BE1028028A1 - Method and device for the automated operation of a system for the storage of bulk goods - Google Patents

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BE1028028A1 BE20205066A BE202005066A BE1028028A1 BE 1028028 A1 BE1028028 A1 BE 1028028A1 BE 20205066 A BE20205066 A BE 20205066A BE 202005066 A BE202005066 A BE 202005066A BE 1028028 A1 BE1028028 A1 BE 1028028A1
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Abstract

Bei einem Verfahren und einer Einrichtung zum Betreiben einer Anlage zur Lagerung von Schüttgut mit wenigstens einem haldenförmigen Lagerbereich, insbesondere einer Anlage zum Materialumschlag von Schüttgut oder einer Materialgewinnungsanlage, ist insbesondere vorgesehen, dass für den wenigstens einen Lagerbereich ein digitales Haldenmodell erstellt wird und dass auf der Grundlage des erstellten Haldenmodells die Entstehung von physikalischen und/oder chemischen Zuständen, welche bei der Lagerung des jeweils eingelagerten Materials auftreten können, vorhergesagt wird, und dass vorhergesagte physikalische bzw. chemische Zustände beim Lagerungsbetrieb herangezogen werden, um eine möglichst materialschonende Lagerung des eingelagerten Materials zu gewährleisten.In a method and a device for operating a system for the storage of bulk material with at least one dump-shaped storage area, in particular a system for material handling of bulk material or a material recovery system, it is provided in particular that a digital dump model is created for the at least one storage area and that on the Based on the created stockpile model, the development of physical and / or chemical states that can occur during the storage of the respective stored material is predicted, and that predicted physical or chemical states are used during storage operations in order to ensure that the stored material is stored as gently as possible guarantee.

Description

Beschreibung BE2020/5066 Verfahren und Einrichtung zum automatisierten Betrieb einer Anlage zur Lagerung von Schüttgut Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Lagerung von Schüttgut, z.B. einer Anlage zum Materialumschlag von Schüttgut oder einer im Tagebau eingesetzten Materialgewinnungsanlage mit einem Lagerungsbetrieb von in der Materialgewinnungsan- lage abgebautem Abraum bzw. Schüttgut, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.Description BE2020 / 5066 Method and device for the automated operation of a system for the storage of bulk goods The invention relates to a method for operating a system for the storage of bulk goods, e.g. a system for material handling of bulk goods or a material recovery system used in open-cast mining with a storage operation from in the material recovery system - Location of excavated overburden or bulk material, according to the preamble of claim 1.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm, ein maschinen- lesbarer Datenträger zur Speicherung des Computerprogramms und eine Einrichtung, mittels derer das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.The present invention also relates to a computer program, a machine-readable data carrier for storing the computer program and a device by means of which the method according to the invention can be carried out.

Stand der Technik Bei der Lagerplatzhaltung an einem Materialumschlagplatz für Schüttgut, z.B. eines Materi- alumschlagplatzes eines Schiffshafens oder einer Materialabbaustätte, werden die Materia- lien in sogenannten Halden zwischengelagert. Diese Halden bestehen aus Aufschüttungen von z.B. Erz, Braunkohle, Rohmaterial für die Zementherstellung oder von Salzen wie z.B. Kalisalz (Kaliumkarbonat) oder dergleichen. Bei der Lagerplatzhaltung bzw. Lagerung von Schüttgut werden lagerungsbedingte, physikalische Einflüsse auf das jeweils gelagerte Ma- terial oft unzureichend oder sogar überhaupt nicht berücksichtigt.State of the art In the case of storage space at a material handling point for bulk goods, e.g. a material handling point of a ship port or a material mining site, the materials are temporarily stored in so-called dumps. These heaps consist of embankments of e.g. ore, lignite, raw material for cement production or of salts such as potash salt (potassium carbonate) or the like. In the case of storage space or storage of bulk goods, storage-related, physical influences on the respectively stored material are often insufficiently or even not at all taken into account.

Aus WO 2009/075945 A1 geht ein Verfahren zur Simulation eines Materialreservoirs, z.B. einer Öl- oder Gas-Lagerstätte zur Öl- oder Gasproduktion, hervor. Dabei wird ein Reservoir- Modell erzeugt, wobei das erzeugte Modell in verschiedene Domänen partitioniert wird, von denen jede Domäne einer effizienten Partition für einen bestimmten Teil des Modells ent- spricht. Bei dem Verfahren wird die Simulation des Reservoirs in mehrere Verarbeitungsele- mente aufgeteilt und eine Vielzahl von Verarbeitungselementen auf der Grundlage der Parti- tionen parallel verarbeitet. Bei dem dreidimensionalen Reservoir-Modell wird z.B. der Betrieb eines Öl- und/oder Gasreservoirs mit einem oder mehreren vertikalen Bohrlöchern simuliert. Das Modell wird durch ein Gitternetz in mehrere Knoten aufgeteilt, wobei die Knoten des Mo- dells verschiedene Größen aufweisen können.A method for simulating a material reservoir, e.g. an oil or gas storage facility for oil or gas production, emerges from WO 2009/075945 A1. In doing so, a reservoir model is generated, the generated model being partitioned into different domains, each domain of which corresponds to an efficient partition for a specific part of the model. In the method, the simulation of the reservoir is divided into several processing elements and a plurality of processing elements are processed in parallel on the basis of the partitions. The three-dimensional reservoir model, for example, simulates the operation of an oil and / or gas reservoir with one or more vertical boreholes. The model is divided into several nodes by a grid, whereby the nodes of the model can have different sizes.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, bei einer hier betroffenen Anlage zur Lagerung PE2020/5068 von Schüttgut, z.B. einer Anlage zum Materialumschlag von Schüttgut (sog. „Materialum- schlagplatz“ zum Umschlag von Schüttgut bei einer im Tagebau betriebenen Materialgewin- nungsanlage, den Lagerungsbetrieb von dort gelagertem Material auf der Berechnungs- grundlage eines rechnergestützten Lagerplatzmodells bzw.The invention is based on the idea of a storage facility for a PE2020 / 5068 storage facility for bulk material, eg a facility for material handling of bulk material (so-called "material handling point" for handling bulk material in a material extraction facility operated in an open pit mine) material stored there on the basis of calculation of a computer-aided storage space model or

Haldenmodells möglichst materi-Dump model as material as possible

alschonend, und dabei auch möglichst automatisiert, zu steuern.to be gentle and automated as far as possible.

Es ist dabei hervorzuheben, dass die Erfindung auch bei sogenannten „Mischbett“-Anlagen zur Anwendung kommen kann, in denen verschiedene Materialien und/oder verschiedeneIt should be emphasized that the invention can also be used in so-called “mixed bed” systems in which different materials and / or different

Materialqualitäten eines Materials und/oder Materialien mit verschiedenen Materialzuständen in einem Mischbett (zwischen-)gelagert werden, um diese miteinander zu vermischen.Material qualities of a material and / or materials with different material states are (temporarily) stored in a mixed bed in order to mix them with one another.

In ei- nem solchen Anwendungsszenario kann das digitale Haldenmodell, zusätzlich zum Material- zustand, auch beschreiben, welches Material bzw. welche Materialqualität an einer bestimm- ten Stelle in der Halde vorliegt.In such an application scenario, the digital heap model can, in addition to the material condition, also describe which material or which material quality is present at a certain point in the heap.

Dadurch ist es möglich, auch den genauen Mischungsgrad von auszulagerndem Material nach erfolgter Vermischung vorherzusagen.This makes it possible to predict the exact degree of mixing of the material to be removed after mixing.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es bei der Lagerplatzhaltung bei einem Materialumschlagplatz für Schüttgut, z.B. einem an einem Schiffshafen oder einer Material- abbaustätte angeordneten Lagerplatz zum Umschlag vom Materialien, unter bestimmten physikalischen Einflussfaktoren verstärkt zu einer oberflächlichen Verhärtung und/oder An- backung des gelagerten Materials kommen kann.The invention is based on the knowledge that when storing storage space at a material handling point for bulk goods, e.g. a storage place for handling materials located at a ship's harbor or a material mining site, surface hardening and / or caking is increased under certain physical influencing factors of the stored material can come.

Solche Einflussfaktoren sind z.B. der lage- rungsbedingte mechanische Druck auf das Material, die durch äußere und/oder innere Ein- flüsse bedingte Materialtemperatur, die durch äußere und/oder innere Einflüsse bedingte Luftfeuchte bzw.Such influencing factors are, for example, the mechanical pressure on the material caused by the location, the material temperature caused by external and / or internal influences, the humidity or air humidity caused by external and / or internal influences.

Materialfeuchte und/oder die Lagerungszeit.Material moisture and / or the storage time.

Genannte lagerungsbedingteMentioned storage-related

Materialveränderungen können z.B. bei Materialien bzw.Material changes can, for example, in materials or

Rohstoffen wie z.B.Raw materials such as

Eisenerz, Braunkohle, Rohmaterial für die Zementherstellung, z.B.Iron ore, lignite, raw material for cement production, e.g.

Kalkstein, Kalkstein/Mergel/Ton-Ge- mische, Gips oder Ton, sowie Kaliumkarbonat, granularem Schwefel, Düngemittel, oder der- gleichen, auftreten.Limestone, limestone / marl / clay mixtures, gypsum or clay, as well as potassium carbonate, granular sulfur, fertilizers, or the like, occur.

Zusätzlich zur Materialfeuchte können weitere, für eine Verhärtung und/oder Anbackung des Materials relevante, materialabhängige physikalische bzw. chemi-In addition to the material moisture, other material-dependent physical or chemical factors relevant to hardening and / or caking of the material can be

sche Einflussgrößen berücksichtigt werden, z.B. der Kalkgehalt im Falle von Kalkstein.cal influencing variables must be taken into account, e.g. the lime content in the case of limestone.

Gemäß einem ersten Aspekt des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird für ei- nen jeweiligen Lagerbereich, bzw. eine entsprechende Halde, ein digitales Haldenmodell er- stellt.According to a first aspect of the method proposed according to the invention, a digital heap model is created for a respective storage area or a corresponding heap.

Auf der Grundlage dieses Modells wird die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von im Vorfeld empirisch, z.B. durch Vorversuche oder Simulationsrechnungen, bestimmten phy- sikalischen Zuständen, welche bei der Lagerung des jeweils eingelagerten Materials auftre- ten können, berechnet.On the basis of this model, the probability of the occurrence of certain physical conditions that can arise during the storage of the respective stored material is calculated empirically, e.g. through preliminary tests or simulation calculations.

Diese Zustände werden dann als Prozessgrößen bei der Automation des Lagerungsbetriebs herangezogen, um die genannten, unerwünschten physikalischen BE2020/5066 Lagerungszustände durch einen geeigneten Lagerungsbetrieb bzw. entsprechende Gegen- maßnahmen wirksam zu vermeiden.These states are then used as process variables in the automation of the storage operation in order to effectively avoid the named, undesired physical BE2020 / 5066 storage conditions by means of a suitable storage operation or appropriate countermeasures.

Es ist hierbei anzumerken, dass ein genannter Lagerbereich in der einschlägigen Literatur als eine an einem Lagerplatz (engl. stockyard") angeordnete Halde (engl. "stockpile"} be- zeichnet wird, welche einen Lagerort für hier betroffenes Schüttgut darstellt. Eine solche Halde wird z.B. bei einer hier betroffenen Materialgewinnungsanlage vorwiegend durch Gurtfördergeräte erzeugt bzw. gespeist.It should be noted here that a named storage area is referred to in the relevant literature as a stockpile arranged at a storage location, which represents a storage location for the bulk goods concerned For example, in the case of a material extraction plant concerned here, it is mainly generated or fed by belt conveyors.

Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens, bzw. des entsprechenden Haldenmodells, wird eine hier betroffene Halde in eine Vielzahl von kleineren Volumenele- menten zerlegt. Bei diesen Volumenelementen handelt es sich bevorzugt um in den drei Raumrichtungen symmetrische Elemente, z.B. würfelförmige Volumenelemente, wodurch die Berechnung der auf ein einzelnes Volumenelement einwirkenden physikalischen Kräfte, bzw. die Berechnung des entsprechenden physikalischen Zustandes eines solchen Volumenele- ments, erheblich vereinfacht wird. Bei der Berechnung eines aktuellen Haldenmodells wer- den jeweils für ein vorgegebenes Volumenelement die Einflüsse von darüber und seitlich an- geordneten Nachbarelementen berücksichtigt. Dabei kann die zu berücksichtigende Anzahl nächster Nachbarelemente ggf. vergrößert werden, um die Genauigkeit der Modellrechnung zu verbessern. Bei Testberechnungen hat sich ergeben, dass die Berücksichtigung von hori- zontal nur nächsten Nachbarn und von vertikal möglichst sämtlichen, oberhalb des betrach- teten Volumenelementes angeordneten Volumenelementen ausreichend präzise Ergebnisse liefert.According to a further aspect of the proposed method or the corresponding heap model, a heap affected here is broken down into a large number of smaller volume elements. These volume elements are preferably elements that are symmetrical in the three spatial directions, e.g. cube-shaped volume elements, which considerably simplify the calculation of the physical forces acting on an individual volume element or the calculation of the corresponding physical state of such a volume element. When calculating a current heap model, the influences of neighboring elements arranged above and to the side are taken into account for a given volume element. The number of nearest neighboring elements to be taken into account can optionally be increased in order to improve the accuracy of the model calculation. Test calculations have shown that taking into account horizontally only nearest neighbors and vertically, if possible, all volume elements arranged above the volume element under consideration provides sufficiently precise results.

Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens werden bei der Berech- nung genannter Volumenelemente der lokal bzw. im Mittel vorherrschende, bevorzugt isosta- tische Druck sowie die im jeweiligen Volumenelement im Mittel vorliegende Temperatur be- rücksichtigt, um aus diesen Größen zu berechnen, wie wahrscheinlich eine Verhärtung des Materials des jeweils betrachteten Volumenelements und/oder eine Anbackung des Materi- als dieses Elements mit dem Material eines der Nachbarelemente ist. Dabei werden bevor- zugt im Vorfeld empirisch ermittelte Daten für das Verhärtungs- und/oder Anbackungsverhal- ten verschiedener Materialien zugrunde gelegt. Die so im Vorfeld ermittelten Daten umfas- sen z.B. die Verhärtungs- bzw. Anbackungswahrscheinlichkeit (in %) in Abhängigkeit von dem an der Grenzfläche zwischen zwei Volumenelementen vorliegenden Druck und der Temperatur, und zwar in Abhängigkeit von dem jeweiligen Material.According to a further aspect of the proposed method, when calculating the named volume elements, the locally or on average prevailing, preferably isostatic pressure and the average temperature in the respective volume element are taken into account in order to calculate how probable these variables are a hardening of the material of the volume element under consideration and / or a caking of the material as this element with the material of one of the neighboring elements. In doing so, empirically determined data for the hardening and / or caking behavior of various materials are preferably used as a basis. The data determined in advance include, for example, the hardening or caking probability (in%) depending on the pressure and the temperature at the interface between two volume elements, depending on the respective material.

Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens wird bei der Berechnung BE2020/5066 genannter Volumenelemente des Haldenmodells zusätzlich die bereits abgelaufene Lage- rungszeit des jeweiligen Materials berücksichtigt. Dadurch können zeitabhängige Effekte bei dem Verhärtungs- und/oder Anbackungsverhalten des jeweiligen Materials präziser berück- sichtigt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens werden die für die Berech- nung des Haldenmodells erforderlichen räumlichen Daten einer aktuell vorliegenden Materi- alaufschüttung mit sensorisch erfassten, topografischen Oberflächendaten zusammengeführt bzw. verglichen und anhand des Vergleichs ggf. eine Anpassung des Haldenmodells an die aktuelle Materialaufschüttung vorgenommen. Die sensorische Erfassung solcher Oberflä- chendaten kann dabei berührungslos mittels üblicher Kamerasysteme oder lasertechnisch, radartechnisch, optisch, oder auch mittels autonom agierender Flug- oder Fahrdrohnen, er- folgen. Die für die Berechnung des Haldenmodells ebenfalls erforderlichen physikalischen Daten, wie z.B. aktuelle Temperaturen an den Oberflächen bzw. in den AuBenbereichen ei- ner Materialaufschüttung, kônnen ebenfalls bevorzugt berührungslos sensorisch erfasst wer- den, z.B. mittels an sich bekannter Infrarotthermometer (sog. Pyrometer) oder mittels an sich bekannter Wärmebildkameras.According to a further aspect of the proposed method, when calculating the volume elements of the dump model named BE2020 / 5066, the storage time that has already passed for the respective material is also taken into account. As a result, time-dependent effects in the hardening and / or caking behavior of the respective material can be taken into account more precisely. According to a further aspect of the proposed method, the spatial data of a currently available material embankment required for calculating the dump model are merged or compared with topographical surface data recorded by sensors and, if necessary, the dump model is adapted to the current material embankment on the basis of the comparison . The sensory acquisition of such surface data can take place contactlessly by means of conventional camera systems or by laser technology, radar technology, optically, or also by means of autonomously acting flight or driving drones. The physical data that are also required for calculating the dump model, such as current temperatures on the surfaces or in the outer areas of a heap of material, can also preferably be detected by sensors without contact, for example by means of known infrared thermometers (so-called pyrometers) or by means of thermal imaging cameras known per se.

GemäB einem noch weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens können die Ergeb- nisse der Berechnung eines aktuell gültigen Haldenmodells, z.B. im Falle einer Lagerplatz- haltung mit einer Maschinensteuerung zum Betrieb entsprechender Transport- bzw. Fôrder- technik (z.B. Bandabsetzer) für Schüttgut, einer speicherprogrammierbaren (SPS-)Steuerung in Echtzeit zugeführt werden. Dadurch kann eine erhebliche Automatisierung des Betriebs eines hier betroffenen Lagerplatzes erreicht werden.According to yet another aspect of the proposed method, the results of the calculation of a currently valid stockpile model, e.g. in the case of storage space management with a machine control for the operation of appropriate transport or conveyor technology (e.g. belt stacker) for bulk material, a programmable memory ( PLC) control in real time. As a result, a considerable automation of the operation of a storage area affected here can be achieved.

Die erfindungsgemäB ebenfalls vorgeschlagene Einrichtung ist eingerichtet, eine hier be- troffene Lagerplatzsteuerung oder eine mit einer Lagerplatzhaltung ausgestatteten Material- gewinnungsanlage, insbesondere einen dort vorgesehenen Lagerbereich bzw. eine entspre- chende Halde, mittels des vorgeschlagenen Verfahrens weitestgehend automatisiert und dennoch materialschonend zu betreiben.The device also proposed according to the invention is set up to operate a storage space control concerned here or a material extraction system equipped with storage space management, in particular a storage area or a corresponding stockpile provided there, largely automated and yet gentle on the material by means of the proposed method.

Gemäß einem ersten Aspekt weist die vorgeschlagene Einrichtung eine Sensorik zur bevor- zugt berührungslosen Erfassung von topografischen Daten der jeweiligen Halde, insbeson- dere von deren aktuellen Oberflächendaten, und/oder zur Erfassung von physikalischen Da- ten der jeweiligen Halde, insbesondere von deren Temperaturdaten, auf. Zusätzlich weist dieAccording to a first aspect, the proposed device has a sensor system for preferably contactless acquisition of topographical data of the respective heap, in particular of its current surface data, and / or for the acquisition of physical data of the respective heap, in particular its temperature data, on. In addition, the

Einrichtung eine Datenverarbeitungseinheit auf, mittels der, auf der Grundlage der senso- BE2020/5066 risch erfassten Oberflächendaten und/oder physikalischen Daten, ein aktuelles Haldenmodell berechnet wird. Die Ergebnisse der Berechnungen anhand des Haldenmodells werden von der Einrichtung einer Steuerungseinheit der jeweiligen Lagerplatzanlage bzw. Materialgewin- 5 nungsanlage zugeführt.Facility on a data processing unit by means of which, on the basis of the senso-BE2020 / 5066 rically recorded surface data and / or physical data, a current dump model is calculated. The results of the calculations on the basis of the dump model are supplied by the device to a control unit of the respective storage space system or material extraction system.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorgeschlagenen Einrichtung ist vorgesehen, dass die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, aktuelle physikalische und/oder chemische Zu- standsgrößen der Halde anhand des digitalen Haldenmodells sowie der sensorisch erfassten Daten zu berechnen, aktuelle physikalische bzw. chemische Zuständen des in der Halde ge- lagerten Materials anhand der berechneten Zustandsgrößen zu berechnen sowie eine Vor- hersage von möglichen Materialveränderungen des gelagerten Materials anhand der berech- neten physikalischen bzw. chemischen Zustände zu treffen bzw. entsprechende Vorhersage- daten bereitzustellen.According to a further aspect of the proposed device, it is provided that the data processing unit is set up to calculate current physical and / or chemical state variables of the heap based on the digital heap model and the sensor-recorded data, current physical or chemical states of the ge in the heap - to calculate the stored material on the basis of the calculated state variables and to make a prediction of possible material changes in the stored material on the basis of the calculated physical or chemical states or to provide corresponding forecast data.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorgeschlagenen Einrichtung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinheit eingerichtet ist, anhand der von der Datenverarbeitungseinheit gelieferten Vorhersagedaten (eine) geeignete (Gegen-)MaBnahme(n) zur Verhinderung einer Material- änderung bzw. Materialverschlechterung zu berechnen und die so berechneten Gegenmaß- nahmendaten z.B. einer SPS-Steuerung oder Maschinensteuerung zur Lagerhaltung zuzu- führen, mittels der die Gegenmaßnahmen bei der Lagerhaltung durchgeführt werden. Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorgeschlagenen Einrichtung ist vorgesehen, dass die die Steuerungseinheit eingerichtet ist, wenigstens eine geeignete (Gegen-)Maßnahme anhand von vorgegebenen, möglichen Maßnahmen durchzuführen, wobei für bestimmte physikalische bzw. chemische Zustände geeignete Gegenmaßnahmen im Vorfeld anhand von Testversuchen ermittelt werden. Die Erfindung kann insbesondere im Bereich von z.B. an Schiffshäfen vorgesehenen Materi- alumschlagplätzen zum Umschlagen von Schüttgut (z.B. Erz, Kohle, Braunkohle, Düngemit- tel, oder Salzen wie Kaliumkarbonat) sowie im Bereich einer entsprechenden Materialgewin- nung solchen Schüttguts, z.B. bei einer im Tagebau betriebenen Minenanlage oder in einer Lagereinrichtung für Schüttgüter der Zementproduktion, mit den hierin beschriebenen Vortei- len zur Anwendung kommen. Das Verfahren und die Einrichtung können allerdings auch bei anderweitig vorgesehenen Lagerplätzen, z.B. bei Lagerplätzen zur Lagerung von Stein-/Na- tursteingut, entsprechend eingesetzt werden.According to a further aspect of the proposed device, it is provided that the control unit is set up to use the prediction data supplied by the data processing unit to calculate (a) suitable (counter) measure (s) to prevent a change in material or material deterioration and the thus calculated To supply countermeasure data, for example, to a PLC control or machine control for storage, by means of which the countermeasures can be carried out in storage. According to yet another aspect of the proposed device, it is provided that the control unit is set up to carry out at least one suitable (counter) measure on the basis of predetermined, possible measures, with suitable counter measures being determined in advance on the basis of test attempts for certain physical or chemical states will. The invention can be used in particular in the area of material transshipment points provided, for example, at ship ports for handling bulk goods (e.g. ore, coal, lignite, fertilizers, or salts such as potassium carbonate) and in the area of a corresponding material extraction of such bulk goods, for example in the case of an im Open-cast mine or in a storage facility for bulk materials in cement production, with the advantages described herein, can be used. The method and the device can, however, also be used accordingly for storage areas provided for other purposes, e.g. storage areas for the storage of stone / natural stone goods.

; N 12, | | | BE2020/5066 Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Steuergerät zur Steuerung der Lagerhal- tung eines hier betroffenen Lagerbereichs bzw.; N 12, | | | BE2020 / 5066 The computer program according to the invention is set up to carry out every step of the method, in particular if it is used on a control device to control the storage of a storage area or storage area concerned here.

Lagerplatzes abläuft.Bin expires.

Es ermöglicht insbe- sondere die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, z.B. einem SPS-Steuergerät, ohne an dem Steuergerät bauliche Veränderun- gen vornehmen zu müssen.In particular, it enables the implementation of the method according to the invention on an electronic control device, e.g. a PLC control device, without having to make structural changes to the control device.

Hierzu ist der maschinenlesbare Datenträger vorgesehen, auf welchem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist.The machine-readable data carrier on which the computer program according to the invention is stored is provided for this purpose.

Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf eine Einrichtung bzw. ein entsprechendes elektronisches Steuergerät wird die erfindungsgemäße Einrichtung erhalten, welches einge- richtet ist, um eine hier betroffene Lagerplatzsteuerungsanlage bzw. ein entsprechendes La- ger bzw.By uploading the computer program according to the invention to a device or a corresponding electronic control device, the device according to the invention is obtained, which is set up to control a storage area control system or a corresponding warehouse or storage facility concerned here.

Zwischenlager für Schüttgut bzw.Intermediate storage for bulk goods or

Abraum einer Materialgewinnungsanlage mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu betreiben bzw. zu steuern.To operate or control overburden of a material recovery plant by means of the method according to the invention.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention emerge from the description and the accompanying drawings.

In den Zeichnungen sind identische oder funktional gleich- wirkende Elemente bzw.Identical or functionally equivalent elements or elements are shown in the drawings.

Merkmale mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.Provide features with matching reference numerals.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläutern- den Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in ande- ren Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegen- den Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respective specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Figur 1 zeigt schematisch ein digitales Haldenmodell zur Illustration des erfindungsge- mäßen Verfahrens und der Einrichtung.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows a digital dump model to illustrate the method and the device according to the invention.

Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Berechnung eines physikalischen Haldenmodells anhand einer schematischen Darstellung einer lokalen Anordnung von Volumenelementen.FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of the method according to the invention for calculating a physical heap model on the basis of a schematic representation of a local arrangement of volume elements.

Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Einrichtung anhand eines kombinierten Fluss-/Blockdiagramms.FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the method or the device according to the invention on the basis of a combined flow / block diagram.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

_ ; ; ; ; | BE2020/5066 Das in Figur 1 gezeigte Haldenmodell betrifft die Zwischenlagerung von Kaliumkarbonat (so- genannte „Pottasche“) in einer Halde._; ; ; ; | BE2020 / 5066 The heap model shown in Figure 1 relates to the interim storage of potassium carbonate (so-called “potash”) in a heap.

Bei der Lagerung von Kaliumkarbonat tritt unter be- stimmten physischen Einflussfaktoren wie Druck, Temperatur, Luftfeuchte und/oder Lager- zeit eine Anbackung und/oder Verhärtung des Materials auf.When storing potassium carbonate, certain physical influencing factors such as pressure, temperature, air humidity and / or storage time cause caking and / or hardening of the material.

Dieser oder ein ähnlicher Effekt kann unter Umständen auch bei anderen Materialien beobachtet werden.This or a similar effect can also be observed with other materials.

Angebackenes Material hat z.B. die folgenden nachteiligen Auswirkungen: - Eine Verringerung der Materialqualität und somit Umsatzeinbußen für den Materialei- gentümer; - eine stärkere Abnutzung von Rücklademaschinen aufgrund von Zahnverschleiß; - eine Verringerung der Effizienz der Lagerplatzeinrichtung und somit Umsatzeinbußen aufgrund einer verlangsamten Auslagerung sowie durch erforderliche, weitere Ar- beitsschritte, um das angebackene Material wieder zu mahlen.Baked-on material has, for example, the following negative effects: - A reduction in the quality of the material and thus a loss of sales for the material owner; - increased wear and tear on reloading machines due to tooth wear; - A reduction in the efficiency of the storage space facility and thus a loss of sales due to slower removal from storage and additional work steps required to grind the baked-on material again.

Gemäß dem in Figur 1 in einer isometrischen Draufsicht dargestellten Haldenmodell wird der jeweils betroffene Lagerplatz in ein digitales Lagerplatzmodell überführt, indem dieser in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in digitale, würfelförmige Volumenbereiche bzw.According to the stockpile model shown in an isometric top view in FIG.

Volumen- körper unterteilt wird.Volume body is divided.

Die Größe dieser Bereiche bestimmt die Auflösung des digitalen Mo- dells und kann je nach Anforderung variiert werden.The size of these areas determines the resolution of the digital model and can be varied as required.

Jedem der Volumenbereiche können verschiedene, physikalische bzw. chemische Zu- standsgröBen (Parameter) zugeordnet werden.Different physical or chemical state variables (parameters) can be assigned to each of the volume areas.

Diese Größen können sein: - Der momentane, in dem Volumenbereich herrschende (mittlere) Druck; - der Zeitpunkt der Einlagerung des betreffenden Materials in dem Volumenbereich zur Berechnung des seitdem vergangenen Lagerungszeitraums; - die Außertemperatur in der Haldenumgebung zum Zeitpunkt der Einlagerung des be- treffenden Materials; - die in der Haldenumgebung herrschende Luftfeuchtigkeit zum Zeitpunkt der Einlage- rung des betreffenden Materials;These variables can be: the instantaneous (mean) pressure prevailing in the volume range; - the time of storage of the material in question in the volume range for calculating the storage period since then; - the outside temperature in the vicinity of the dump at the time the material concerned is stored; - the air humidity prevailing in the vicinity of the dump at the time the material concerned is stored;

LL ; nn | ‚ BE2020/5066 - der genannte Druck in einem Volumenbereich, und zwar multipliziert mit dem seit dem genannten Zeitpunkt der Einlagerung vergangenen Lagerungszeitraum, um eine zeitabhängige Druckkennzahl zu erhalten; - die Art des betreffenden Materials; - Qualitätsinformationen über das betreffende Material, z.B. die chemische Zusammen- setzung und Reinheit oder die physikalische Feinheit der Materialpartikel); - sowie weitere Einflussfaktoren bzw. Einflussgrößen für die Lagerung des betreffen- den Materials, z.B. dessen Anbackungswahrscheinlichkeit, und zwar bevorzugt in Ab- hängigkeit genannter ZustandsgrôBen.LL; nn | BE2020 / 5066 - the specified pressure in a volume range, multiplied by the storage period since the specified time of storage in order to obtain a time-dependent pressure index; - the nature of the material concerned; - Quality information about the material in question, e.g. the chemical composition and purity or the physical fineness of the material particles); - as well as other influencing factors or influencing variables for the storage of the relevant material, e.g. its caking probability, preferably depending on the stated condition variables.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Haldenmodell liegen in den hier gezeigten Volumenberei- chen 100 die folgenden Werte vorgenannter Zustandsgrößen und Materialeigenschaften vor: - Zeitpunkt der Einlagerung des betreffenden Materials: 2019.04.10 / 12:35:24 - Lagerungszeitraum bis dato: 56:20:54 h - Momentaner, durchschnittlicher Druck: 10.000 N - Materialart: Pottasche - Materialqualitât: xyz - Anbackungswahrscheinlichkeit: 50% Die genannten Werte ergeben in dem vorliegenden Beispiel von Pottasche für die hellgrau schattierten acht Volumenbereiche bzw. -elemente 105 eine (nicht zu vernachlässigende) Anbackungsgefahr, für die mittelgrau schattierten vier Volumenbereiche 110 eine Anba- ckungswahrscheinlichkeit von <30% und für die dunkelgrau schattierten vier Volumenberei- che 115 eine Anbackungswahrscheinlichkeit von >90% Das entsprechend der Figur 1 somit vorliegende, digitale Haldenmodell wird in dem vorlie- genden Ausführungsbeispiel mittels bilderfassender Sensoren, z.B. Laser, Radar, photo- grammetrische Sensoren, oder dergleichen, erstellt, welche bevorzugt an einem (Band-)Ab- setzer und/oder an einem Rückladegerât der jeweiligen Lagerhaltungseinrichtung angeord- net sind.In the dump model shown in FIG. 1, the following values of the aforementioned state variables and material properties are available in the volume areas 100 shown here: - Time of storage of the relevant material: 04.10.2019 / 12:35:24 - Storage period to date: 56:20 : 54 h - Current, average pressure: 10,000 N - Type of material: Potash - Material quality: xyz - Caking probability: 50% In the present example of potash, the values given result in a (not to be neglected ) Risk of caking, for the four volume areas 110 shaded in medium gray, a caking probability of <30% and for the four volume areas 115 shaded in dark gray, a caking probability of> 90% Embodiment by means of image-capturing sensors, e.g. laser, radar, Photogrammetric sensors, or the like, are created, which are preferably arranged on a (belt) stacker and / or on a reloading device of the respective storage facility.

Beim Einlagern des Materials werden die zu diesem Zeitpunkt verfügbaren Parameter, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das eingelagerte Material, der Einlagerungszeitpunkt, die bei der Einlagerung herrschende Luftfeuchtigkeit, etc. dem zu diesem Zeitpunkt jeweils befüllten Volumenbereich zugeordnet.When the material is stored, the parameters available at this point in time, in the present exemplary embodiment the stored material, the point in time of storage, the humidity prevailing during storage, etc., are assigned to the volume area filled at that point in time.

Auf Basis dieser Zustandsgrößen bzw.On the basis of these state variables or

Parameter pe 2920/5068 rechnet ein materialspezifischer Algorithmus die Wahrscheinlichkeit von Zuständen des Ma- terials in den jeweiligen, vorliegend würfelförmigen Volumenbereichen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß der folgenden Beziehung:Parameter pe 2920/5068, a material-specific algorithm calculates the probability of states of the material in the respective, presently cube-shaped volume areas in the present exemplary embodiment according to the following relationship:

n T Materialzustand(t) = > pe * DC x X; * (t — 2 i=1 j=0 in der die Größe t den Zeitpunkt des Materialzustandes, die Größe X; eine materialbezogene Zustandsgröße X; die Größe w; einen Gewichtungsfaktor für die Zustandsgröße Xi, die Größe wi einen Gewichtungsfaktor für Zeitabhängigkeit der Zustandsgröße X; und die Größe T; die Anzahl der zeitlich zurückliegenden bzw. historischen Zeitschritte, die für die Zustandsgröße Xi betrachtet werden, bedeuten.n T material condition (t) => pe * DC x X; * (t - 2 i = 1 j = 0 in which the variable t is the point in time of the material state, the variable X; a material-related state variable X; the variable w; a weighting factor for the state variable Xi, the variable wi a weighting factor for the time dependence of the state variable X; and the quantity T; mean the number of time steps in the past or historical time steps that are considered for the state quantity Xi.

Beispiel für die Zustandsberechnung:Example for the condition calculation:

In dem Beispiel wird als Material bzw.In the example, the material or

Lagergut Kaliumkarbonat (Pottasche) zugrunde ge- legt, von dem angenommen wird, dass es nach x Stunden Lagerzeit unter einem Druck y zu 90% anbackt.Storage goods are based on potassium carbonate (potash), which is assumed to bake 90% after x hours of storage under pressure y.

Der vorgenannte Algorithmus wird auf der Grundlage entsprechender Vorver- suche und/oder den dabei gewonnenen physikalischen bzw. chemischen Zusammenhängen gebildet bzw. angepasst.The aforementioned algorithm is formed or adapted on the basis of corresponding preliminary tests and / or the physical or chemical relationships obtained in the process.

Der Algorithmus ermöglicht damit eine Bewertung von Wahrschein- lichkeiten bzw.The algorithm thus enables an evaluation of probabilities or

Vorhersage von hier betroffenen, lagerungsbedingten Zuständen, z.B. ge- nannter Anbackungszustände, die das Material in genannten Volumenbereichen annimmt.Prediction of the storage-related conditions affected here, e.g. the mentioned caking conditions that the material assumes in the mentioned volume ranges.

Die Anlagensteuerung kann nun auf Basis der so berechneten Wahrscheinlichkeiten bzw.The system control can now use the calculated probabilities or

Vorhersagen so eingerichtet bzw. programmiert werden, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmter, ungewünschter (lagerungsbedingter) Materialzustand eintritt, verringert wird.Predictions are set up or programmed in such a way that the probability that a certain, undesired (storage-related) material condition will occur is reduced.

Mögliche Maßnahmen im Betrieb einer hier betroffenen Lagerungseinrichtung zur Verringe- rung der Eintrittswahrscheinlichkeiten bestimmter Materialzustände können sein:Possible measures in the operation of a storage facility affected here to reduce the probability of occurrence of certain material conditions can be:

- Eine rechtzeitige Auslagerung des Materials, d.h. eine entsprechende Verringerung der Einlagerungszeit;- Timely removal of the material, i.e. a corresponding reduction in the storage time;

- eine geringere Aufhaldung von Material und damit eine geringere Höhe einer Halde PE2020/5068 an kritischen Stellen, wodurch sich der Druck auf ein bzw. in einem beschriebenen Volumenelement verringert; - Einlagerung neuen Materials nur an entsprechend unkritischen Stellen, ebenfalls zur Verringerung des genannten Drucks.- Less stockpiling of material and thus a lower height of a stockpile PE2020 / 5068 at critical points, as a result of which the pressure on or in a described volume element is reduced; - Storage of new material only in correspondingly uncritical places, also to reduce the pressure mentioned.

In der Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer lokalen Anordnung von beschriebenen Volumenelementen, und zwar zu Vereinfachungszwecken von nur fünf aneinandergrenzen- den Volumenelementen 200 - 220, gezeigt.FIG. 2 shows a schematic representation of a local arrangement of the volume elements described, specifically for the purpose of simplification of only five volume elements 200-220 which are adjacent to one another.

Anhand dieser Darstellung wird ein erstes Aus- führungsbeispiel des erfindungsgemäBen Verfahrens zur Berechnung eines hier betroffenen, physikalischen Haldenmodells anhand eines genannten Algorithmus‘ beschrieben.On the basis of this representation, a first exemplary embodiment of the method according to the invention for calculating a physical heap model concerned here is described with the aid of a named algorithm ‘.

Der nur für die beiden Volumenelemente 200, 205 gezeigte Druckgradient Ap1z in vertikaler Richtung der gezeigten Anordnung wird im Wesentlichen bestimmt durch die gravitationsbe- dingte Druckausübung des oberen Volumenelements 200 auf das darunterliegende Volu- menelement 205. Der Druckgradient zwischen den beiden unteren Volumenelementen 205, 210 ergibt sich dann entsprechend, wobei allerdings die gesamte Druckbelastung der beiden Volumenelemente 200, 205 auf das darunterliegende Volumenelement 210 zu berücksichti- genist.The pressure gradient Ap1z shown only for the two volume elements 200, 205 in the vertical direction of the arrangement shown is essentially determined by the gravitational pressure exertion of the upper volume element 200 on the volume element 205 below. The pressure gradient between the two lower volume elements 205, 210 then results accordingly, although the entire pressure load of the two volume elements 200, 205 on the volume element 210 below must be taken into account.

Der ebenfalls nur für die beiden Volumenelemente 200, 205 gezeigte Temperaturgradient AT 2 in vertikaler Richtung der gezeigten Anordnung wird im Wesentlichen bestimmt durch äußere Einflüsse wie die Sonneneinstrahlung und die Bodentemperatur sowie die daraus über die Haldenhöhe (in der y-Richtung 230) sich ergebende Temperaturdifferenz AT 225. Der Temperaturgradient zwischen den beiden unteren Volumenelementen 205, 210 ergibt sich dann entsprechend.The temperature gradient AT 2 in the vertical direction of the arrangement shown, also only shown for the two volume elements 200, 205, is essentially determined by external influences such as solar radiation and the soil temperature as well as the temperature difference resulting therefrom over the pile height (in the y-direction 230) AT 225. The temperature gradient between the two lower volume elements 205, 210 then results accordingly.

Aus genannten Druck- und Temperaturgradienten können die in den drei Volumenelementen 200 - 210 herrschenden mittleren Drücke und mittleren Temperaturen abgeleitet werden.The mean pressures and mean temperatures prevailing in the three volume elements 200-210 can be derived from the pressure and temperature gradients mentioned.

Aus diesen Daten kann, für das jeweils vorliegende Material spezifisch, die lagerungsbeding- ten physikalischen bzw. chemischen Materialveränderungen ermittelt werden.This data can be used to determine the physical or chemical changes in the material specific to the material in question.

In dem vorlie- genden Ausführungsbeispiel erfolgt diese Ermittlung anhand von in Testversuchen für das jeweilige Material gewonnenen Daten, welche z.B. in Form von (elektronischen) Tabellen o- der Datenbanken vorliegen.In the present exemplary embodiment, this determination takes place on the basis of data obtained in test experiments for the respective material, which are available, for example, in the form of (electronic) tables or databases.

Der nur für die beiden Volumenelemente 205, 215 gezeigte Druckgradient Ap;,3 in horizonta: 7920/5066 ler Richtung der gezeigten Anordnung wird im Wesentlichen bestimmt durch horizontale Druckbelastungskomponenten zwischen horizontal benachbarten Volumenelementen, wel- che durch die bei einer Schüttung von kornförmigem Material mögliche seitliche Bewegung einzelner Materialpartikel verursacht werden.The pressure gradient Ap;, 3 shown only for the two volume elements 205, 215 in the horizonta: 7920/5066 direction of the arrangement shown is essentially determined by horizontal pressure load components between horizontally adjacent volume elements, which are possible with a pouring of granular material lateral movement of individual material particles can be caused.

Der ebenfalls nur für die beiden Volumenelemente 205, 215 gezeigte Temperaturgradient AT13 in horizontaler Richtung der gezeigten Anordnung wird im Wesentlichen bestimmt durch den Temperaturverlauf entlang der Halde, und zwar in dem vorliegenden Beispiel ent- lang der gezeigten x-Richtung 235. In der Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Einrichtung anhand eines kombinierten Block-/Flussdiagramms dargestellt.The temperature gradient AT13 in the horizontal direction of the arrangement shown, likewise only shown for the two volume elements 205, 215, is essentially determined by the temperature profile along the heap, namely in the present example along the x-direction 235 shown a second embodiment of the method or the device according to the invention is shown using a combined block / flow diagram.

Eine Daten- verarbeitungseinheit 300 berechnet im Block bzw.A data processing unit 300 calculates in the block or

Schritt 305 ein beschriebenes, digitales Haldenmodell auf der Grundlage von sensorisch 310 erfassten aktuellen physikalischen und/oder chemischen Daten.In step 305, a described, digital heap model on the basis of current physical and / or chemical data recorded by sensors 310.

Diese Daten umfassen in dem vorliegenden Ausführungsbei- spiel sowohl geometrischen Daten bzw. entsprechende Oberflächendaten einer betreffenden Halde, in der Umgebung der Halde und/oder innerhalb der Halde sensorisch erfasste Tem- peraturdaten sowie materialspezifische Daten bezüglich des momentan in der Halde gela- _ gerten Materials.In the present exemplary embodiment, these data include both geometric data or corresponding surface data of a relevant heap, temperature data recorded by sensors in the vicinity of the heap and / or within the heap, as well as material-specific data relating to the material currently stored in the heap .

Anhand dieser Daten wird ein aktuelles bzw. momentan gültiges Halden- modell berechnet 305. Die Datenverarbeitungseinheit 300 berechnet 315 anhand des digitalen Haldenmodells 305 sowie der sensorisch erfassten Daten 310 aktuelle physikalische und/oder chemische Zu- standsgröBen der Halde.A current or currently valid heap model is calculated 305 on the basis of this data. The data processing unit 300 calculates 315 current physical and / or chemical state variables of the heap using the digital heap model 305 and the sensor-recorded data 310.

Anhand dieser berechneten Zustandsgrößen werden aktuelle phy- sikalische bzw. chemische Zustände des in der Halde gelagerten Materials berechnet 320 und anhand der so berechneten physikalischen bzw. chemischen Zustände eine Vorhersage zu möglichen Materialveränderungen des gelagerten Materials getroffen 325 bzw. entspre- chender Vorhersagedaten bereitgestellt 330. Zur Vorhersage kann dabei die Wahrscheinlich- keit für die Entstehung von physikalischen Zuständen, welche bei der Lagerung des jeweils eingelagerten Materials auftreten können, berechnet werden 325, 330. Die so bereitgestellten 330 Vorhersagedaten werden einer Steuerungseinheit 335 der jeweili- gen Lagerplatzanlage bzw.On the basis of these calculated state variables, current physical or chemical states of the material stored in the heap are calculated 320 and, based on the physical or chemical states calculated in this way, a prediction of possible material changes of the stored material is made 325 or corresponding forecast data is provided 330. For the prediction, the probability of the occurrence of physical states, which can occur during the storage of the respective stored material, can be calculated 325, 330.

Materialgewinnungsanlage zugeführt.Material recovery plant supplied.

Anhand der vorliegenden Vorhersagedaten 330 werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Steuereinheit 335 eine oder mehrere geeignete Gegenmaßnahmen zur Verhinderung einer Materialände- rung berechnet 340 und die dabei sich ergebenden Daten vorliegend einer SPS-SteuerungIn the present exemplary embodiment, one or more suitable countermeasures to prevent a material change are calculated 340 using the present prediction data 330, and the resulting data is present to a PLC controller

“ . . . . .BE2020/5066 350 zuführt, mittels der die berechneten 340 Gegenmaßnahmen beim Haldenbetrieb der hier betroffenen Lagereinrichtung durchgeführt werden. Es ist anzumerken, dass die Berechnung der geeigneten GegenmaBnahme(n) in dem vorlie- genden Ausführungsbeispiel anhand eines vorgegebenen Katalogs bzw. einer entsprechen- den Auswahl 345 möglicher Gegenmaßnahmen durchführt wird, wobei für bestimmte physi- kalische bzw. chemische Zustände geeignete Gegenmaßnahmen im Vorfeld anhand von Testmessungen bzw. -versuchen ermittelt werden.". . . . .BE2020 / 5066 350, by means of which the calculated 340 countermeasures are carried out during the dump operation of the storage facility concerned. It should be noted that the calculation of the suitable countermeasure (s) in the present exemplary embodiment is carried out using a specified catalog or a corresponding selection 345 of possible countermeasures, with suitable countermeasures in advance for certain physical or chemical states can be determined on the basis of test measurements or trials.

Es ist ferner anzumerken, dass ein vorbeschriebenes Verfahren sowie eine vorbeschriebene Einrichtung z.B. bei einem an einer Materialgewinnungsanlage (Erzabbau, Kohleabbau, Kali- abbau, etc.) vorgesehenen Materialzwischenlager oder an einem Schiffshafen vorgesehenen Materialumschlagplatz zum Umschlagen von entsprechendem Schüttgut einsetzbar sind.It should also be noted that the above-described method and the above-described facility can be used, for example, in a material interim storage facility provided at a material extraction plant (ore mining, coal mining, potash mining, etc.) or a material handling point provided at a ship's harbor for the handling of corresponding bulk goods.

Claims (19)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Lagerung von Schüttgut mit wenigstens einem haldenförmigen Lagerbereich, insbesondere einer Anlage zum Materialum- schlag von Schüttgut oder einer Materialgewinnungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass für den wenigstens einen Lagerbereich ein digitales Haldenmodell erstellt wird (305) und dass auf der Grundlage des erstellten Haldenmodells die Entstehung von physikalischen und/oder chemischen Zuständen, welche bei der Lagerung des je- weils eingelagerten Materials auftreten können, vorhergesagt wird (320, 325), und dass vorhergesagte physikalische bzw. chemische Zustände beim Lagerungsbetrieb herangezogen werden (340), um eine möglichst materialschonende Lagerung des eingelagerten Materials zu gewährleisten.1. A method for operating a system for storing bulk material with at least one dump-shaped storage area, in particular a system for handling bulk material or a material recovery system, characterized in that a digital dump model is created for the at least one storage area (305) and that on On the basis of the created stockpile model, the development of physical and / or chemical states that can occur during the storage of the respective stored material is predicted (320, 325), and that predicted physical or chemical states are used during storage operation (340 ) in order to ensure that the stored material is stored as gently as possible. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage des Haldenmodells die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von physikalischen Zustän- den, welche bei der Lagerung des jeweils eingelagerten Materials auftreten können, berechnet wird (325).2. The method according to claim 1, characterized in that on the basis of the stockpile model, the probability of the occurrence of physical states which can occur during the storage of the respectively stored material is calculated (325). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die materialscho- nende Lagerung des eingelagerten Materials durch vorgegebene Maßnahmen bzw. Gegenmaßnahmen (340) im Lagerungsbetrieb gewährleistet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the material-friendly storage of the stored material is ensured by predetermined measures or countermeasures (340) in the storage operation. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erstellung (305) des digitalen Haldenmodells ein haldenförmiger Lager- bereich in eine Vielzahl von kleineren Volumenelementen (100 - 115, 200 - 220) zer- legt wird und dass die auf ein einzelnes Volumenelement einwirkenden physikali- schen Kräfte und/oder chemischen Einflüsse berechnet werden.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when creating (305) the digital stockpile model, a stockpile-shaped storage area is broken down into a plurality of smaller volume elements (100-115, 200-220) and that the physical forces and / or chemical influences acting on a single volume element can be calculated. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenelemente (100 - 115, 200 - 220) durch in den drei Raumrichtungen symmetrische Elemente ge- bildet werden.5. The method according to claim 4, characterized in that the volume elements (100-115, 200-220) are formed by elements which are symmetrical in the three spatial directions. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass für ein vorgegebe- nes Volumenelement (100 - 115, 200 - 220) die physikalischen Kräfte und/oder che- mischen Einflüsse von darüber angeordneten (200, 205) und von seitlich angeordne- ten (215, 220) Nachbarelementen berücksichtigt werden.6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that for a given volume element (100-115, 200-220) the physical forces and / or chemical influences from above (200, 205) and from the side - th (215, 220) neighboring elements are taken into account. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zu berücksichtigende 52020/5066 Anzahl nächster Nachbarelemente horizontal nur nächste Nachbarn (215, 220) und vertikal möglichst sämtliche, oberhalb des betrachteten Volumenelementes angeord- nete Volumenelemente (200, 205) umfasst.7. The method according to claim 6, characterized in that the 52020/5066 number of nearest neighbor elements to be taken into account includes horizontally only nearest neighbors (215, 220) and vertically, if possible, all volume elements (200, 205) arranged above the volume element under consideration. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der Volumenelemente (100 - 115, 200 - 220) des Haldenmodells der in einem Volumenelement (210) lokal vorherrschende Druck und/oder die in diesem Vo- lumenelement (210) vorliegende Temperatur und/oder die in diesem Volumenelement (210) vorherrschende Luftfeuchte bzw. Materialfeuchte berücksichtigt werden, um aus diesen Größen zu berechnen, wie wahrscheinlich eine Verhärtung des Materials des jeweils betrachteten Volumenelements (210) und/oder eine Anbackung des Ma- terials dieses Volumenelements mit dem Material eines der Nachbarelemente (205, 220) ist.8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that when calculating the volume elements (100-115, 200-220) of the heap model, the pressure locally prevailing in a volume element (210) and / or that in this volume element (210) existing temperature and / or the air humidity or material moisture prevailing in this volume element (210) can be taken into account in order to calculate from these variables how likely a hardening of the material of the respective volume element (210) and / or caking of the material is likely - is the material of this volume element with the material of one of the neighboring elements (205, 220). 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der Volumenelemente (100 - 115, 200 - 220) des Haldenmodells in ei- nem Volumenelement (210) vorliegende, für eine Verhärtung und/oder Anbackung des Materials relevante, materialabhängige physikalische bzw. chemische Einfluss- größen berücksichtigt werden.9. The method according to any one of claims 4 to 8, characterized in that when calculating the volume elements (100-115, 200-220) of the dump model in a volume element (210), for hardening and / or caking of the material relevant, material-dependent physical or chemical influencing variables are taken into account. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorfeld empi- risch ermittelte Daten für das Verhärtungs- und/oder Anbackungsverhalten verschie- dener Materialien zugrunde gelegt werden.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that empirically determined data for the hardening and / or caking behavior of various materials are used as a basis. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die im Vorfeld ermittel- ten Daten für ein vorgegebenes Material die Verhärtungs- bzw. Anbackungswahr- scheinlichkeit in Abhängigkeit von dem an der Grenzfläche zwischen zwei Volumen- elementen (100 - 115, 200 - 220) vorliegenden Druck und der Temperatur umfassen.11. The method according to claim 10, characterized in that the data ascertained in advance for a given material determine the hardening or caking probability as a function of that at the interface between two volume elements (100-115, 200-220 ) present pressure and temperature. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der Volumenelemente (100 - 115, 200 - 220) des Haldenmodells zusätz- lich die bereits abgelaufene Lagerungszeit des jeweiligen Materials berücksichtigt wird.12. The method according to any one of claims 4 to 11, characterized in that when calculating the volume elements (100-115, 200-220) of the heap model, the storage time of the respective material that has already expired is also taken into account. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung (305) des Haldenmodells erforderliche räumliche Daten einer aktuell vor- liegenden haldenförmigen Materialaufschüttung mit an der Materialaufschüttung sen-13. The method according to any one of claims 4 to 12, characterized in that the spatial data required for the calculation (305) of the heap model of a currently existing heap-shaped material embankment is sent to the material embankment. sorisch erfassten, topografischen Daten verglichen werden und anhand des Ver- BE2020/5066 gleichs ggf. eine Anpassung des Haldenmodells an die aktuelle Materialaufschüttung vorgenommen wird.The topographical data recorded by sensors are compared and, if necessary, the dump model is adapted to the current material embankment using the BE2020 / 5066 comparison. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ergebnisse der Berechnung des digitalen Haldenmodells bzw. die entspre- chenden (Gegen-)MaBnahmen einer Maschinensteuerung zum Betrieb einer an der jeweiligen Lagerplatzanlage bzw. Materialgewinnungsanlage vorgesehenen Trans- port- und/oder Fördertechnik für Schüttgut in Echtzeit zugeführt werden.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the results of the calculation of the digital stockpile model or the corresponding (counter) measures of a machine control system for operating a transport and / or or conveyor technology for bulk goods can be fed in in real time. 15. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 durchzuführen.15. Computer program which is set up to carry out each step of a method according to one of claims 1 to 14. 16. Einrichtung, welche eingerichtet ist, eine Anlage zur Lagerung von Schüttgut mit we- nigstens einem haldenförmigen Lagerbereich, insbesondere eine Anlage zum Materi- alumschlag von Schüttgut oder eine Materialgewinnungsanlage, anhand des Verfah- rens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 zu steuern.16. Device which is set up to control a system for the storage of bulk goods with at least one stockpile-shaped storage area, in particular a system for material handling of bulk goods or a material recovery system, using the method according to one of claims 1 to 14. 17. Einrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Sensorik (310) zur Erfas- sung von topografischen Daten der Halde, insbesondere von deren aktuellen Oberflä- chendaten, und/oder zur Erfassung von physikalischen Daten der jeweiligen Halde, insbesondere von deren Temperaturdaten.17. Device according to claim 16, characterized by a sensor system (310) for the acquisition of topographical data of the heap, in particular of its current surface data, and / or for the acquisition of physical data of the respective heap, in particular of its temperature data. 18. Einrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Datenverarbeitungsein- heit, mittels der, auf der Grundlage der sensorisch (310) erfassten Oberflächendaten und/oder physikalischen Daten, ein aktuelles Haldenmodell (305) berechnet wird, wo- bei die Ergebnisse der Berechnungen anhand des Haldenmodells einer Steuerungs- einheit (335) der jeweiligen Lagerplatzanlage bzw. Materialgewinnungsanlage zuge- führt werden.18. Device according to claim 17, characterized by a data processing unit, by means of which a current dump model (305) is calculated on the basis of the surface data and / or physical data recorded by sensors (310), the results of the calculations being based on of the stockpile model can be fed to a control unit (335) of the respective storage space system or material recovery system. 19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbei- tungseinheit eingerichtet ist, aktuelle physikalische und/oder chemische ZustandsgrÖ- Ben einer haldenförmigen Materialaufschüttung anhand des digitalen Haldenmodells (305) sowie der sensorisch (310) erfassten Daten zu berechnen (320), anhand der so berechneten ZustandsgrôBen aktuelle physikalische bzw. chemische Zustände des in der Halde gelagerten Materials zu berechnen sowie eine Vorhersage von möglichen Materialveränderungen des gelagerten Materials anhand der berechneten physikali- schen bzw. chemischen Zustände zu treffen (325) bzw. entsprechende Vorhersage- daten bereitzustellen.19. Device according to claim 18, characterized in that the data processing unit is set up to calculate (320) current physical and / or chemical state variables of a dump-shaped material embankment using the digital dump model (305) and the data recorded by sensors (310) to calculate current physical or chemical states of the material stored in the heap on the basis of the state variables calculated in this way and to make a prediction of possible material changes of the stored material based on the calculated physical or chemical states (325) or corresponding prediction data provide.
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