[发明专利]检测矿物负载内的不可破碎金属块的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及采矿业，具体涉及防止能够堵塞破碎机操作的金属块进入破碎机。具体地讲，本发明包括检测隐藏在由运输装置，诸如矿用自卸车或火车自卸车运输的，去往初步破碎机的矿物负载内的不可破碎金属块的系统和方法。

背景技术

来自矿山的矿物具有不同的粒度测定，其中颗粒尺寸从直径小于1mm到直径大于1m的碎块，并且因此，破碎的目的是减小碎块尺寸，以获得统一的尺寸，其中，通常100％的碎块的直径在8英寸以下。

破碎机是专用于破碎矿石的大型电动装备。运输装置将矿物倾卸在这些破碎机的上部部分内；而在底部排料处收集经破碎的矿物，经破碎的矿物100％在20cm(8英寸)以下，并被送往下游的选矿机，以便接受磨碎处理。

当不可破碎元件进入破碎机时，破碎机将不能粉碎所述元件，并且这将引发机械堵塞，所述机械堵塞将迫使破碎机停止，从而所有矿物倾卸和破碎处理也必须停止。

这个问题没有直接的解决方案。通常，检测金属块的传统解决方案是：如果所述金属块包括铁磁体金属，则在传送将被处理的材料的传送带上设置电磁体。例如，郑州金鼎重型工业有限公司提供了一种用于采矿业、冶金和任意其它处理的装备，其中，可以检测容易被吸引的铁磁材料；在这些情况下，该装备被安装在运输材料的传送带上，并且磁体吸引金属块，并且将它们拖拽到废料储存堆积处。还可使用被称为磁选机的其它机型(郑州金鼎重型工业有限公司)，并且这些机型中的某些机型受专利，诸如美国专利3,966,590-Magnetic ore separator和美国专利1,729,095-Electromagnetic ore separator的保护。然而，由于在某些情况下，矿石和岩石碎块被装载在特别加强的大容量矿用自卸车或火车内，因此这些解决方案不能应用于将材料运输到初步破碎机的任意运输装置。另外，许多金属块由奥氏体钢形成，并且因此不能通过电磁体被去除。

当前，已经设计了基于使用摄像机来检测装载矿物运输车的机械铲齿的脱落，来最小化该问题的解决方案。

相同解决方案的变型结合了激光器，以便照射由摄像机监视的检查区域，其中采用附加的移动部件来执行激光扫描，或使用线投影激光器；这些设备在可见或近红外线(NIR)范围内操作，并且由于颗粒大小在激光的发射波长范围内的尘土的环境污染，表现出低级别的效能。HighService公司在其网站(http://www.highservice.cl，2009年9月30日)中公开了这种类型的系统，该系统防止机械铲料斗齿和/或转接器损坏初步破碎机并且引起生产损失。该系统通过数字图像处理来检测这些材料，其中，通过在近红外线光谱内工作的线激光器来照射场景；如果检测到齿或转接器的脱落，则操作员室界面自动通知操作员，操作员检查料斗，然后确认该事件。

其它应用使用激光测距传感(LRS)技术从信号构造3D图像，所述3D图像与其上安装有该装备的铲的CAD设计进行比较。如果检测到差异，则向铲操作员传递警报信号。2004年公布了一个试验，该试验使用了借助激光器(Acuity Research制造的Laser Rangefinder AR4000)检测采掘机械铲的齿的丢失的一种原型(X.Luo，H，Zhang：Missing tooth detection with laser range sensing，Proceedings of the 5^th World Congress on Intelligent Control and Automation，2004年6月15-19日，中国)。

基于数字图像处理，即，光学系统，的现有技术的检测系统面向检测齿从装载矿物运输车的机械铲上的脱落，但这些系统具有若干不便之处：

ο检测系统必须被安装在铲上，这需要每个铲一个光学系统；

ο由于检测系统的光学组件可以被环境灰尘污染并且被遮蔽，因此该检测系统具有低检测效能；

ο由于检测系统不能以低照明级别操作，因此这些检测系统需要补充照明装备。

所有这些应用都旨在解决将检测系统正确安装在铲上的问题。然而，即使当检测到铲的齿元件的脱落时，所述元件的确切脱落位置也是不知道的，这迫使运输装置脱离行进路线，并且将负载堆积在其它位置，而不指示不可破碎元件是否已在该处理中丢失。此外，存在来自其它处理操作的其它金属块，这些金属块隐藏在负载材料内，并且同样可到达破碎机。