[发明专利]一种金属露天矿爆堆品位分布测算系统及精准铲装方法

说明书

本发明涉及一种金属露天矿爆堆品位分布测算系统及精准铲装方法，金属露天矿爆堆品位分布测算系统包括远程终端、爆堆品位采集系统、铲斗定位系统、车载移动终端。本发明通过计算机内置的爆堆品位数据库生成软件，将无人机测得的爆堆三维坐标数据与炮孔化验品位进行结合计算，形成爆堆品位数据库，经由远程终端发送至电铲移动终端，通过铲斗定位系统对铲斗斗齿的坐标进行计算，匹配爆堆品位数据库得到每一铲斗矿石品位，并且在铲斗跨越矿岩分界线时通过移动终端提醒电铲司机。解决了金属露天矿山矿石损失与贫化严重问题，提升了铲装作业的精准化程度。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，采矿工程领域，矿山机械技术领域，具体涉及一种金属露天矿爆堆品位分布测算系统及精准铲装方法。

背景技术

铁矿石作为一种不可再生资源，随着长期的开采，其储量已日渐枯竭。同时在矿山传统的粗放式开采过程中，由于无法较为精确的测算爆堆品位分布，导致铲装环节经常将矿石当作废石或将废石混入矿石中，造成矿石的损失与贫化。如何较为精准测算爆堆品位分布，进而提升铲装作业的精准化是矿山企业亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属露天矿爆堆品位分布测算系统及精准铲装方法，其功能完备，计算简单，能够较为准确的测算出爆堆品位分布情况，可以提高铲装作业的精准化程度，有利于控制铁矿石资源的浪费。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明的一种金属露天矿爆堆品位分布测算系统，其特征在于：包括远程终端、爆堆品位采集系统、铲斗定位系统、车载移动终端；

所述远程终端内置可生成爆堆品位数据库的软件；

所述爆堆品位采集系统包括用于测量爆堆三维坐标的无人机和对炮孔取样化验的系统；

所述铲斗定位系统包括安装在斗杆A点和B点上的二个高精度车载GPS模块I和高精度车载GPS模块II，A、B两点位置的连线与铲斗垂直并相交于斗齿C点；

所述车载移动终端可接收并显示远程终端发送的爆堆品位数据库和铲斗实时位置。

本发明的一种金属露天矿精准铲装方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一：在牙轮钻机打孔时，每钻深d m在钻孔周边取矿粉一次，取矿粉后进行化验，化验后得到每个炮孔不同深度的品位数据p_ij，爆破后利用无人机对爆区进行测绘，根据爆破漏斗位置找到炮孔位置(x_i，y_i，z_i)，结合化验结果得到初始品位分布情况(x_i，y_i，z_i-(j-1)d，p_ij)，通过远程终端内置软件，利用距离幂次反比法，生成单个矿块尺寸规格为1m×1m×1m的爆堆品位数据库，并将数据库发送至车载移动终端，距离幂次反比法计算公式如下：

式中，i为炮孔编号，j为炮孔取样点顺序，p_ij为编号为i的炮孔第j次取样的品位，D_ij为编号为i的炮孔第j次取样点距离单元矿块中心的距离，G_n为第n个单元矿块的品位；

步骤二：测量出AB两点距离a，BC两点距离b，根据安装在斗杆A点处的高精度车载GPS模块I的实时三维坐标(x₁，y₁，z₁)和B点处的高精度车载GPS模块II的实时三维坐标(x₂，y₂，z₂)，计算C点的实时三维坐标(x₃，y₃，z₃)，计算公式如下：