[發明專利]一種露天礦山精確鏟裝系統及方法

有效

• 申請號: 202010533843.3
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111691888B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 鐘小宇;徐振洋;李小帥;孫厚廣;徐冬林;李純陽;衣瑛;崔志平
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團礦業有限公司
• 主分類號: E21C47/10
• 分類號: E21C47/10;E21C27/30;E21C35/24;G01G19/00;G01N21/25;G08C17/02
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 顏偉

本發明涉及一種露天礦山精確鏟裝系統及方法，露天礦山精確鏟裝系統包括遠程計算機、爆堆品位采集系統、收發式無線通信模塊、鏟斗定位模塊、礦巖量測定模塊、圖像識別系統和處理器。本發明通過計算機內置的地質數據庫生成軟件，將無人機測得的爆堆三維坐標數據與炮孔化驗品位進行結合計算，形成爆堆品位數據庫，經由收發，式無線通信模塊發送至電鏟，通過鏟斗定位模塊對鏟斗斗齒的坐標進行計算，并匹配爆堆品位數據庫得到每一鏟斗礦石品位，通過礦巖量測定模塊計算出鏟斗內礦巖重量，通過圖像識別系統對鏟斗內礦石進行成像，經由圖像處理軟件處理，得到每一鏟斗礦石塊度分布情況。解決了露天礦山供礦質量不穩定的問題，提升了礦山精細化生產水平。

技術領域

本發明涉及采礦工程領域，礦山機械領域，具體涉及一種露天礦山精確鏟裝系統及方法。

背景技術

在露天礦山開采中，礦石的塊度與品位直接影響著機械破碎與選礦環節的效率與成本。保證生產過程中礦石塊度、品位與產量的穩定，是所有采選聯合企業在生產管理中最為關心的問題。在傳統的鏟裝作業過程中，生產管理者通常用鉆孔的化驗品位標定爆堆礦石的品位，但由于爆破產生的拋擲作用，鉆孔品位數據無法準確反映鏟裝工作時的品位問題；而且生產管理者常用出礦與排巖車次估算當日產量狀況，這對產量的掌握也顯然是不夠精準的；而對礦巖塊度的評價更是僅僅依據作業者的直觀判斷得出，這種人工估算的方法誤差較大，無法滿足精確鏟裝作業要求。如何在鏟裝作業環節確定礦石品位、出礦量(排巖量)、礦石塊度，進而實現鏟裝作業精確控制，一直是國內礦山研究的方向。

發明內容

本發明的目的是提供一種露天礦山精確鏟裝系統及方法，其功能完備、信息化程度高，能夠對電鏟每一鏟斗礦石的品位、重量、塊度進行計算分析，提高了電鏟精確鏟裝能力，有利于降低礦石貧化與損失率。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：

本發明的一種露天礦山精確鏟裝系統，其特征在于：包括遠程計算機、收發式無線通信模塊、礦巖量測定系統、鏟斗品位采集系統、圖像識別系統和處理器。

所述遠程計算機內置光譜分析軟件和圖像處理軟件；

所述礦巖量測定系統包括一組磁敏式傳感器，永磁鐵、兩個壓阻式傳感器，其中一組磁敏式傳感器為通過螺絲釘固定在電鏟操作臺控制桿凹槽處的三個霍爾傳感器，永磁鐵安裝在電鏟操作臺控制桿上，兩組壓阻式傳感器分別安裝在電鏟基座支撐軸兩側；

所述鏟斗品位采集系統包括用于測量電鏟鏟斗光譜圖像的光譜成像儀，光譜成像儀安裝在斗桿與鏟斗銜接處，拍攝范圍覆蓋鏟斗整個輪廓，光譜成像儀有用于避免設備損壞的防護裝置；

所述圖像識別系統包括工業相機和攝像照明燈，工業相機安裝在斗桿與鏟斗銜接處，拍攝范圍覆蓋鏟斗整個輪廓，攝像照明燈安裝在工業相機的上方，工業相機與攝像照明燈均有用于避免設備損壞的防護裝置；

所述處理器安裝在電鏟操作室內，所述的光譜成像儀、工業相機、壓阻式傳感器和磁敏式傳感器通過數據線分別與處理器電性連接；

所述的處理器通過收發式無線通信模塊與遠程計算機中心以無線通信方式進行數據傳輸。

作為優選，所述的處理器包括多組I/O接口、A/D轉換器、與A/D轉換器相連的數據收集模塊、與數據收集模塊相連的CPU和與CPU相連的存儲模塊。

作為優選，所述的收發式無線通信模塊包括無線通信模塊I和無線通信模塊Ⅱ，無線通信模塊I與遠程計算機連接，用于接收電鏟發送的光譜圖像和礦石照片，用于發送電鏟品位數據；無線通信模塊Ⅱ與處理器相連，用于接收由遠程計算機發出的電鏟品位數據和發送光譜成像儀拍攝的光譜圖像和工業相機所拍攝的礦石照片。

本發明的一種露天礦山精確鏟裝方法，其特征在于，包括下列步驟：