CN112007738A - 一种无人值守矿山均化配料系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种无人值守矿山均化配料系统，属于矿物加工技术领域，该矿山均化配料系统包括运料调度系统、智能破碎系统、全自动均化系统、智能配矿系统和自动装车系统；矿山均化配料系统将不同采场提供的原矿，按照设定的品级分别堆存至不同的原矿存储区，进原矿堆场前由运料调度系统指挥进入指定的原矿储存区，储存后的物料经抓斗或者装载车给入相应的料仓并经胶带机输送至智能破碎系统，破碎筛分合格的物料给入全自动均化系统，均化完毕的物料给入智能配矿系统进行配料，配料结束后物料通过自动装车系统给入下游作业。本发明方法通过减少人力成本，整个过程实现自动化，达到了无人值守和提质增效的目的。本发明工艺适用于菱镁矿、煤矿、磷矿、铝土矿等需要均化配料处理的物料。

Description

一种无人值守矿山均化配料系统与方法

技术领域

本发明属于矿物加工技术领域，特别涉及一种无人值守矿山均化配料系统；本发明还涉及一种无人值守矿山均化配料方法。

背景技术

矿石质量控制对于矿石给入选矿作业流程稳定性以及的企业的经济效益具有绝对性的意义，目前，有些选矿企业没有自己的采矿矿山，大部分为外购矿，比如煤矿、铝土矿、菱镁矿等，尤其外购矿来自不同地区，品级差别很大，在进入选矿作业或者下游作业前必须进行均化和配矿作业，因此可见，优化原矿的均化和配矿是矿石质量均衡与控制的关键因素，能保证不同采场的矿石质量的稳定性及其产品的优良性，从而使矿山企业最大限度的获取经济效益。但是，目前大部分均化配矿厂的控制方式为独立控制启停，系统分散，控制的灵活性差。现场粉尘大，最终产品品级波动大，易发生人生安全事故和职业病危害。

随着工业技术的发展，为了适应未来均化配矿厂向大型化、专业化、高效化趋势的发展，很多企业都大力研究应用信息化、自动化和智能化技术来建设和改造均化配料系统，从而提供企业的整体竞争力。因此实现全面、实时检测和可靠保护，实现所有岗位无人值守对确保生产安全、提高生产效益具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种无人值守矿山均化系统。

本发明所要解决的另一个技术问题是还提供了一种无人值守矿山均化配料方法。

本发明所要解决人技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种无人值守矿山均化配料系统，其特点是：该矿山均化配料系统包括运料调度系统、智能破碎系统、全自动均化系统、、智能配矿系统和自动装车系统；

矿山均化配料系统将不同采场提供的原矿，按照设定的品级分别堆存至不同的原矿存储区，进原矿堆场前由运料调度系统指挥进入指定的原矿储存区，储存后的物料经抓斗或者装载车给入相应的料仓并经胶带机输送至智能破碎系统，破碎筛分合格的物料给入全自动均化系统，均化完毕的物料给入智能配矿系统进行配料，配料结束后物料通过自动装车系统给入下游作业。

本发明所述的无人值守矿山均化配料系统，其进一步优选的技术方案是：所述的全自动物料均化系统包括一次预均化堆料布料系统和二次均化堆料布料系统；破碎筛分合格的物料通过转运胶带给至一次预均化堆场布料系统中；一次预均化堆场布料系统主要由水平布料堆料机和门式刮板取料机组成，一次预均化堆场按照品级分布分成多个堆区，水平布料堆料机的运行位置根据堆料皮带上在线品位的数据将物料输送至相应的堆区，门式刮板取料机按照中控室指令分层从矿堆上取料；然后通过二次均化堆料布料系统的布料胶带将物料堆在二次均化堆料区，布料方式采用行走分层布料的方式，取料机按照断面取料方式；全自动物料均化系统采用中控室远程控制；

二次均化堆料布料系统中，合格品转运胶带头下料点、堆料机移动布料胶带及头部下料点、各堆料区、取料机取料、取料机下料点均需设置摄像机，摄像机的影像信息、堆料机布料机实时位置信息、取料机实时位置信息、料堆检测信息、防碰撞检测开关信息、以及各运行设备的的启停信息、胶带启停、跑偏开关、打滑信号、各电动设备远程开启方式信号均通过以太网桥接入中控室一次预均化堆料布料系统的DCS中，一次预均化堆料布料区设备的启停均通过中控室远程控制。

本发明所述的无人值守矿山均化配料系统，其进一步优选的技术方案是：所述的智能配矿系统包括自动配料控制系统和自动化机器人化学分析系统；

所述的自动配料控制系统包括各配料仓的顶部给料区、自动化机器人采样取样化学分析区、配料仓仓底下料区，影像信息协同配料仓内料位计信号、配料仓底部给料机启停信号、给料胶带启停、跑偏开关、打滑信号、电动或气动闸板阀启停信号、各电动设备远程开启方式信号均要通过以太网桥接入中控室智能配料系统的DCS中，配料仓仓底下料区以及给料部区域的设备启停均通过中控室远程控制，给料设备的频率、开启、关停根据软件Xpress-MP计算的数据调控；

所述的自动化机器人分析系统包括采样单元、研磨单元、缩分取样单元、分析单元、备样储存单元、分析样返回单元；采样单元按设定时间间隔从胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，该分析单元仅用来分析来料品位。

本发明所述的无人值守矿山均化配料系统，其进一步优选的技术方案是：所述的自动装车系统主要由仓顶给料胶带、缓冲仓、称重仓、电液动装车闸板、装车溜槽组成，在仓顶给料处、称重仓处、下料闸板处位置设置摄像头，在装车入口处设置电眼，检测允许装车信号，影像信息、电眼信号、缓冲仓内料位计信号、称重仓正常运行信号、电液动闸板启停信号、装车溜槽启停信号、胶带机启停、跑偏开关、打滑信号、各电动设备远程开启方式信号、称重仓数据信号均通过以太网桥接入自动装车系统的DCS中。

本发明所述的无人值守矿山均化配料系统，其进一步优选的技术方案是：自动装车系统中在装车仓给料皮带上增加自动化机器人分析系统，该单元包括采样单元、研磨单元、缩分取样单元、分析单元、备样储存单元、分析样返回单元；采样单元按设定时间间隔从胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，在线分析单元有机械人分别给各个在线分析子单元，比如粒度分析、水分分析、物料品位分析、矿物分析。

本发明所述的无人值守矿山均化配料系统，其进一步优选的技术方案是：所述的运料调度系统包括厂区车辆进出厂监控系统、车载物料称重系统和地磅房车辆综合处理系统；

厂区车辆进出场系统负责统计车辆的车牌号、车辆所在的具体矿区、车辆的进出场时间信息；车载物料称重系统负责对载料卡车称重，称出进料卡车的毛重、空车重量，并计算出卡车载料的重量；厂区车辆进出厂监控系统和车载物料称重系统获得的信息传递给地磅房车辆综合处理系统，负责将进出厂相关信息、称重系统相关数据传递给中控室，中控室根据厂区车辆进出厂监控系统，作出放行、行走方向信息。

本发明所述的无人值守矿山均化配料系统，其进一步优选的技术方案是：所述的智能破碎系统包括上料工段自动监控系统、破碎工段自动监控系统、品级在线监控分析系统组成；

上料工段自动监控系统：进入无人值守矿山均化配料系统的车辆由矿山运料调度系统发出指令通过4G网引导车辆进入指定的原矿储存区，将车内物料卸至原矿堆场内，原矿储存区通过挡土墙分隔开，原料储存区内物料通过装载车或者抓斗起重机将储存区内物料给至上料仓内，上料仓设置料位计，料仓内设置料位计，料位计采用雷达料位计，通过料位计的参数来发出指令是否需要上料，料仓底设置振动给料机，料仓内物料通过给料机均匀地给至转运胶带上，转运胶带采用卸料小车，转运胶带上物料通过卸料小车给至相应的原矿缓冲仓内，卸料小车上增设电动或者气动闸板阀；

原矿储存区、上料仓区、上料仓底部、转运胶带布料区、转运胶带头部均需设置摄像机，这些影像信息协同上料仓内料位计信号、上料仓底部给料机启停信号、上料胶带启停、跑偏开关、打滑等信号、电动或气动闸板阀启停信号、各电动设备远程开启方式信号均要通过以太网桥接入中控室智能破碎系统的DCS中，上料区设备的启停均通过中控室远程控制；

破碎筛分工段自动监控系统：在各料仓顶、料仓底给料机操作区、各段破碎机操作区、筛分作业操作区、各段胶带机头尾矿部卸料区均考虑设置摄像头，这些影像信息协同各料仓料位计信号、各料仓底变频给料设备启停信号、各段破碎作业启停信号、各胶带机启停、跑偏、打滑等信号、各电动设备远程开启方式信号均要通过以太网桥接入中控室智能破分系统的DCS中，破碎筛分工段的启停均通过中控制远程控制；

品级在线监控分析系统：根据不同的物料类型选择不同的在线分析仪，该类分析仪直接安装在胶带机上方，无需接触物料、实时在线检测，将在线检测得到的数据信号接入智能破碎系统的DCS中，该信号与最终破碎产品的布料胶带进行联锁控制。

本发明所述的无人值守矿山均化配料系统，其进一步优选的技术方案是：在破碎前的上料工段：中控室根据原矿储存区内物料情况确定哪个储存区上料，通过上料仓内料位计信息来下指令上料或停止上料，当料位为高料位时停止上料，在低料位时抓紧上料。

本发明所述的无人值守矿山均化配料系统，其进一步优选的技术方案是：破碎筛分工段自动监控系统与品级在线监控分析系统采用相互耦合联锁控制的方式，将破碎系列按品级划为高、中、低三个系列，根据来料矿区的物料大致品级由上料胶带给入相应的破碎系列，破碎好的物料根据在线监控分析得到的数据分别给至相应的堆场。

本发明还公开了一种无人值守矿山均化配料方法，其特点是：其步骤如下：

（1）来料进厂：所有进厂车辆从地磅房处进，在地磅房设多个摄像头，负责录入汽车的车牌信息，影像信息进入全厂监控系统；地磅房称出进料卡车的毛重、空车重量，计算出卡车载料的重量，来料汽车的车牌信息以及车辆重量信息进入地磅房车辆数据处理系统，进出厂车辆相关信息、称重系统相关数据传递给中控室，中控室根据地磅房反馈信息，作出是否放行、具体卸料区域信息；

进入厂区的车辆由中控室发出信号进入指定的原矿储存区，将车内物料卸至原矿堆场内，原矿储存区通过挡墙将储存区分隔开；

（2）破碎筛分：破碎筛分工段由智能破碎系统控制，上料工段自动监控系统主要负责监控和调节原矿上料区、破碎工段自动监控系统负责监控和调节破碎筛分，品级在线监控分析系统负责记录破碎筛分工段的品级；

原料储存区内物料通过装载车或者抓斗起重机将储存区内物料给至上料仓内，料仓内物料通过仓底给料设备经过卸料小车给至相应的破碎机前原矿仓内，原矿仓内经定量给料给料设备给至破碎机，破碎好的物料给入筛分机，筛分作业筛上产品返回破碎机，筛下物料给入均化工段；上料仓和原矿仓内设置料位计，原矿仓内料位计与上料仓底给料机联锁控制，原矿仓底振动给料机与最终筛下产品胶带机上的皮带秤联锁控制，在筛下产品皮带上增设跨带式在线分析仪，负责实现监控最终筛分产品的品级，并将相应的数据反馈给中控室，中控室根据其反馈信息，决定给产品给入一次均化堆场的具体堆区；

（3）二次均化：一次预均化堆场按照品级分布分成多个堆区，中控室根据破碎工段在线实时品位检测的数据下指令将破碎好的物料通过水平布料堆料机给至一次预均化堆场内特定的分区内，水平布料堆料机的运行位置根据堆料皮带上在线品位的数据将物料输送至相应的堆区，品位接近的矿堆采用就近布置的方式，取料机按照中控室指令分层从矿堆上取料，后通过二次均化堆料机将物料堆在二次均化堆料区，在二次均化堆料机上增设跨带式在线分析仪，分析的品级数据返回中控操作系统中，后根据数据堆料机将物料堆放在二次均化堆厂内，在二次均化堆场内设置高、中、低三个品级的堆场，堆料机布料方式采用行走分层布料的方式，取料机取料按照断面取料方式，将物料给入配料做业；料仓式配料：二次均化堆场内物料根据中控室指令将物料给至不同的配料

（4）仓内，中控室结合料位计信息，调节给料设备的频率，以及各个配料仓内的信息，决定选取那几个配料仓参与配料，配料系统的物料分析采用自动化机器人分析系统，通过采样单元按设定时间间隔从胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，分析单元仅用来分析来料品位；

（5）自动装车：经配料作业配好的物料给入装车仓内，通过电子眼检测允许装车信号，中控室根据电子眼反馈信息打开装车仓底闸板，后经过装车溜槽给入卡车和火车内；在自动装车站内也设置有自动化机器人分析系统，通过采样单元按设定时间间隔从配料系统至装车系统的胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，在线分析单元可进行粒度分析、水分分析、物料品位分析和矿物分析；

（6）中控室通过引入运筹学优化仿真软件Xpress-MP进行运算，统筹计算选择处上料区、均化区和后续配矿的最佳方案；

通过在各作业工段设置的摄像头，清楚观察到现场设备的运行情况，各料仓设置料位计，一方面用来监控料仓的料位情况，另一方面与仓底给料机联锁调节，在胶带机上设置跑偏开关、打滑开关、防撕裂开关、溜槽防堵开关，便于中控室根据这些信号堆胶带机做相应的调节，这些信号协同各工段的设备运行信号、各设备的远程开启信号、在线分析和机器人自动分析的数据、装车站称重仓的信号经数据处理系统处理后接以太网桥接入相应的DCS子系统中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明系统可以实现由中控室（系统）值守，仅需要少量中控室操作人员值岗，各工段现场不再需要岗位操作工人，实现了全场无人值守，克服了现有均化厂自动化程度低、操作者劳动强度高、作业效率低和场地利用率低的缺陷。

（2）在车辆进出厂时通过智慧矿山运料调度系统，记录进出车辆的相关信息，并根据录取车辆信息，通过4G网导航引导车辆进入相应的原矿储存区，完成车辆的放行、车辆载重、车辆号牌、车辆引导等工作，整个过程智能控制，无人操作。

（3）在破碎筛分工段通过将各设备操作区摄像头影像信息、料位计信息、各给料机启停信号、破碎机启停信号、筛分机启停信号、各胶带启停、跑偏开关、打滑、防堵开关等信号、电动或气动闸板阀启停信号、各电动设备远程开启方式信号以及各设备的温度等报警信号均要通过以太网桥接入无人智能破碎筛分系统DCS中，且增加各个设备之间以及设备与料位计之间的联锁控制调节，整个破碎筛分工段由无人智能破碎筛分系统，现场无人值守，仅中控室操作人员通过视频监控系统负责监控现场情况。

（4）整个均化作业由堆取料机进行全过程无人驾驶的自动堆、取料工作，通过在堆料机和取料机增设三维扫描仪确定，对料堆进行实时扫描、利用高性能计算机系统进行三维重建并提取料堆参数，及时调整悬臂的俯仰和回转角度，从而控制堆取料机进行自动堆料作业。

（5）均化方式采用二段均化，一段均化将破碎好的物料通过堆取料机堆至相应堆内，完成了物料的一次均化，二段均化根据一次均化堆场内物料的储存情况，将品级接近的物料按照配料仓品级要求混合至二段均化堆场内，二次均化堆料机布料方式采用不同料堆行走分层布料的方式，二次均化取料机取料按照单排断面取料方式，通过这种方式优化了后续配矿作业的难度，且通过两次均化作业更好的保证了物料的稳定，为后续实现精准配矿奠定基础。

（6）一次均化的堆料、配矿仓的给料均根据在线品位检测系统反馈的信息自动控制，整个堆料过程智能化，配料作业以前的品位检测采用跨带式在线分析仪，检测数据及时、方便，能满足均化作业的要求，配矿作业的品位检测采用自动化机器人分析系统，整个采样、研磨、缩分取样、分析、回料均通过机械手完成，不需要任何操作人员，并避免了人为因素的干扰计误差，能极大的提高配矿工段的配矿精度。

（7）通过引入运筹学优化仿真软件Xpress-MP，通过建立相应的模型，统筹计算上料区、二次均化区和后续配矿的最佳方案，对于加强全场质量管理，保证持续、均衡供矿具有很大的实际意义。

（8）本发明方法可减少人力成本，整个过程实现自动化，达到了无人值守和提质增效的目的。本发明工艺适用于菱镁矿、煤矿、磷矿、铝土矿等需要均化配料处理的物料。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行说明，所述实施方式仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以由各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1，一种无人值守矿山均化配料系统：

该矿山均化配料系统包括运料调度系统、智能破碎系统、全自动均化系统、智能配矿系统和自动装车系统；

矿山均化配料系统将不同采场提供的原矿，按照设定的品级分别堆存至不同的原矿存储区，进原矿堆场前由运料调度系统指挥进入指定的原矿储存区，储存后的物料经抓斗或者装载车给入相应的料仓并经胶带机输送至智能破碎系统，破碎筛分合格的物料给入全自动均化系统，均化完毕的物料给入智能配矿系统进行配料，配料结束后物料通过自动装车系统给入下游作业。

所述的全自动物料均化系统包括一次预均化堆料布料系统和二次均化堆料布料系统；破碎筛分合格的物料通过转运胶带给至一次预均化堆场布料系统中；一次预均化堆场布料系统主要由水平布料堆料机和门式刮板取料机组成，一次预均化堆场按照品级分布分成多个堆区，水平布料堆料机的运行位置根据堆料皮带上在线品位的数据将物料输送至相应的堆区，门式刮板取料机按照中控室指令分层从矿堆上取料；然后通过二次均化堆料布料系统的布料胶带将物料堆在二次均化堆料区，布料方式采用行走分层布料的方式，取料机按照断面取料方式；全自动物料均化系统采用中控室远程控制；

二次均化堆料布料系统中，合格品转运胶带头下料点、堆料机移动布料胶带及头部下料点、各堆料区、取料机取料、取料机下料点均需设置摄像机，摄像机的影像信息、堆料机布料机实时位置信息、取料机实时位置信息、料堆检测信息、防碰撞检测开关信息、以及各运行设备的的启停信息、胶带启停、跑偏开关、打滑信号、各电动设备远程开启方式信号均通过以太网桥接入中控室一次预均化堆料布料系统的DCS中，一次预均化堆料布料区设备的启停均通过中控室远程控制。

所述的智能配矿系统包括自动配料控制系统和自动化机器人化学分析系统；

所述的自动配料控制系统包括各配料仓的顶部给料区、自动化机器人采样取样化学分析区、配料仓仓底下料区，影像信息协同配料仓内料位计信号、配料仓底部给料机启停信号、给料胶带启停、跑偏开关、打滑信号、电动或气动闸板阀启停信号、各电动设备远程开启方式信号均要通过以太网桥接入中控室智能配料系统的DCS中，配料仓仓底下料区以及给料部区域的设备启停均通过中控室远程控制，给料设备的频率、开启、关停根据软件Xpress-MP计算的数据调控；

所述的自动化机器人分析系统包括采样单元、研磨单元、缩分取样单元、分析单元、备样储存单元、分析样返回单元；采样单元按设定时间间隔从胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，该分析单元仅用来分析来料品位。

所述的自动装车系统主要由仓顶给料胶带、缓冲仓、称重仓、电液动装车闸板、装车溜槽组成，在仓顶给料处、称重仓处、下料闸板处位置设置摄像头，在装车入口处设置电眼，检测允许装车信号，影像信息、电眼信号、缓冲仓内料位计信号、称重仓正常运行信号、电液动闸板启停信号、装车溜槽启停信号、胶带机启停、跑偏开关、打滑信号、各电动设备远程开启方式信号、称重仓数据信号均通过以太网桥接入自动装车系统的DCS中。

自动装车系统中在装车仓给料皮带上增加自动化机器人分析系统，该单元包括采样单元、研磨单元、缩分取样单元、分析单元、备样储存单元、分析样返回单元；采样单元按设定时间间隔从胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，在线分析单元有机械人分别给各个在线分析子单元，比如粒度分析、水分分析、物料品位分析、矿物分析。

所述的运料调度系统包括厂区车辆进出厂监控系统、车载物料称重系统和地磅房车辆综合处理系统；

厂区车辆进出场系统负责统计车辆的车牌号、车辆所在的具体矿区、车辆的进出场时间信息；车载物料称重系统负责对载料卡车称重，称出进料卡车的毛重、空车重量，并计算出卡车载料的重量；厂区车辆进出厂监控系统和车载物料称重系统获得的信息传递给地磅房车辆综合处理系统，负责将进出厂相关信息、称重系统相关数据传递给中控室，中控室根据厂区车辆进出厂监控系统，作出放行、行走方向信息。

所述的智能破碎系统包括上料工段自动监控系统、破碎工段自动监控系统、品级在线监控分析系统组成；

上料工段自动监控系统：进入无人值守矿山均化配料系统的车辆由矿山运料调度系统发出指令通过4G网引导车辆进入指定的原矿储存区，将车内物料卸至原矿堆场内，原矿储存区通过挡土墙分隔开，原料储存区内物料通过装载车或者抓斗起重机将储存区内物料给至上料仓内，上料仓设置料位计，料仓内设置料位计，料位计采用雷达料位计，通过料位计的参数来发出指令是否需要上料，料仓底设置振动给料机，料仓内物料通过给料机均匀地给至转运胶带上，转运胶带采用卸料小车，转运胶带上物料通过卸料小车给至相应的原矿缓冲仓内，卸料小车上增设电动或者气动闸板阀；

原矿储存区、上料仓区、上料仓底部、转运胶带布料区、转运胶带头部均需设置摄像机，这些影像信息协同上料仓内料位计信号、上料仓底部给料机启停信号、上料胶带启停、跑偏开关、打滑等信号、电动或气动闸板阀启停信号、各电动设备远程开启方式信号均要通过以太网桥接入中控室智能破碎系统的DCS中，上料区设备的启停均通过中控室远程控制；

破碎筛分工段自动监控系统：在各料仓顶、料仓底给料机操作区、各段破碎机操作区、筛分作业操作区、各段胶带机头尾矿部卸料区均考虑设置摄像头，这些影像信息协同各料仓料位计信号、各料仓底变频给料设备启停信号、各段破碎作业启停信号、各胶带机启停、跑偏、打滑等信号、各电动设备远程开启方式信号均要通过以太网桥接入中控室智能破分系统的DCS中，破碎筛分工段的启停均通过中控制远程控制；

品级在线监控分析系统：根据不同的物料类型选择不同的在线分析仪，该类分析仪直接安装在胶带机上方，无需接触物料、实时在线检测，将在线检测得到的数据信号接入智能破碎系统的DCS中，该信号与最终破碎产品的布料胶带进行联锁控制。

在破碎前的上料工段：中控室根据原矿储存区内物料情况确定哪个储存区上料，通过上料仓内料位计信息来下指令上料或停止上料，当料位为高料位时停止上料，在低料位时抓紧上料。

破碎筛分工段自动监控系统与品级在线监控分析系统采用相互耦合联锁控制的方式，将破碎系列按品级划为高、中、低三个系列，根据来料矿区的物料大致品级由上料胶带给入相应的破碎系列，破碎好的物料根据在线监控分析得到的数据分别给至相应的堆场。

本实施例无人值守矿山均化配料系统中，所使用的控制系统，元器件，控制软件等，如无特别说明，均可采用现有技术。

实施例2，一种无人值守矿山均化配料方法，采用实施例1所述系统：其步骤如下进行：

（1）来料进厂：所有进厂车辆从地磅房处进，在地磅房增设多个摄像头，负责录入汽车的车牌等信息，影像信息进入全厂监控系统，地磅房负责称重，称出进料卡车的毛重、空车重量，计算出卡车载料的重量，来料汽车的车牌等信息以及车辆重量能信息进入地磅房车辆数据处理系统，后将进出厂车辆相关信息、称重系统相关数据传递给中控系统，中控系统根据地磅房反馈信息，作出是否放行、具体卸料区域等信息。

（2）破碎筛分：破碎筛分工段由无人智能破碎筛分系统控制，该系统包括上料工段自动监控系统、破碎工段自动监控系统、品级在线监控分析系统组成，上料工段自动监控系统主要负责监控和调节原矿上料区、破碎工段自动监控系统负责监控和调节破碎筛分，品级在线监控分析系统负责记录破碎筛分工段的品级。

进入厂区的车辆由由中控室发出信号进入指定的原矿储存区，将车内物料卸至原矿堆场内，原矿储存区通过挡土墙将储存区分隔开，原料储存区内物料通过装载车或者抓斗起重机将储存区内物料给至上料仓内，料仓内物料通过仓底给料设备经过卸料小车给至相应的破碎机前原矿仓内，原矿仓内经定量给料给料设备给至破碎机，破碎好的物料给入筛分机，筛分作业筛上产品返回破碎机，筛下物料给入均化工段。上料仓和原矿仓内设置料位计，原矿仓内料位计与上料仓底给料机联锁控制，原矿仓底振动给料机与最终筛下产品胶带机上的皮带秤联锁控制，在筛下产品皮带上增设跨带式在线分析仪，负责实现监控最终筛分产品的品级，并将相应的数据反馈给中控系统，中控系统根据其反馈信息，决定给产品给入均化堆场的具体哪个区。

（3）二次均化：一次预均化堆场按照品级分布分成多个堆区，该系统设备主要由水平布料堆料机和门式刮板取料机组成，中控操作系统根据破碎工段在线实时品位检测的数据下指令将破碎好的物料通过水平布料堆料机给至一次预均化堆场内特定的分区内，水平布料堆料机的运行位置根据堆料皮带上在线品位的数据将物料输送至相应的堆区，品位接近的矿堆采用就近布置的方式，取料机按照中控室指令分层从矿堆上取料，后通过二次均化堆料机将物料堆在二次均化堆料区，在二次均化堆料机上增设跨带式在线分析仪，分析的品级数据返回中控操作系统中，后根据数据堆料机将物料堆放在二次均化堆厂内，在二次均化堆场内设置高、中、低三个品级的堆场，堆料机布料方式采用行走分层布料的方式，取料机取料按照断面取料方式，将物料给入配料做业。

（4）料仓式配料：二次均化堆场内物料根据中控系统指令将物料给至不同的配料仓内，配料仓内设置料位计，配料仓底给料设备采用变频设备，中控系统结合料位计信息，调节给料设备的频率，以及各个配料仓内的信息，决定选取那几个配料仓参与配料，配料系统的物料分析采用自动化机器人分析系统，该系统包括采样单元、研磨单元、缩分取样单元、分析单元、备样储存单元、分析样返回单元。采样单元按设定时间间隔从胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，该分析单元仅用来分析来料品位。

（5）自动装车：该系统主要由仓顶给料胶带、缓冲仓、称重仓、电液动装车闸板、装车溜槽等设备组成，经配料作业配好的物料给入装车仓内，装车仓内增加电动闸板阀和装车溜槽，在装车入口处设置电眼，电眼负责检测允许装车信号，中控系统根据电子眼反馈信息打开装车仓底闸板，后经过装车溜槽给入卡车和火车内，装车溜槽根据车内物料的高度调整装车溜槽的高度。在自动装车站内设置自动化机器人分析系统，该单元包括采样单元、研磨单元、缩分取样单元、分析单元、备样储存单元、分析样返回单元。采样单元按设定时间间隔从配料系统至装车系统的胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，在线分析单元有机械人分别给各个在线分析子单元，比如粒度分析、水分分析、物料品位分析、矿物分析等。

（6）中控系统通过引入运筹学优化仿真软件Xpress-MP进行运算，统筹计算选择处上料区、均化区和后续配矿的最佳方案。

（7）在各作业工段增设足够的摄像头，以便能清楚观察到现场设备的运行情况，各料仓均考虑增设料位计，一方面用来监控料仓的料位情况，另一方面与仓底给料机联锁调节，在胶带机上增加跑偏开关、打滑开关、防撕裂开关、溜槽防堵开关等，便于中控系统根据这些信号堆胶带机做相应的调节，这些信号协同各工段的设备运行信号、各设备的远程开启信号、在线分析和机器人自动分析的数据、装车站称重仓的信号经数据处理系统处理后接以太网桥接入相应的DCS子系统中。

Claims (10)

1.一种无人值守矿山均化配料系统，其特征在于：该矿山均化配料系统包括运料调度系统、智能破碎系统、全自动均化系统、、智能配矿系统和自动装车系统；

矿山均化配料系统将不同采场提供的原矿，按照设定的品级分别堆存至不同的原矿存储区，进原矿堆场前由运料调度系统指挥进入指定的原矿储存区，储存后的物料经抓斗或者装载车给入相应的料仓并经胶带机输送至智能破碎系统，破碎筛分合格的物料给入全自动均化系统，均化完毕的物料给入智能配矿系统进行配料，配料结束后物料通过自动装车系统给入下游作业。

2.根据权利要求1所述的无人值守矿山均化配料系统，其特征在于：所述的全自动物料均化系统包括一次预均化堆料布料系统和二次均化堆料布料系统；破碎筛分合格的物料通过转运胶带给至一次预均化堆场布料系统中；一次预均化堆场布料系统主要由水平布料堆料机和门式刮板取料机组成，一次预均化堆场按照品级分布分成多个堆区，水平布料堆料机的运行位置根据堆料皮带上在线品位的数据将物料输送至相应的堆区，门式刮板取料机按照中控室指令分层从矿堆上取料；然后通过二次均化堆料布料系统的布料胶带将物料堆在二次均化堆料区，布料方式采用行走分层布料的方式，取料机按照断面取料方式；全自动物料均化系统采用中控室远程控制；

二次均化堆料布料系统中，合格品转运胶带头下料点、堆料机移动布料胶带及头部下料点、各堆料区、取料机取料、取料机下料点均需设置摄像机，摄像机的影像信息、堆料机布料机实时位置信息、取料机实时位置信息、料堆检测信息、防碰撞检测开关信息、以及各运行设备的的启停信息、胶带启停、跑偏开关、打滑信号、各电动设备远程开启方式信号均通过以太网桥接入中控室一次预均化堆料布料系统的DCS中，一次预均化堆料布料区设备的启停均通过中控室远程控制。

3.根据权利要求1所述的一种无人值守矿山均化系统，其特征在于：所述的智能配矿系统包括自动配料控制系统和自动化机器人化学分析系统；

所述的自动配料控制系统包括各配料仓的顶部给料区、自动化机器人采样取样化学分析区、配料仓仓底下料区，影像信息协同配料仓内料位计信号、配料仓底部给料机启停信号、给料胶带启停、跑偏开关、打滑信号、电动或气动闸板阀启停信号、各电动设备远程开启方式信号均要通过以太网桥接入中控室智能配料系统的DCS中，配料仓仓底下料区以及给料部区域的设备启停均通过中控室远程控制，给料设备的频率、开启、关停根据软件Xpress-MP计算的数据调控；

所述的自动化机器人分析系统包括采样单元、研磨单元、缩分取样单元、分析单元、备样储存单元、分析样返回单元；采样单元按设定时间间隔从胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，该分析单元仅用来分析来料品位。

4.根据权利要求1所述的一种无人值守矿山均化配料系统，其特征在于：所述的自动装车系统主要由仓顶给料胶带、缓冲仓、称重仓、电液动装车闸板、装车溜槽组成，在仓顶给料处、称重仓处、下料闸板处位置设置摄像头，在装车入口处设置电眼，检测允许装车信号，影像信息、电眼信号、缓冲仓内料位计信号、称重仓正常运行信号、电液动闸板启停信号、装车溜槽启停信号、胶带机启停、跑偏开关、打滑信号、各电动设备远程开启方式信号、称重仓数据信号均通过以太网桥接入自动装车系统的DCS中。

5.根据权利要求4所述的一种无人值守矿山均化配料系统，其特征在于：自动装车系统中在装车仓给料皮带上增加自动化机器人分析系统，该单元包括采样单元、研磨单元、缩分取样单元、分析单元、备样储存单元、分析样返回单元；采样单元按设定时间间隔从胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，在线分析单元有机械人分别给各个在线分析子单元，比如粒度分析、水分分析、物料品位分析、矿物分析。

6.根据权利要求1所述的一种无人值守矿山均化配料系统，其特征在于，所述的运料调度系统包括厂区车辆进出厂监控系统、车载物料称重系统和地磅房车辆综合处理系统；

厂区车辆进出场系统负责统计车辆的车牌号、车辆所在的具体矿区、车辆的进出场时间信息；车载物料称重系统负责对载料卡车称重，称出进料卡车的毛重、空车重量，并计算出卡车载料的重量；厂区车辆进出厂监控系统和车载物料称重系统获得的信息传递给地磅房车辆综合处理系统，负责将进出厂相关信息、称重系统相关数据传递给中控室，中控室根据厂区车辆进出厂监控系统，作出放行、行走方向信息。

7.根据权利要求1所述的一种无人值守矿山均化配料系统，其特征在于：所述的智能破碎系统包括上料工段自动监控系统、破碎工段自动监控系统、品级在线监控分析系统组成；

上料工段自动监控系统：进入无人值守矿山均化配料系统的车辆由矿山运料调度系统发出指令通过4G网引导车辆进入指定的原矿储存区，将车内物料卸至原矿堆场内，原矿储存区通过挡土墙分隔开，原料储存区内物料通过装载车或者抓斗起重机将储存区内物料给至上料仓内，上料仓设置料位计，料仓内设置料位计，料位计采用雷达料位计，通过料位计的参数来发出指令是否需要上料，料仓底设置振动给料机，料仓内物料通过给料机均匀地给至转运胶带上，转运胶带采用卸料小车，转运胶带上物料通过卸料小车给至相应的原矿缓冲仓内，卸料小车上增设电动或者气动闸板阀；

原矿储存区、上料仓区、上料仓底部、转运胶带布料区、转运胶带头部均需设置摄像机，这些影像信息协同上料仓内料位计信号、上料仓底部给料机启停信号、上料胶带启停、跑偏开关、打滑等信号、电动或气动闸板阀启停信号、各电动设备远程开启方式信号均要通过以太网桥接入中控室智能破碎系统的DCS中，上料区设备的启停均通过中控室远程控制；

破碎筛分工段自动监控系统：在各料仓顶、料仓底给料机操作区、各段破碎机操作区、筛分作业操作区、各段胶带机头尾矿部卸料区均考虑设置摄像头，这些影像信息协同各料仓料位计信号、各料仓底变频给料设备启停信号、各段破碎作业启停信号、各胶带机启停、跑偏、打滑等信号、各电动设备远程开启方式信号均要通过以太网桥接入中控室智能破分系统的DCS中，破碎筛分工段的启停均通过中控制远程控制；

品级在线监控分析系统：根据不同的物料类型选择不同的在线分析仪，该类分析仪直接安装在胶带机上方，无需接触物料、实时在线检测，将在线检测得到的数据信号接入智能破碎系统的DCS中，该信号与最终破碎产品的布料胶带进行联锁控制。

8.根据权利要求7所述的一种无人值守矿山均化配料系统，其特征在于：在破碎前的上料工段：中控室根据原矿储存区内物料情况确定哪个储存区上料，通过上料仓内料位计信息来下指令上料或停止上料，当料位为高料位时停止上料，在低料位时抓紧上料。

9.根据权利要求7所述的一种无人值守矿山均化配料系统，其特征在于：破碎筛分工段自动监控系统与品级在线监控分析系统采用相互耦合联锁控制的方式，将破碎系列按品级划为高、中、低三个系列，根据来料矿区的物料大致品级由上料胶带给入相应的破碎系列，破碎好的物料根据在线监控分析得到的数据分别给至相应的堆场。

10.一种无人值守矿山均化配料方法，其特征在于：其步骤如下：

（1）来料进厂：所有进厂车辆从地磅房处进，在地磅房设多个摄像头，负责录入汽车的车牌信息，影像信息进入全厂监控系统；地磅房称出进料卡车的毛重、空车重量，计算出卡车载料的重量，来料汽车的车牌信息以及车辆重量信息进入地磅房车辆数据处理系统，进出厂车辆相关信息、称重系统相关数据传递给中控室，中控室根据地磅房反馈信息，作出是否放行、具体卸料区域信息；

进入厂区的车辆由中控室发出信号进入指定的原矿储存区，将车内物料卸至原矿堆场内，原矿储存区通过挡墙将储存区分隔开；

（2）破碎筛分：破碎筛分工段由智能破碎系统控制，上料工段自动监控系统主要负责监控和调节原矿上料区、破碎工段自动监控系统负责监控和调节破碎筛分，品级在线监控分析系统负责记录破碎筛分工段的品级；

原料储存区内物料通过装载车或者抓斗起重机将储存区内物料给至上料仓内，料仓内物料通过仓底给料设备经过卸料小车给至相应的破碎机前原矿仓内，原矿仓内经定量给料给料设备给至破碎机，破碎好的物料给入筛分机，筛分作业筛上产品返回破碎机，筛下物料给入均化工段；上料仓和原矿仓内设置料位计，原矿仓内料位计与上料仓底给料机联锁控制，原矿仓底振动给料机与最终筛下产品胶带机上的皮带秤联锁控制，在筛下产品皮带上增设跨带式在线分析仪，负责实现监控最终筛分产品的品级，并将相应的数据反馈给中控室，中控室根据其反馈信息，决定给产品给入一次均化堆场的具体堆区；

二次均化：一次预均化堆场按照品级分布分成多个堆区，中控室根据破碎工段在线实时品位检测的数据下指令将破碎好的物料通过水平布料堆料机给至一次预均化堆场内特定的分区内，水平布料堆料机的运行位置根据堆料皮带上在线品位的数据将物料输送至相应的堆区，品位接近的矿堆采用就近布置的方式，取料机按照中控室指令分层从矿堆上取料，后通过二次均化堆料机将物料堆在二次均化堆料区，在二次均化堆料机上增设跨带式在线分析仪，分析的品级数据返回中控操作系统中，后根据数据堆料机将物料堆放在二次均化堆厂内，在二次均化堆场内设置高、中、低三个品级的堆场，堆料机布料方式采用行走分层布料的方式，取料机取料按照断面取料方式，将物料给入配料做业；

料仓式配料：二次均化堆场内物料根据中控室指令将物料给至不同的配料仓内，中控室结合料位计信息，调节给料设备的频率，以及各个配料仓内的信息，决定选取那几个配料仓参与配料，配料系统的物料分析采用自动化机器人分析系统，通过采样单元按设定时间间隔从胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，分析单元仅用来分析来料品位；

（5）自动装车：经配料作业配好的物料给入装车仓内，通过电子眼检测允许装车信号，中控室根据电子眼反馈信息打开装车仓底闸板，后经过装车溜槽给入卡车和火车内；在自动装车站内也设置有自动化机器人分析系统，通过采样单元按设定时间间隔从配料系统至装车系统的胶带上截取物料，给至研磨单元，经研磨处理合格后给入缩分取样单元，除一部分作为备样给入备样存储单元，另一部分给入在线分析单元，数据传输至自动化机器人分析系统数据处理中心，分析完的费料返回原上料胶带，在线分析单元可进行粒度分析、水分分析、物料品位分析和矿物分析；

（6）中控室通过引入运筹学优化仿真软件Xpress-MP进行运算，统筹计算选择处上料区、均化区和后续配矿的最佳方案；

通过在各作业工段设置的摄像头，清楚观察到现场设备的运行情况，各料仓设置料位计，一方面用来监控料仓的料位情况，另一方面与仓底给料机联锁调节，在胶带机上设置跑偏开关、打滑开关、防撕裂开关、溜槽防堵开关，便于中控室根据这些信号堆胶带机做相应的调节，这些信号协同各工段的设备运行信号、各设备的远程开启信号、在线分析和机器人自动分析的数据、装车站称重仓的信号经数据处理系统处理后接以太网桥接入相应的DCS子系统中。