiger det bestämda värdet. På detta sätt undviks en överbelastning av gruvans elsystem. Modern rock drilling devices of the type described above thus include a number of functions, all of which require a power supply to function. Older mines often have varying quality of their electrical systems, and when these modern, high-performance drilling rigs are to be used in such mines, it is not certain that the electrical system can handle the load, which means that the drilling rigs cannot be used in such places. The present invention, on the other hand, enables the use of even modern drilling rigs in older environments. According to the present invention, a parameter value is determined that represents a total power available for the rock drilling process. The determination can, for example, consist of determining a load limit on the electrical network, i.e. how many amperes per cable (or phase) that the drilling rig is allowed to load the electrical system with. The parameter value/load limit can, for example, be entered into the drilling rig's control system by an operator. The power distribution between the sub-processes of the rock drilling process is then controlled by the control unit 113 in the drilling rig's control system, so that the total power output does not exceed the determined value. In this way, an overload of the mine's electrical system is avoided.

För att till fullo kunna utnyttja borriggens kapacitet och använda dess funktioner kan delprocesserna förses med olika prioritet. T.ex. utgör borrning typiskt en delprocess med hög eller högsta prioritet, liksom spolning/kylning av borrhål/borrstål under borrning. Dessa processer effektförsörjs först, och för att möjliggöra detta stängs andra delprocesser av. Till exempel kan delprocessen ompositionering av en icke-borrande borrmaskin/borrbom inaktiveras när borrning med annan borrmaskin pågår, dvs. den får ingen effekttilldelning. Andra exempel på delprocesser som kan vara avstängda under borrning utgörs av förflyttning av arbetsplattformen, och klimatanläggningen. Delprocessernas prioritet kan dock även vara anordnade att förändras dynamiskt, t.ex. kan vid pågående borrning vissa funktioner ha hög prioritet, medan andra funktioner kan ha hög prioritet vid poitionering/förflyftning. In order to fully utilize the capacity of the drilling rig and use its functions, the subprocesses can be assigned different priorities. For example, drilling is typically a subprocess with high or highest priority, as is flushing/cooling of boreholes/drill steel during drilling. These processes are supplied with power first, and to enable this, other subprocesses are switched off. For example, the subprocess repositioning a non-drilling drilling machine/drill boom can be deactivated when drilling with another drilling machine is in progress, i.e. it does not receive any power allocation. Other examples of subprocesses that can be switched off during drilling are the movement of the work platform and the air conditioning system. However, the priority of the subprocesses can also be arranged to change dynamically, for example, during ongoing drilling, certain functions can have high priority, while other functions can have high priority during positioning/movement.

När sedan borrningen med en aktiv borrmaskin avslutas kan förflyttning av annan bom och arbetsplattform utföras, liksom aktivering av klimatanläggningen. Styrenheten 113 erhåller hela tiden aktiveringsbegäran från de olika delprocesserna, och så fort den tillgängliga effekten inte är tillräcklig för att samtidigt kunna utföra samtliga delprocesser som begärt aktivering prioriteras delprocesserna med högst prioritet, medan den/de delprocesser som har lägst prioritet placeras i en kö för senare aktivering när effekt frigörs. Styrsystemet övervakar hela tiden pågående delprocesser, och, när någon delprocess avslutas, aktiveras den delprocess som står först i kö. I de fall det är en storförbrukande process som avslutas, såsom t.ex. borrning, kan flera delprocesser i kön aktiveras om den frigjorda effekten räcker till detta. I stället för att den delprocess som står först i kön aktiveras kan styrsystemet aktivera den delprocess i kön vars effektbehov bäst motsvarar den frigjorda effekten. Styrsystemet kan även vara anordnat att räkna ut vilken kombination av delprocesser i kön som bäst utnyttjar frigjord effekt och sedan aktivera dessa. When drilling with an active drilling machine is then completed, another boom and work platform can be moved, as can activation of the air conditioning system. The control unit 113 constantly receives activation requests from the various sub-processes, and as soon as the available power is not sufficient to simultaneously perform all sub-processes that have requested activation, the sub-processes with the highest priority are prioritized, while the sub-process(es) with the lowest priority are placed in a queue for later activation when power is released. The control system constantly monitors ongoing sub-processes, and when any sub-process is completed, the sub-process that is first in the queue is activated. In cases where it is a high-consuming process that is completed, such as drilling, several sub-processes in the queue can be activated if the released power is sufficient for this. Instead of activating the sub-process that is first in the queue, the control system can activate the sub-process in the queue whose power requirement best corresponds to the released power. The control system can also be arranged to calculate which combination of sub-processes in the queue best utilizes released power and then activate these.

Antag till exempel att den i fig. 1 visade borriggen har 185 kW till förfogande, dvs. större effekt än så kan inte tas ut från elnätet utan att riskera överbelastning. Om till exempel borriggen i fig. 1 borrar med full kraft med en av borrmaskinerna, vilket exempelvis förbrukar 85 kW, och borrning med ännu en av bommarna skall påbörjas, vilket skulle förbruka ytterligare 85 kW, kanske inte denna effekt finns tillgänglig på grund av att andra förbrukare är aktiverade. I detta fall kan effekttillförseln för en eller flera delprocesser med låg prioritet stängas av för att tillgängliggöra erfordrad effekt för borrningen med den andra borrmaskinen. Till exempel kan borriggens klimatanläggning avstängas, liksom möjlighet till manövrering av arbetsplattformen. For example, assume that the drilling rig shown in Fig. 1 has 185 kW available, i.e. more power than this cannot be taken from the power grid without risking overload. For example, if the drilling rig in Fig. 1 is drilling at full power with one of the drilling machines, which consumes, for example, 85 kW, and drilling with another boom is to begin, which would consume a further 85 kW, this power may not be available because other consumers are activated. In this case, the power supply for one or more sub-processes with low priority can be switched off to make the required power available for drilling with the other drilling machine. For example, the drilling rig's air conditioning system can be switched off, as can the possibility of operating the work platform.

Antag i ett ytterligare exempel att borriggen fortfarande har 185 kW till förfogande, men borrar med full kraft med två av borrmaskinerna, vilket enligt ovan skulle förbruka 170 kW. Om i detta läge även den tredje borrmaskinen är i position för borrning finns inte tillräcklig effekt för att denna delprocess skall kunna utföras, utan den får vänta tills någon av de övriga två borrmaskinerna har borrat klart. In a further example, assume that the drilling rig still has 185 kW available, but is drilling at full power with two of the drilling machines, which according to the above would consume 170 kW. If in this situation the third drilling machine is also in position for drilling, there is not enough power for this sub-process to be carried out, but it must wait until one of the other two drilling machines has finished drilling.

I stället för att delprocesser helt stängs av kan det i vissa fall vara fördelaktigt att deras tillgängliga effekt istället reduceras, dvs. att de kan fortgå men i begränsad omfattning. Till exempel kan, i det fall två borrmaskiner borrar, och tillräcklig effekt för förflyttning av den tredje bommen inte finns tillgänglig, de två aktiva borrmaskinernas effekt reduceras så att den tredje borrbommen kan positioneras under pågående borrning och därmed vara redo för borrning så snart som effekt tillgängliggörs. Dessutom, eller som alternativ, kan, när den tredje borrmaskinen är på plats, effekten för de två första borrmaskinerna reduceras till t.ex. två tredjedelar av maxeffekten, varvid även den tredje borrmaskinen kan köras på ca två tredjedelar av maxeffekten. Alternativt kan en borrmaskin köras på t.ex. full effekt medan de två andra körs på reducerad effekt. Effektreduceringen kan t.ex. åstadkommas genom att borra med lägre frekvens och/eller med lägre slagkraft och/eller matningskraft. Instead of completely shutting down sub-processes, it may in some cases be advantageous to reduce their available power, i.e. to allow them to continue but to a limited extent. For example, in the case where two drilling machines are drilling and sufficient power to move the third boom is not available, the power of the two active drilling machines can be reduced so that the third drilling boom can be positioned during ongoing drilling and thus be ready for drilling as soon as power is made available. In addition, or as an alternative, when the third drilling machine is in place, the power of the first two drilling machines can be reduced to e.g. two thirds of the maximum power, whereby the third drilling machine can also be run at approximately two thirds of the maximum power. Alternatively, one drilling machine can be run at e.g. full power while the other two are run at reduced power. The power reduction can be achieved, e.g. by drilling at a lower frequency and/or with a lower impact force and/or feed force.

I stället för att en operatör ställer in en effektbegränsning kan borriggens styrsystem kan vara inrättat att självt ta reda på rådande effektbegränsning. Detta kan till exempel utföras genom att successivt öka belastningen på elnätet tills ett förutbestämt spänningsfall uppnås. På detta sätt kan hela tiden verklig total tillgänglig effekt utnyttjas, och effekt-fördelning mellan delprocesser kan således utföras t.ex. kontinuerligt, operiodiskt, eller med förutbestämda intervall. Detta möjliggör dessutom effektbalansering mellan olika riggar, dvs. om en rigg helt håller på med ompositionering och således inte borrar, kan styrsystemet i en annan rigg som är ansluten till elsystemet känna av att elsystemets belastning är lägre och därmed kanske kunna utnyttja full effekt för samtliga delprocesser. Instead of an operator setting a power limit, the control system of the drilling rig can be set up to automatically determine the current power limit. This can be done, for example, by gradually increasing the load on the power grid until a predetermined voltage drop is reached. In this way, the actual total available power can be utilized at all times, and power distribution between sub-processes can thus be performed, for example, continuously, aperiodically, or at predetermined intervals. This also enables power balancing between different rigs, i.e. if a rig is completely repositioning and thus not drilling, the control system in another rig that is connected to the power system can sense that the load on the power system is lower and thus may be able to utilize full power for all sub-processes.

I stället för att borriggen enligt ovan är ansluten till ett elsystem kan den vara försedd med en dieselmotor som inte klarar att driva alla funktioner på samma gång. Den för bergborrningsprocessen totala tillgängliga effekten bestäms då av dieselmotorns effekt, varvid effektreglering av borriggens delprocesser kan utföras enligt ovan. Uppfinningen kan även användas för att spara bränsle genom att driva delprocesserna med reducerad effekt där så är möjligt. I ett annat exempel kan borriggen vara försedd med en hydraulpump med ett visst maximalt flöde, där det maximala flödet inte räcker till för att samtidigt driva alla hydrauldrivna funktioner med full effekt, varvid även i detta fall regleringen av de hydrauldrivna funktionerna kan utföras enligt ovanstående princip. Instead of the drilling rig being connected to an electrical system as described above, it may be provided with a diesel engine which is not capable of operating all functions at the same time. The total power available for the rock drilling process is then determined by the power of the diesel engine, whereby power regulation of the sub-processes of the drilling rig can be carried out as described above. The invention can also be used to save fuel by operating the sub-processes with reduced power where possible. In another example, the drilling rig may be provided with a hydraulic pump with a certain maximum flow, where the maximum flow is not sufficient to simultaneously operate all hydraulically driven functions with full power, whereby in this case too the regulation of the hydraulically driven functions can be carried out according to the above principle.

I den ovanstående beskrivningen har uppfinningen beskrivits i anslutning till en underjordborrningsrigg med tre hydrauliska borrmaskiner. Föreliggande uppfinning kan dock lika väl användas med någon annan typ av bergborrningsanordning, till exempel en med endast en bom eller en anordning med två bommar. Uppfinningen kan likaväl användas vid ovanjordberg-borrningsanordningar såsom t.ex. en topphammarborrigg. Uppfinningen kan också användas i anordningar där endast rotation och pålagt tryck används för att bryta berget, eller där enbart rotation används, vilket till exempel kan vara fallet vid bergborrning i mjukt berg, såsom i kolgruvor. In the above description, the invention has been described in connection with an underground drilling rig with three hydraulic drilling machines. However, the present invention can equally well be used with any other type of rock drilling device, for example one with only one boom or a device with two booms. The invention can equally well be used with surface rock drilling devices such as e.g. a top hammer drilling rig. The invention can also be used in devices where only rotation and applied pressure are used to break the rock, or where only rotation is used, which may for example be the case when drilling rock in soft rock, such as in coal mines.

Claims

1. Method for controlling power consumption during a rock drilling process with a rock drilling device, wherein power supply means provide power to the rock drilling process, which includes a plurality of sub-processes, the method comprising the steps of: - determining a parameter value that represents a total available power for the rock drilling process, and - controlling the power distribution between the sub-processes of the rock drilling process so that the total power consumption of the sub-processes does not exceed the total available power.

2. Method according to claim 1, wherein the method further comprises the step of providing the sub-processes with different priorities, whereby the process(es) with the highest priority effect - is provided first.

3. The method of claim 2, further comprising the step of determining which subprocesses are to be activated and, if available power is not sufficient for simultaneous execution of these subprocesses, arranging the lowest priority subprocess(es) in an activation queue.

4. Method according to any one of claims 1-3, further comprising the step of monitoring ongoing sub-processes, and, when any sub-process is terminated, distributing power released from this sub-process to other ongoing sub-processes and/or activating a new sub-process.

5. Method according to any one of claims 2-4, further comprising the step of, when a high-priority subprocess is to be activated, determining whether available power is sufficient for simultaneous execution of ongoing subprocesses and the high-priority subprocess, and, if not, turning off or reducing the power supply for one or more low-priority subprocesses so that power is released for the high-priority subprocess.

6. Method according to any one of the preceding claims, wherein the steps of determining a parameter value representing a total available power for the rock drilling process and of controlling the power distribution between said sub-processes are performed continuously, aperiodically, at predetermined intervals and/or upon a change in the total available power.

7. Method according to any one of the preceding claims, further comprising the step of performing the control of the power distribution by means of computer means.

8. Method according to any one of the preceding claims, wherein the sub-processes consist of one or more from the group: impact, rotation, flushing, feeding, cooling.

9. Method according to any one of the preceding claims, wherein the total available power is determined by the power available on an electrical system connected to the rock drilling device.

10. Method according to any one of claims 1-8, wherein the total available power is determined by maximum flow from one or more hydraulic pumps.

11. Method according to any one of claims 1-8, wherein the total available power is determined by the power of one or more diesel engines.

12. System for controlling power consumption during a rock drilling process with a rock drilling device, wherein power supply means are arranged to provide power to the rock drilling process, which includes a plurality of sub-processes, characterized in that the system comprises: - means for determining a parameter value that represents a total available power for the rock drilling process, and - means for controlling the power distribution between the sub-processes of the rock drilling process so that the total power consumption of the sub-processes does not exceed the total available power.

13. System according to claim 12, characterized in that it further comprises means for providing the sub-processes with different priorities, and means for supplying power to the process(es) with the highest priority first.

14. System according to claim 1 3, characterized in that it further comprises means for determining which sub-processes are to be activated and, upon determining whether available power is not sufficient for simultaneous execution of these sub-processes, arranging the lowest priority sub-process(es) in an activation queue.

15. System according to any one of claims 1 2-14, characterized in that it further comprises means for monitoring ongoing sub-processes, and, when any sub-process is terminated, distributing power released from this sub-process to other ongoing sub-processes and/or activating a new sub-process.

16. A system according to any one of claims 1 3-15, characterized in that it further comprises means for determining when a high-priority subprocess is to be activated, and means for determining whether available power is sufficient for simultaneous execution of ongoing subprocesses and the high-priority subprocess, and means for, if not, shutting down or reducing the power supply for one or more low-priority subprocesses so that power is released for the high-priority subprocess.

17. System according to any one of claims 12-16, characterized in that it further comprises means for determining a parameter value representing a total available power for the rock drilling process and means for controlling the power distribution between said sub-processes carried out continuously, aperiodically, at predetermined intervals and/or upon a change in the total available power.

18. System according to any one of claims 12-17, characterized in that it further comprises computer means for performing the control of the power distribution.

19. System according to any one of claims 1 2-18, characterized in that the sub-processes consist of one or more from the group: impact, rotation, flushing, feeding, cooling.

20. System according to any one of claims 12-19, characterized in that the rock drilling device is arranged to be connected to an electrical system, and that the system further comprises means for determining the available power by determining the power available on the electrical system.

21. System according to any one of claims 12-19, characterized in that it further comprises means for determining the total available power by determining the maximum flow from one or more hydraulic pumps.

22. System according to any one of claims 12-19, characterized in that it further comprises means for determining the total available power by determining the power of one or more diesel engines.

23. Rock drilling device, characterized in that it is arranged to include a system according to any one of claims 12-22.