[发明专利]一种具有冗余设计的矿山超深溜井料位在线测量方法

说明书

本发明涉及一种具有冗余设计的矿山超深溜井料位在线测量方法，所采用的测量装置包括主控制器、激光物位测量系、动态轨道衡称量系统、皮带秤和接近开关；由激光物位测量系统获取其测量范围内的激光料位测量信号，由动态轨道衡称量系统称量出溜井顶部铲运机车卸矿重量，由皮带秤称量出溜井底部放矿重量，激光料位测量信号、卸矿重量测量信号和放矿重量测量信号被送入主控制器，主控制器根据接近开关的输入信号检测的得到铲运机车和运输机车数目从而估算出溜井顶部卸矿总量和溜井底部放矿总量，并据此对称重法配套系统的误差模型予以修正。本发明可以实现溜井料位在线测量的高可靠性。

技术领域

本发明属于矿山自动化仪表测量领域，具体涉及一种基于称重法和激光物位计，具有高可靠性冗余设计的矿山溜井料位在线测量装置及方法。

背景技术

溜井是矿山生产中输送矿石原料的重要通道，对提高生产效率及节约成本有非常重要的作用。在矿山生产中，为了保障安全生产以及协调调度采矿、运矿机车工作，需要及时掌握各溜井的实时料位情况，因此矿山溜井料位的测量关系重大。从矿山安全生产的角度来讲，为了防止上方铲运机卸料对溜井放矿装置的冲击，需要保持一定的料位作为缓冲，否则就会损坏设备影响生产；同样溜井中矿料不能溢出，否则也会造成重大生产事故，可见溜井料位的测量对矿山生产安全至关重要。从矿山生产效率来讲，溜井料位的实时测量对矿山生产的智能调度和自动化水平提高意义重大。目前国内采矿业发展形势喜人，但同国外企业相比自动化水平落后严重，而随着国家政策对矿山生产安全要求的提高，国内矿山企业加大了矿山自动化改造的力度，溜井料位测量正是矿山自动化实现过程中关键的一环。

由于矿山溜井环境的复杂性，其料位检测一直是困扰国内外采矿行业的一大难题，尤其是对于深度达300米到400米以上的超深溜井料位的测量还没有很好的技术方案。目前国内很多矿山还采用人工抛矿石，通过听回声估算溜井料位，这种方法不仅效率低下，而且十分粗略、不可靠，同时由于需要工人长时间站在环境复杂的溜井边沿，极不安全，且耗费多余的人工。也有矿山采用重锤法测量料位，这种方法原理简单，测量精度也较高，但是同样需要专人操作测量装置，而且由于测量时无法继续放矿，不利于提高矿山生产效率。还有超声波物位计、雷达物位计、激光物位计等方法，但由于这些方法受粉尘影响大、有堆放死角、波束角较大及测量距离有限等原因无法广泛推广；这些非接触测量方法中激光物位计测量范围最广，最大可达150米(约克仪器-溜井料坑料位检测系统YKS320)。采用称重法计算料位被国外矿山(如加拿大基律纳铁矿)较多采用，该方法通过计算溜井中卸矿和放矿重量来间接估算出料位变化，得出估算的料位值；但是这种方法长期计算会存在严重的误差累积，若无法有效消除误差容易引起生产事故。

现代矿山溜井料位测量不仅要求溜井“不空”——必须保持溜井底部料位不空，防止设备损坏和“不冒”——物料不能溢出溜井，防止生产事故发生；同时要求实时自动测量。

专利号CN105067071A实现了一种绞车配重式料位测量装置，该装置包括操作柄、吊绳、滑轮、配重块、报警装置和计量装置。专利号CN203669851U实现了一种地下矿山溜井矿位测量装置，包括转动机构、测量检测机构、安装支架以及电器控制系统。专利号CN204255450U公开了一种溜井料位重锤式自动测量装置，包括测量绳、重锤和马达控制箱。专利号CN104391302A公开了一种基于激光物位计的溜井料位测量车，包括溜井测量车、激光物位计、电控摇臂、数显仪、PLC、视频瞄准系统，激光物位计与PLC的输入端相连，PLC的输出端连接到数显仪。专利号CN104678801A公开了一种用于装载站的矿石量实时监测装置，包括主控制器、放矿机、雷达物位计，所述雷达物位计的信号输出端连接主控制器的信号输入端，主控制器的信号输出端连接放矿机的信号输入端。