CN111810160A - 一种露天采矿智能化控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种露天采矿智能化控制系统，其包括，矿石预选模块，破碎模块，传送模块，转载模块，排料场；本发明的技术效果在于，首先根据预采矿石的种类确定不同的采矿设备，选取最合适的采矿设备，减少成本，提高采矿效率，对应的，在破碎阶段根据不同的矿石种类和需求采取不同的破碎机力度，再使得破碎后的矿石碎块装入不同的隔间，对其重量密度进行测定后释放至传送带，对破碎后的矿石进行分类，便于后续处理，对传送带的传送速度根据其负载实时调节，对负载实时计算，保证了传送带运输效率和稳定性，转载模块将传送带上的矿石碎块堆根据不同密度和直径放入不同的排料场，满足不同的需求，减少了人力成本，提高了效率。

Description

一种露天采矿智能化控制系统

技术领域

本发明领域为露天采矿领域，具体为一种露天采矿智能化控制系统。

背景技术

露天采矿是采矿作业中的一种方法露天开采是人类使用矿物最早出现的开采方式，最初是开采矿床的露头和浅部富矿。19世纪末使用动力挖掘机以来，露天开采技术迅速发展，露天矿的规模越来越大，但是现在露天采矿还存在以下问题，

1、整个采矿过程自动化程度不高；

2、整个采矿过程各个工序形式单一，不能根据采矿生产过程中的情况做出调整；

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，为此本发明提供一种露天采矿智能化控制系统，其包括，

矿石预选模块，其与云端数据库相连；所述矿石预选模块用以在进行采矿工序前预选矿石种类，从云端数据库获取预采矿石数据矩阵K(A,M,F,S，I,I0,N)其中，A表示矿石种类，M表示已储存矿石密度，F表示破碎机破碎力度，S表示实际矿石密度，I表示预获取碎石体积，I0表示土方石块体积，N表示采矿设备数据库矩阵，N(N1,N2,N3)其中N1表示穿孔设备数据库，N2表示采掘设备数据库，N3表示运输设备数据库，继而，工作人员采集矿岩物理机械性质n1，采剥总量n2，开采工艺n3，要求钻孔爆破参数n4从云端数据库中选取穿孔设备N1与采掘设备N2；根据矿岩的年运量N5，运距N6，装载设备斗容规格N7及道路技术N8选取运输设备N3；选取设备后进行土方石的开采，并将土方石运输至破碎机处进料口处进行破碎；

破碎模块，其包括，破碎机本体以及分料箱，所述破碎机本体用以将土方石块破碎，并将矿石碎块从出料口输送进所述分料箱内；所述分料箱安装在所述破碎机本体的出料口处，其用以将破碎后的矿石碎块分类储存，并释放至传送带上，所述分料箱内部设置有第一隔间，第二隔间，第三隔间，第四隔间，分别储存不同直径的矿石碎块，所述第一至第四隔间内设置有重力传感器，红外传感器及密度测量器，用以检测矿石碎块的质量，堆积高度，密度；所述分料箱内部设置有分料信息矩阵Q(Q1,Q2,Q3,Q4)其中，Q1表示第一隔间矿石数据矩阵，Q2表示第二隔间矿石数据矩阵，Q3表示第三隔间矿石数据矩阵，Q4表示第四隔间矿石数据矩阵，对于第i隔间矿石数据矩阵Qi(Qi1，Qi2，y)，其中，Qi1表示第i隔间矿石重量，Qi2表示第i隔间矿石密度,y表示第y次释放矿石碎块，y＝1，2，3，4，5，用以储存检测的信息传送模块，所述传送模块包括传送带以及传送带控制单元，所述传送带用以承载矿石碎块，并将矿石碎块输送至转载机所处位置，所述传送带控制单元，其用以接收破碎模块发出的信息，并控制传送带传送速度，检测传送带承受情况；传送带传送速度VC根据传送带上所承载矿石碎块堆数以及传送带上矿石碎块实际总重量决定；

所述转载模块，其与矿石预选模块相连接，其包括，转载设备，转载设备控制单元，所述转载设备包括机械臂与物料抓取端，对应的，当传送带上的矿石碎块堆传送至抓取位置时，由物料抓取端抓取所述矿石碎块堆，并由旋转机械臂旋转放置至指定排料场传送滑道，由传送滑道传送至制定指定排料场；所述转载设备控制单元用以接收矿石预选模块，破碎模块以及传送模块发出的信息，根据信息确定传送带上的矿石碎块堆所放位置，其内部设置有排料矩阵W(W1,W2,W3,W3),其中，W1表示第一排料组，W2表示第二排料组，W3表示第三排料组，W4表示第四排料组，对于第i排料组Wi(Wi1，Wi2)其中，Wi1表示第i排料组1号场，Wi2表示第i排料组2号场；其内部预设有密度误差参数S0，与已储存矿石密度M及分料信息矩阵Q内的数据进行比较，判定对应矿石碎料堆放置位置；

排料场，其用以储存转载模块传送来来的矿石碎块，其根据矿石碎块的直径，密度被分为第一物料组1号场，第一物料组2号场，第二物料组1号场，第二物料组2号场，第三物料组1号场，第三物料组2号场，第四物料组1号场，第四物料组2号场。

具体而言，所述矿石预选模块，其与云端数据库相连，从云端数据库实时获取矿石数据；所述矿石预选模块用以使用者选择所开采的矿石种类，并预选所需矿石碎料大小，并从云端数据库调取矿石将所选数据记录并生成矿石数据矩阵K(A,M,F,S，I,I0)并将数据发送至破碎模块及转载模块，其中，A表示矿石种类，M表示已储存矿石密度，F表示破碎机破碎力度，S表示实际矿石密度，I表示预获取碎石体积，I0表示土方石块体积，N表示采矿设备数据库矩阵N(N1,N2,N3)其中N1表示穿孔设备数据库，N2表示采掘设备数据库，N3表示运输设备数据库；继而，工作人员采集矿岩物理机械性质n1，采剥总量n2，开采工艺n3，要求钻孔爆破参数n4从云端数据库中选取穿孔设备N1与采掘设备N2；根据矿岩的年运量N5，运距N6，装载设备斗容规格N7及道路技术N8选取运输设备N3；选取设备后进行土方石的开采，并将土方石运输至破碎机处进料口处进行破碎。

具体而言，所述破碎模块包括，破碎机本体以及分料箱，所述破碎机本体用以将土方石块破碎，并将矿石碎块从出料口输送进所述分料箱内；所述分料箱安装在所述破碎机本体的出料口处，其用以将破碎后的矿石碎块分类储存，并释放至传送带上；所述破碎机本体设置有信息接受单元，用以接收矿石预选模块发出的信息，其内部设置有破碎机控制矩阵F(A,F,FA0)，其中，A表示矿石种类，F表示实际破碎力度，F0表示A类矿石预设破碎力度；所述信息接收模块接收到预破碎土方块的矿石数据矩阵K后，通过以下公式计算出实际破碎力度F，并将数据记录进破碎机控制矩阵F内，破碎机根据破碎机控制矩阵F内的数据控制破碎机的破碎力度。

其中，F0表示A类矿石预设破碎力度，S表示实际矿石密度，M表示已储存矿石密度，I0表示土方石快体积，g表示系数，i表示预设矿石碎块体积，为固定值；

具体而言，所述破碎机本体完成破碎后将矿石碎块通过出料口输送至分料箱内，所述分料箱内设置有分料隔间，其用储存不同尺寸范围的矿石碎块，根据矿石碎块的直径判定后放入指定隔间其内部设置有分料信息矩阵Q(Q1,Q2,Q3,Q4)其中，Q1表示第一隔间矿石数据矩阵，Q2表示第二隔间矿石数据矩阵，Q3表示第三隔间矿石数据矩阵，Q4表示第四隔间矿石数据矩阵，对于第i隔间矿石数据矩阵Qi(Qi1，Qi2，y)，其中，Qi1表示第i隔间矿石重量，Qi2表示第i隔间矿石密度,y表示第y次释放矿石碎块，y＝1，2，3，4，5。当分料箱将隔间内的矿石碎块释放至传送带时，向传送模块发送分料信息矩阵Q。

当矿石碎块直径小于等于40mm时，将其放入分料箱第一隔间内；

当矿石碎块直径大于40mm且小于等于150mm时，将其放入分料箱第二隔间内；

当矿石碎块直径大于150mm且小于等于250mm时，将其放入分料箱第三隔间内；

当矿石碎块直径大于250mm时，将其放入第四隔间内；

所述分料箱内壁预设高度设置有红外传感器及密度传感器，用以监测隔间内矿石碎块堆积高度和矿石碎块密度；

当检测到某一隔间内矿石碎块达到预设高度时，测量该隔间内矿石碎块的重量以及矿石碎块平均密度并将该隔间内的矿石碎块释放至传送带上，且两次释放的时间间隔不得小于5秒，同时，将该次释放矿石碎块记录为第y次释放矿石碎块，y＝1，2，3，4，5...n，将数据记录进分料信息矩阵Q内；

当有多个隔间内的矿石碎块同时达到预设高度时，以预设5秒间隔按照隔间顺序释放隔间内的矿石碎块，以使释放出的矿石碎块堆能分离传送；

具体而言，所述传送模块包括传送带以及传送带控制单元，所述传送带用以承载矿石碎块，并将矿石碎块输送至转载机所处位置，所述传送带控制单元，其用以接收破碎模块发出的信息，并控制传送带传送速度，检测传送带承受情况；传送带传送速度VC根据传送带上所承载矿石碎块堆数以及传送带上矿石碎块实际总重量决定；

确定传送带传送速度VC时，首先，确定传送带物料堆积数参数R，

其中H为传送带总长度，单位为厘米；并实时计算当前传送带上的物料堆积堆数U，

当U<R/3时，传送带速度VC＝2.5m/s；

当R/3<U<R/2时间，传动带速度

其中，M表示预设重量，其为传送带最大承受重量的一半，m表示传送带当前承受总重量；

当R/3<U<R时，传送带传送速度

其中，M表示预设重量，其为传送带最大承受重量的一半，m表示传送带当前承受总重量；

当传送带当前承受总重量大于传送带最大承受重量的三分之二时，向破碎模块的分料箱发出预警信息，所述分料箱接收预警信息后停止向传送带释放隔间内的矿石碎块。

具体而言，所述转载模块，其与矿石预选模块相连接，其包括，转载设备，转载设备控制单元，所述转载设备包括机械臂与物料抓取端，对应的，当传送带上的矿石碎块堆传送至抓取位置时，由物料抓取端抓取所述矿石碎块堆，并由旋转机械臂旋转放置至指定排料场传送滑道，由传送滑道传送至制定指定排料场；所述转载设备控制单元用以接收矿石预选模块，破碎模块以及传送模块发出的信息，根据信息确定传送带上的矿石碎块堆所放位置，其内部设置有排料矩阵W(W1,W2,W3,W3),其中，W1表示第一排料组，W2表示第二排料组，W3表示第三排料组，W4表示第四排料组，对于第i排料组Wi(Wi1，Wi2)其中，Wi1表示第i排料组1号场，Wi2表示第i排料组2号场；其内部预设有密度误差参数S0，与已储存矿石密度M及分料信息矩阵Q内的数据进行比较，判定对应矿石碎料堆放置位置；

首先判定其物料组，对于第y次释放的矿石碎块堆，

当该矿石碎块堆由第一隔间释放出时，将其初步划分在第一物料组；

当该矿石碎块堆由第二隔间释放出时，将其初步划分在第二物料组；

当该矿石碎块堆由第二隔间释放出时，将其初步划分在第三物料组；

当该矿石碎块堆由第二隔间释放出时，将其初步划分在第四物料组；

其次判定其对应物料场，对于第i物料组，

当该矿石碎块堆的密度Qi2-M<SO时，将其放置在第i物料组1号场；

当该矿石碎块堆的密度QI2-M>S0时，将其放置在第i物料组2号场。

与现有技术相比，本发明的技术效果在于，首先根据预采矿石的种类确定不同的采矿设备，选取最合适的采矿设备，减少成本，提高采矿效率，对应的，在破碎阶段根据不同的矿石种类和需求采取不同的破碎机力度，再使得破碎后的矿石碎块装入不同的隔间，对其重量密度进行测定后释放至传送带，对破碎后的矿石进行分类，便于后续处理，对传送带的传送速度根据其负载实时调节，对负载实时计算，保证了传送带运输效率和稳定性，转载模块将传送带上的矿石碎块堆根据不同密度和直径放入不同的排料场，满足不同的需求，减少了人力成本，提高了效率。

尤其，本发明的矿石预选模块与云端数据库相连，使用者选择预采矿石种类，并从云端数据库调取矿石数据，对应的，根据不同矿石，碎块大小需求，以及采矿过程中的实际情况，选择不同的采矿设备，后续工艺流程中采取不同的参数，使得整个采矿流程更加可靠，效率更高，更满足需求；

尤其，本发明的破碎模块，破碎机本体根据不同矿石种类采取不同的破碎力度，初步控制破碎后的矿石碎块，方便分类，对应的，本发明所述的分料箱，按照矿石碎块的直径将其分别储存在四个隔间，并对其测定密度，重量，然后再将其按固定时间间隔释放至传送带上，减少人工分类工作，便于后续转载设备转载矿石碎块。

尤其，本发明的传送模块，实时监测传送带的承载重量，根据重量对速度进行调节，即保证了传送带的传送效率，又保证了传送带的安全性和稳定性。

尤其，本发明的转载模块实时接收破碎模块发出的矿石碎块数据，根据矿石碎块的直径将其初步分组，再根据密度将其细分后放置进排量场，使得生产出的矿石碎块能满足各种需求，方便后续进一步细分，或商家直接售卖，提高采矿流程的效率。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的一种露天采矿智能化控制系统功能框图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1所示，其为本发明实施例所提供的一种露天采矿智能化控制系统功能框图，本发明实施例包括，

矿石预选模块，其与云端数据库相连；所述矿石预选模块用以在进行采矿工序前预选矿石种类，从云端数据库获取预采矿石数据矩阵K(A,M,F,S，I,I0,N)其中，A表示矿石种类，M表示已储存矿石密度，F表示破碎机破碎力度，S表示实际矿石密度，I表示预获取碎石体积，I0表示土方石块体积，N表示采矿设备数据库矩阵，N(N1,N2,N3)其中N1表示穿孔设备数据库，N2表示采掘设备数据库，N3表示运输设备数据库，继而，工作人员采集矿岩物理机械性质n1，采剥总量n2，开采工艺n3，要求钻孔爆破参数n4从云端数据库中选取穿孔设备N1与采掘设备N2；根据矿岩的年运量N5，运距N6，装载设备斗容规格N7及道路技术N8选取运输设备N3；选取设备后进行土方石的开采，并将土方石运输至破碎机处进料口处进行破碎；

破碎模块，其包括，破碎机本体以及分料箱，所述破碎机本体用以将土方石块破碎，并将矿石碎块从出料口输送进所述分料箱内；所述分料箱安装在所述破碎机本体的出料口处，其用以将破碎后的矿石碎块分类储存，并释放至传送带上，所述分料箱内部设置有第一隔间，第二隔间，第三隔间，第四隔间，分别储存不同直径的矿石碎块，所述第一至第四隔间内设置有重力传感器，红外传感器及密度测量器，用以检测矿石碎块的质量，堆积高度，密度；所述分料箱内部设置有分料信息矩阵Q(Q1,Q2,Q3,Q4)其中，Q1表示第一隔间矿石数据矩阵，Q2表示第二隔间矿石数据矩阵，Q3表示第三隔间矿石数据矩阵，Q4表示第四隔间矿石数据矩阵，对于第i隔间矿石数据矩阵Qi(Qi1，Qi2，y)，其中，Qi1表示第i隔间矿石重量，Qi2表示第i隔间矿石密度,y表示第y次释放矿石碎块，y＝1，2，3，4，5，用以储存检测的信息；

传送模块，所述传送模块包括传送带以及传送带控制单元，所述传送带用以承载矿石碎块，并将矿石碎块输送至转载机所处位置，所述传送带控制单元，其用以接收破碎模块发出的信息，并控制传送带传送速度，检测传送带承受情况；传送带传送速度VC根据传送带上所承载矿石碎块堆数以及传送带上矿石碎块实际总重量决定；

所述转载模块，其与矿石预选模块相连接，其包括，转载设备，转载设备控制单元，所述转载设备包括机械臂与物料抓取端，对应的，当传送带上的矿石碎块堆传送至抓取位置时，由物料抓取端抓取所述矿石碎块堆，并由旋转机械臂旋转放置至指定排料场传送滑道，由传送滑道传送至制定指定排料场；所述转载设备控制单元用以接收矿石预选模块，破碎模块以及传送模块发出的信息，根据信息确定传送带上的矿石碎块堆所放位置，其内部设置有排料矩阵W(W1,W2,W3,W3),其中，W1表示第一排料组，W2表示第二排料组，W3表示第三排料组，W4表示第四排料组，对于第i排料组Wi(Wi1，Wi2)其中，Wi1表示第i排料组1号场，Wi2表示第i排料组2号场；其内部预设有密度误差参数S0，与已储存矿石密度M及分料信息矩阵Q内的数据进行比较，判定对应矿石碎料堆放置位置；

排料场，其用以储存转载模块传送来来的矿石碎块，其根据矿石碎块的直径，密度被分为第一物料组1号场，第一物料组2号场，第二物料组1号场，第二物料组2号场，第三物料组1号场，第三物料组2号场，第四物料组1号场，第四物料组2号场。

具体而言，所述矿石预选模块，其与云端数据库相连，从云端数据库实时获取矿石数据；所述矿石预选模块用以使用者选择所开采的矿石种类，并预选所需矿石碎料大小，并从云端数据库调取矿石将所选数据记录并生成矿石数据矩阵K(A,M,F,S，I,I0)并将数据发送至破碎模块及转载模块，其中，A表示矿石种类，M表示已储存矿石密度，F表示破碎机破碎力度，S表示实际矿石密度，I表示预获取碎石体积，I0表示土方石块体积，N表示采矿设备数据库矩阵N(N1,N2,N3)其中N1表示穿孔设备数据库，N2表示采掘设备数据库，N3表示运输设备数据库；继而，工作人员采集矿岩物理机械性质n1，采剥总量n2，开采工艺n3，要求钻孔爆破参数n4从云端数据库中选取穿孔设备N1与采掘设备N2；根据矿岩的年运量N5，运距N6，装载设备斗容规格N7及道路技术N8选取运输设备N3；选取设备后进行土方石的开采，并将土方石运输至破碎机处进料口处进行破碎。

具体而言，所述破碎模块包括，破碎机本体以及分料箱，所述破碎机本体用以将土方石块破碎，并将矿石碎块从出料口输送进所述分料箱内；所述分料箱安装在所述破碎机本体的出料口处，其用以将破碎后的矿石碎块分类储存，并释放至传送带上；所述破碎机本体设置有信息接受单元，用以接收矿石预选模块发出的信息，其内部设置有破碎机控制矩阵F(A,F,FA0)，其中，A表示矿石种类，F表示实际破碎力度，F0表示A类矿石预设破碎力度；所述信息接收模块接收到预破碎土方块的矿石数据矩阵K后，通过以下公式计算出实际破碎力度F，并将数据记录进破碎机控制矩阵F内，破碎机根据破碎机控制矩阵F内的数据控制破碎机的破碎力度。

其中，F0表示A类矿石预设破碎力度，S表示实际矿石密度，M表示已储存矿石密度，I0表示土方石快体积，g表示系数，i表示预设矿石碎块体积，为固定值；

具体而言，所述破碎机本体完成破碎后将矿石碎块通过出料口输送至分料箱内，所述分料箱内设置有分料隔间，其用储存不同尺寸范围的矿石碎块，根据矿石碎块的直径判定后放入指定隔间其内部设置有分料信息矩阵Q(Q1,Q2,Q3,Q4)其中，Q1表示第一隔间矿石数据矩阵，Q2表示第二隔间矿石数据矩阵，Q3表示第三隔间矿石数据矩阵，Q4表示第四隔间矿石数据矩阵，对于第i隔间矿石数据矩阵Qi(Qi1，Qi2，y)，其中，Qi1表示第i隔间矿石重量，Qi2表示第i隔间矿石密度,y表示第y次释放矿石碎块，y＝1，2，3，4，5。当分料箱将隔间内的矿石碎块释放至传送带时，向传送模块发送分料信息矩阵Q，

判定时，

当矿石碎块直径小于等于40mm时，将其放入分料箱第一隔间内；

当矿石碎块直径大于40mm且小于等于150mm时，将其放入分料箱第二隔间内；

当矿石碎块直径大于150mm且小于等于250mm时，将其放入分料箱第三隔间内；

当矿石碎块直径大于250mm时，将其放入第四隔间内；

所述分料箱内壁预设高度设置有红外传感器及密度传感器，用以监测隔间内矿石碎块堆积高度和矿石碎块密度；

当检测到某一隔间内矿石碎块达到预设高度时，测量该隔间内矿石碎块的重量以及矿石碎块平均密度并将该隔间内的矿石碎块释放至传送带上，且两次释放的时间间隔不得小于5秒，同时，将该次释放矿石碎块记录为第y次释放矿石碎块，y＝1，2，3，4，5...n，将数据记录进分料信息矩阵Q内；

当有多个隔间内的矿石碎块同时达到预设高度时，以预设5秒间隔按照隔间顺序释放隔间内的矿石碎块，以使释放出的矿石碎块堆能分离传送；

具体而言，所述传送模块包括传送带以及传送带控制单元，所述传送带用以承载矿石碎块，并将矿石碎块输送至转载机所处位置，所述传送带控制单元，其用以接收破碎模块发出的信息，并控制传送带传送速度，检测传送带承受情况；传送带传送速度VC根据传送带上所承载矿石碎块堆数以及传送带上矿石碎块实际总重量决定；

确定传送带传送速度VC时，首先，确定传送带物料堆积数参数R，

其中H为传送带总长度，单位为厘米；并实时计算当前传送带上的物料堆积堆数U，

当U<R/3时，传送带速度VC＝2.5m/s；

当R/3<U<R/2时间，传动带速度

其中，M表示预设重量，其为传送带最大承受重量的一半，m表示传送带当前承受总重量；

当R/3<U<R时，传送带传送速度

其中，M表示预设重量，其为传送带最大承受重量的一半，m表示传送带当前承受总重量；

当传送带当前承受总重量大于传送带最大承受重量的三分之二时，向破碎模块的分料箱发出预警信息，所述分料箱接收预警信息后停止向传送带释放隔间内的矿石碎块。

具体而言，所述转载模块，其与矿石预选模块相连接，其包括，转载设备，转载设备控制单元，所述转载设备包括机械臂与物料抓取端，对应的，当传送带上的矿石碎块堆传送至抓取位置时，由物料抓取端抓取所述矿石碎块堆，并由旋转机械臂旋转放置至指定排料场传送滑道，由传送滑道传送至制定指定排料场；所述转载设备控制单元用以接收矿石预选模块，破碎模块以及传送模块发出的信息，根据信息确定传送带上的矿石碎块堆所放位置，其内部设置有排料矩阵W(W1,W2,W3,W3),其中，W1表示第一排料组，W2表示第二排料组，W3表示第三排料组，W4表示第四排料组，对于第i排料组Wi(Wi1，Wi2)其中，Wi1表示第i排料组1号场，Wi2表示第i排料组2号场；其内部预设有密度误差参数S0，与已储存矿石密度M及分料信息矩阵Q内的数据进行比较，判定对应矿石碎料堆放置位置；

首先判定其物料组，对于第y次释放的矿石碎块堆，

当该矿石碎块堆由第一隔间释放出时，将其初步划分在第一物料组；

当该矿石碎块堆由第二隔间释放出时，将其初步划分在第二物料组；

当该矿石碎块堆由第二隔间释放出时，将其初步划分在第三物料组；

当该矿石碎块堆由第二隔间释放出时，将其初步划分在第四物料组；

其次判定其对应物料场，对于第i物料组，

当该矿石碎块堆的密度Qi2-M<SO时，将其放置在第i物料组1号场；

当该矿石碎块堆的密度QI2-M>S0时，将其放置在第i物料组2号场。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种露天采矿智能化控制系统，其特征在于：包括，

矿石预选模块，其与云端数据库相连，用以在进行采矿工序前预选矿石种类，从所述云端数据库获取预采矿石数据矩阵K(A,M,F,S，I,I0,N)其中，A表示矿石种类，M表示已储存矿石密度，F表示破碎机破碎力度，S表示实际矿石密度，I表示预获取碎石体积，I0表示土方石块体积，N表示采矿设备数据库矩阵N(N1,N2,N3)其中，N1表示穿孔设备数据库，N2表示采掘设备数据库，N3表示运输设备数据库；采矿前工作人员采集矿岩物理机械性质n1，采剥总量n2，开采工艺n3，要求钻孔爆破参数n4从云端数据库中选取穿孔设备N1与采掘设备N2；根据矿岩的年运量N5，运距N6，装载设备斗容规格N7及道路技术N8选取运输设备N3；选取设备后进行土方石的开采，并将土方石运输至破碎机处进料口处进行破碎；

破碎模块，其包括，破碎机本体以及分料箱，所述破碎机本体用以将土方石块破碎，并将矿石碎块从出料口输送进所述分料箱内；所述分料箱安装在所述破碎机本体的出料口处，其用以将破碎后的矿石碎块分类储存，并释放至传送带上，所述分料箱内部设置有第一隔间，第二隔间，第三隔间，第四隔间，分别储存不同直径的矿石碎块，所述第一至第四隔间内设置有重力传感器，红外传感器及密度测量器，用以检测矿石碎块的质量，堆积高度，密度；所述分料箱内部设置有分料信息矩阵Q(Q1,Q2,Q3,Q4)其中，Q1表示第一隔间矿石数据矩阵，Q2表示第二隔间矿石数据矩阵，Q3表示第三隔间矿石数据矩阵，Q4表示第四隔间矿石数据矩阵，对于第i隔间矿石数据矩阵Qi(Qi1，Qi2，y)，其中，Qi1表示第i隔间矿石重量，Qi2表示第i隔间矿石密度,y表示第y次释放矿石碎块，y＝1，2，3，4，5，用以储存检测的信息；

传送模块，所述传送模块包括传送带以及传送带控制单元，所述传送带用以承载矿石碎块，并将矿石碎块输送至转载机所处位置；所述传送带控制单元，其用以接收破碎模块发出的信息，并控制传送带传送速度，检测传送带承受情况；传送带传送速度VC根据传送带上所承载矿石碎块堆数以及传送带上矿石碎块实际总重量决定；

所述转载模块，其与矿石预选模块相连接，其包括，转载设备，转载设备控制单元，所述转载设备包括机械臂与物料抓取端，对应的，当传送带上的矿石碎块堆传送至抓取位置时，由物料抓取端抓取所述矿石碎块堆，并由旋转机械臂旋转放置至指定排料场传送滑道，由传送滑道传送至制定指定排料场；所述转载设备控制单元用以接收矿石预选模块，破碎模块以及传送模块发出的信息，根据信息确定传送带上的矿石碎块堆所放位置；

排料场，其用以储存转载模块传送来来的矿石碎块，其根据矿石碎块的直径，密度被分为第一物料组1号场，第一物料组2号场，第二物料组1号场，第二物料组2号场，第三物料组1号场，第三物料组2号场，第四物料组1号场，第四物料组2号场。

2.根据权利要求1所述的露天采矿智能化控制系统，其特征在于，所述破碎机本体设置有信息接受单元，用以接收矿石预选模块发出的信息，其内部设置有破碎机控制矩阵F(A,F,FA0)，其中，A表示矿石种类，F表示实际破碎力度，F0表示A类矿石预设破碎力度；所述信息接收模块接收到预破碎土方块的矿石数据矩阵K后，通过以下公式计算出实际破碎力度F，并将数据记录进破碎机控制矩阵F内，破碎机根据破碎机控制矩阵F内的数据控制破碎机的破碎力度，

其中，F0表示A类矿石预设破碎力度，S表示实际矿石密度，M表示已储存矿石密度，I0表示土方石快体积，g表示系数，i表示预设矿石碎块体积，为固定值。

3.根据权利要求1所述的露天采矿智能化控制系统，其特征在于，所述所述分料箱内设置有分料隔间，其用储存不同尺寸范围的矿石碎块，根据矿石碎块的直径判定后放入指定隔间其内部设置有分料信息矩阵Q(Q1,Q2,Q3,Q4)其中，Q1表示第一隔间矿石数据矩阵，Q2表示第二隔间矿石数据矩阵，Q3表示第三隔间矿石数据矩阵，Q4表示第四隔间矿石数据矩阵，对于第i隔间矿石数据矩阵Qi(Qi1，Qi2，y)，其中，Qi1表示第i隔间矿石重量，Qi2表示第i隔间矿石密度,y表示第y次释放矿石碎块，y＝1，2，3，4，5。当分料箱将隔间内的矿石碎块释放至传送带时，向传送模块发送分料信息矩阵Q。

4.根据权利要求3所述的露天采矿智能化控制系统，其特征在于，所述所述分料箱根据矿石碎块的直径判定时，

当矿石碎块直径小于等于40mm时，将其放入分料箱第一隔间内；

当矿石碎块直径大于40mm且小于等于150mm时，将其放入分料箱第二隔间内；

当矿石碎块直径大于150mm且小于等于250mm时，将其放入分料箱第三隔间内；

当矿石碎块直径大于250mm时，将其放入第四隔间内。

5.根据权利要求4所述的露天采矿智能化控制系统，其特征在于，所述分料箱检测到某一隔间内矿石碎块达到预设高度时，测量该隔间内矿石碎块的重量以及矿石碎块平均密度并将该隔间内的矿石碎块释放至传送带上，且两次释放的时间间隔不得小于5秒，同时，将该次释放矿石碎块记录为第y次释放矿石碎块，y＝1，2，3，4，5...n，将数据记录进分料信息矩阵Q内；

当有多个隔间内的矿石碎块同时达到预设高度时，以预设5秒间隔按照隔间顺序释放隔间内的矿石碎块，以使释放出的矿石碎块堆能分离传送。

6.根据权利要求1所述的露天采矿智能化控制系统，其特征在于，所述传送带控制单元控制传送带速度VC，传送带传送速度VC根据传送带上所承载矿石碎块堆数以及传送带上矿石碎块实际总重量决定；

确定传送带传送速度VC时，首先，确定传送带物料堆积数参数R，

其中H为传送带总长度，单位为厘米；并实时计算当前传送带上的物料堆积堆数U。

7.根据权利要求6所述的露天采矿智能化控制系统，其特征在于，所述传送带控制单元，确定传送带速度VC时，

当U<R/3时，传送带速度VC＝2.5m/s；

当R/3<U<R/2时间，传动带速度

其中，M表示预设重量，其为传送带最大承受重量的一半，m表示传送带当前承受总重量；

当R/3<U<R时，传送带传送速度

其中，M表示预设重量，其为传送带最大承受重量的一半，m表示传送带当前承受总重量。

8.根据权利要求1所述的露天采矿智能化控制系统，其特征在于，所述转载设备控制单元，其内部设置有排料矩阵W(W1,W2,W3,W3),其中，W1表示第一排料组，W2表示第二排料组，W3表示第三排料组，W4表示第四排料组，对于第i排料组Wi(Wi1，Wi2)其中，Wi1表示第i排料组1号场，Wi2表示第i排料组2号场；其内部预设有密度误差参数S0，与已储存矿石密度M及分料信息矩阵Q内的数据进行比较，判定后控制转载设备将矿石碎料堆放入指定的排料场传送滑道。

9.根据权利要求8所述的露天采矿智能化控制系统，其特征在于，所述转载设备控制单元，判定传送带上的矿石碎料堆时，

首先判定其物料组，对于第y次释放的矿石碎块堆，

当该矿石碎块堆由第一隔间释放出时，将其初步划分在第一物料组；

当该矿石碎块堆由第二隔间释放出时，将其初步划分在第二物料组；

当该矿石碎块堆由第二隔间释放出时，将其初步划分在第三物料组；

当该矿石碎块堆由第二隔间释放出时，将其初步划分在第四物料组。

10.根据权利要求9所述的露天采矿智能化控制系统，其特征在于，所述转载设备控制单元，判定传送带上的矿石碎料堆时，

其次判定其对应物料场，对于第i物料组，

当该矿石碎块堆的密度Qi2-M<SO时，将其放置在第i物料组1号场；

当该矿石碎块堆的密度QI2-M>S0时，将其放置在第i物料组2号场。

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