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公開番号2024179736
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023098802
出願日2023-06-15
発明の名称制御装置、制御方法、およびプログラム
出願人清水建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類E21B 7/00 20060101AFI20241219BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】制御装置にミスト穿孔のより適切パラメータを設定しておき穿孔機を制御すること。
【解決手段】地盤に対してミスト穿孔を行う穿孔機の制御装置であって、穿孔作業時の穿孔機の穿孔エネルギー、回転圧、および穿孔速度のうち一部または全部を含む作動状態を示す情報を取得する取得部と、作動状態を示す情報に基づいて、ミスト穿孔における削孔水と圧縮空気の混合比率を自動調整する削孔制御部と、を備える穿孔機の制御装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
地盤に対してミスト穿孔を行う穿孔機の制御装置であって、
穿孔作業時の前記穿孔機の作動状態を示す情報を取得する取得部と、
前記作動状態を示す情報に基づいて、前記ミスト穿孔における削孔水と圧縮空気の混合比率を自動調整する削孔制御部と、を備える、
穿孔機の制御装置。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記作動状態を示す情報は、穿孔エネルギー、回転圧、および穿孔速度のうち一部または全部を含む、
請求項１記載の穿孔機の制御装置。
【請求項３】
前記作動状態を示す情報に基づいて、穿孔対象の地山性状を判定する地山性状判定部を更に備え、
前記削孔制御部は、前記地山性状判定部の判定結果に基づいて、前記ミスト穿孔における削孔水と圧縮空気の混合比率を自動調整する、
請求項１記載の穿孔機の制御装置。
【請求項４】
前記削孔制御部は、前記地山性状判定部の前記判定結果を用いて、前記地山性状と前記混合比率を導出可能な情報が対応付けられたテーブルを検索することで、前記混合比率を決定する、
請求項３記載の穿孔機の制御装置。
【請求項５】
前記削孔制御部は、前記穿孔機の作動状態を示す情報が入力されると前記混合比率を出力するように学習された学習済モデルに、前記取得された作動状態を示す情報を入力することで、前記混合比率を決定する、
請求項１記載の穿孔機の制御装置。
【請求項６】
地盤に対してミスト穿孔を行う穿孔機の制御装置が、
穿孔作業時の前記穿孔機の作動状態を示す情報を取得する処理と、
前記作動状態を示す情報に基づいて、前記ミスト穿孔における削孔水と圧縮空気の混合比率を自動調整する処理と、
を実行する穿孔機の制御方法。
【請求項７】
地盤に対してミスト穿孔を行う穿孔機の制御装置のプロセッサに、
穿孔作業時の前記穿孔機の作動状態を示す情報を取得する処理と、
前記作動状態を示す情報に基づいて、前記ミスト穿孔における削孔水と圧縮空気の混合比率を自動調整する処理と、
を実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、制御方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル掘削は、穿孔機を用いて複数の爆破掘削用の装薬孔を形成し地盤を掘削することで行われる。切羽の穿孔作業においては、くり粉の排出と削孔ロッドの回転による摩擦熱上昇防止のために削孔水が用いられる。削孔水の量は、作業員の経験に基づいて決定している。破砕帯等亀裂が分布する脆弱な地山では、削孔水が亀裂から浸透し地山が緩み、肌落ち災害を誘発する可能性がある。そのため、地山を緩ませないように、削孔水と圧縮空気を混合させ削孔水量を減らして行うミスト穿孔が採用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１１－１４８２８９号公報
【非特許文献】
【０００４】
「切羽前方の地山性状を高精度に予測」、清水建設、２０１６／６／６、ウェブサイトのＵＲＬ：”https://www.shimz.co.jp/company/about/news-release/2016/2016011.html”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ミスト穿孔における削孔水と圧縮空気の混合比率は、装置に事前に設定値を入力することで決定される。このとき、経験値のある作業員が孔口からの戻り水量と地山の浸水度合いに基づいて最適な混合比率を設定するが、作業員の経験値によって混合比率の設定値の正確性が変わってしまう場合があった。また、地山性状が急変する地盤においては作業員の経験値による判断だけでは浸水を完全に防ぐことは難しい。本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、より適切パラメータで穿孔機を制御することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様の制御装置は、地盤に対してミスト穿孔を行う穿孔機の制御装置であって、穿孔作業時の穿孔機の穿孔エネルギー、回転圧、および穿孔速度のうち一部または全部を含む作動状態を示す情報を取得する取得部と、作動状態を示す情報に基づいて、ミスト穿孔における削孔水と圧縮空気の混合比率を自動調整する削孔制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、より適切パラメータで穿孔機を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
各実施形態に係る穿孔機Ｄの構成図である。
各実施形態に係る穿孔機Ｄの一部の例を示す構成図である。
第１実施形態に係る制御装置１００の構成の一例を示す図である。
混合比率テーブル１２２の内容の一例を示す図である。
第１実施形態の制御装置１００によって実施される処理の一例を示すフローチャートである。
第２実施形態に係る制御装置１００Ａの構成の一例を示す図である。
第２実施形態に係る学習用装置２００の構成の一例を示す図である。
モデル生成部２２０が行う処理の一例を示した図である。
第２実施形態において実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、本発明の制御装置、制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。
［全体構成］
図１は、各実施形態に係る穿孔機Ｄの構成図である。穿孔機Ｄは、いわゆるドリルジャンボと称されるものである。以下に穿孔機Ｄの基本構成を説明する。穿孔機Ｄは、例えば、台車１と、車輪２と、アウトトリガ３と、ブーム４と、ガイドセル５と、ドリフター６と、削孔ロッド７、トルクセンサ８とを備える。台車１は、車輪２により自走可能かつアウトトリガ３により定位置に配置可能である。ブーム４は、台車１の前方において任意方向に旋回かつ伸縮が可能である。ガイドセル５はブーム４の前方に設けられる。ドリフター６は、ガイドセル５に案内され進退するものであり、先端には岩盤を掘削するための削孔ロッド７が取り付けられている。また、ドリフター６にはトルクセンサ８が取り付けられている。トルクセンサ８は、軸に掛かる回転方向のトルクを計測する装置である。穿孔機Ｄは、制御装置１００によって少なくともミスト混合比の制御が行われる。制御装置１００は、例えば、無線または有線で穿孔機Ｄと通信することで穿孔機Ｄを遠隔制御する。これに代えて、制御装置１００は、穿孔機Ｄに内蔵され、或いは搭載されてもよい。
【００１０】
図２は、各実施形態に係る穿孔機Ｄの一部の例を示す構成図である。穿孔機Ｄは、図１の構成に加えて、穿孔ドリル１１を備える。穿孔ドリル１１の先端には、スイーベルジョイント１２を介して削孔ロッド７が取り付けられている。削孔ロッド７の先端にはビット１３が取り付けられている。穿孔ドリル１１は、スイーベルジョイント１２を案内するガイドセル５によって支持される。
スイーベルジョイント１２に接続された削孔水収納部１４、圧送ポンプ１５、流量調整装置１６、コンプレッサー１７を備える。削孔水収納部１４、圧送ポンプ１５、流量調整装置１６、コンプレッサー１７は互いに接続される導管からなる。穿孔ドリル１１は、例えば、モータ９を備える。このモータ９には、レゾルバ１０が取り付けられている。これらのセンサは穿孔機によって切羽を穿孔する際の作動状態を求めるために必要なデータを計測するための機能を有している。
（【００１１】以降は省略されています）

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