[發(fā)明專利]用于控制充填料漿濃度的模糊控制設(shè)備和模糊控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710178263.1
• 申請日: 2007-11-28
• 公開（公告）號: CN101450510A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施士虎;穆志純;李浩宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國恩菲工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: B28C7/02
• 分類號: B28C7/02
• 代理公司: 北京市德恒律師事務(wù)所
• 代理人: 宋合成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于控制向礦山采空區(qū)充填尾砂中添加輔料和水的模糊控制設(shè)備和方法，特別涉及一種用于控制充填料漿濃度的模糊控制設(shè)備和模糊控制方法。

背景技術(shù)

隨著全球礦產(chǎn)資源的不斷減少，充填法作為一種安全、環(huán)保和低損失率的采礦方法為越來越多的礦山所采用。國外通常采用的是料漿批量制備技術(shù)：其中將尾砂、輔料和水事先按一定配比稱量并攪拌均勻后，再送入井下采空區(qū)。此技術(shù)雖然在保證灰砂比和濃度方面很容易實(shí)現(xiàn)，但程序較為復(fù)雜。

國內(nèi)大部分采用料漿連續(xù)制備工藝：其中在將尾砂、水泥和水連續(xù)地送入攪拌槽，同時(shí)將攪拌后形成的充填料漿從攪拌槽的排料口輸送到井下采空區(qū)。

對于料漿連續(xù)制備工藝，雖然也將實(shí)際輔料的添加量反饋給給料機(jī)的控制單元，從而校正給料機(jī)的給料量。然而，實(shí)際上，尾砂從砂倉流出的量是波動(dòng)的，而且幅度和變化率都較大。另外，輔料的流出量的實(shí)際波動(dòng)也較大，而且輔料的流量調(diào)節(jié)相對于尾砂要慢，換言之，輔料流出量的調(diào)節(jié)相對于尾砂流出量的調(diào)節(jié)具有滯后性。從而，上述滯后性和尾砂給料的劇烈波動(dòng)使得輔料的給料量通常跟不上尾砂給料量的變化，由此尾砂和輔料不能按設(shè)定的期望配比同時(shí)進(jìn)入攪拌槽，導(dǎo)致料漿濃度不均勻，影響了充填質(zhì)量。

另外，由于料漿濃度的變化，為了達(dá)到相同的充填體強(qiáng)度，在一定的管路輸送條件下或者說在管路能輸送的最高濃度為一定時(shí)，為了保證充填質(zhì)量，需要提高充填料的灰砂比，即輔料與尾砂比。灰砂比的加大，增加了輔料，例如膠結(jié)料(如水泥)的消耗成本。

其次，現(xiàn)有料漿連續(xù)制備工藝雖然也有利用從攪拌槽內(nèi)的排出的料漿濃度的反饋控制向攪拌槽添加水的量，但是其控制效果不是很理想，主要原因有攪拌槽的排料存在滯后性，而且滯后的時(shí)間也是波動(dòng)的。另外，攪拌槽下方的濃度計(jì)日常標(biāo)定不方便，精度通常較低。這樣從攪拌槽放出的充填料的濃度變化較大，影響了充填效果。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種用于控制充填料漿濃度的模糊控制設(shè)備和模糊控制方法。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出一種用于控制充填料漿濃度的模糊控制設(shè)備，包括：干砂量和含水量計(jì)算單元，用于分別計(jì)算從砂倉流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂中的干砂量和含水量；輔料和水初始添加量計(jì)算單元，用于設(shè)定干砂與輔料的配比以及設(shè)定干砂與水的配比，利用所述干砂與輔料的配比和干砂量計(jì)算出輔料的初始添加量，并利用所述干砂與水的配比、干砂量和含水量計(jì)算出水的初始添加量；輔料和水實(shí)際添加量檢測單元，用于檢測向尾砂中添加的輔料實(shí)際添加量，并且用于檢測向尾砂中添加的水實(shí)際添加量；補(bǔ)償器，該補(bǔ)償器利用從輔料和水實(shí)際添加量檢測單元接收的輔料的實(shí)際添加量和從所述輔料和水初始添加量計(jì)算單元接收的輔料的初始添加量計(jì)算出對所述輔料初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)妮o料補(bǔ)償值，并且利用從輔料和水實(shí)際添加量檢測單元接收的水實(shí)際添加量和從所述輔料和水初始添加量計(jì)算單元接收的水初始添加量計(jì)算出對所述水初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)乃a(bǔ)償值；輔料和水設(shè)定添加量計(jì)算單元，該輔料和水設(shè)定添加量計(jì)算單元利用所述輔料補(bǔ)償值對所述輔料初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償，以便計(jì)算出輔料設(shè)定添加量，并且利用所述水補(bǔ)償值對所述水初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償，以便計(jì)算出水設(shè)定添加量；輔料和水添加控制單元，該輔料和水添加控制單元從輔料和水設(shè)定添加量計(jì)算單元接收所述輔料設(shè)定添加量和水設(shè)定添加量、從所述輔料和水實(shí)際添加量檢測單元接收所述輔料實(shí)際添加量和水實(shí)際添加量、利用所述輔料實(shí)際添加量修正所述輔料設(shè)定添加量并且基于修正后的輔料設(shè)定添加量控制給料機(jī)向攪拌槽內(nèi)的尾砂中添加的輔料的量、并且利用所述水實(shí)際添加量修正所述水設(shè)定添加量且基于修正后的水設(shè)定添加量控制補(bǔ)水閥向攪拌槽內(nèi)的尾砂中添加水的量；充填料漿濃度檢測單元，用于檢測從攪拌槽排出的充填料漿的濃度；和模糊控制單元，該模糊控制單元從料漿濃度檢測單元接收檢測到的充填料漿濃度，并將檢測到的所述充填料漿的濃度與設(shè)定值進(jìn)行比較以便得出充填料漿濃度的偏差，并根據(jù)所述偏差模糊控制所述輔料和水初始添加量計(jì)算單元修正所述水初始添加量。

根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例，所述干砂量和含水量計(jì)算單元包括：尾砂流量計(jì)，用于測量從砂倉流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂的流量；尾砂濃度計(jì)，用于測量從砂倉流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂的濃度；和干砂量和含水量計(jì)算器，用于利用所述流量和濃度分別計(jì)算從砂倉流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂中的干砂量和含水量。