CN112325999A - 基于矿石流的采掘溜井计量系统及方法 - Google Patents

基于矿石流的采掘溜井计量系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112325999A
CN112325999A CN202011115297.8A CN202011115297A CN112325999A CN 112325999 A CN112325999 A CN 112325999A CN 202011115297 A CN202011115297 A CN 202011115297A CN 112325999 A CN112325999 A CN 112325999A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ore
distance
monitoring device
carriage
truck
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011115297.8A
Other languages
English (en)
Inventor
孙旭娜
张汉阔
戚克明
刘晓明
谭文志
徐大卫
童川
孙卫东
施升涛
刘少杰
刘博�
范纯超
段银联
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Gold Mining Laizhou Co Ltd Sanshandao Gold Mine
Original Assignee
Shandong Gold Mining Laizhou Co Ltd Sanshandao Gold Mine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Gold Mining Laizhou Co Ltd Sanshandao Gold Mine filed Critical Shandong Gold Mining Laizhou Co Ltd Sanshandao Gold Mine
Priority to CN202011115297.8A priority Critical patent/CN112325999A/zh
Publication of CN112325999A publication Critical patent/CN112325999A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G17/00—Apparatus for or methods of weighing material of special form or property
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F17/00—Methods or apparatus for determining the capacity of containers or cavities, or the volume of solid bodies
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves

Abstract

本发明公开了一种基于矿石流的采掘溜井计量系统及方法。系统包括测距传感器、读卡器、识别卡和监控装置。本发明通过三组激光测距仪实时对卸矿卡车进行扫描，通过RFID读卡器读取车辆类型、编号及尺寸数据，然后利用测距、通过数学方法，建立矿石体积模型确定矿石的体积和质量，并利用轨道衡获取溜井的实时出矿量，有效呈现采掘溜井料仓矿石量增减趋势，从而实现了矿量的实时监测与统计，提高了采掘、提升车间对采掘溜井料位管控能力，降低了劳动强度和人工成本。

Description

基于矿石流的采掘溜井计量系统及方法
技术领域
本发明涉及采掘溜井计量系统，还涉及一种基于该系统的计量方法。
背景技术
山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿具有每日超过8000吨的生产能力，年产黄金近180000两。每日矿石从采场通过卡车运输到采掘溜井，从采掘溜井到电机车转运提升的量非常大，因此实现准确测量显得十分必要。
目前，卡车装载矿石质量一般采用地磅或者压力传感技术来测量，但由于井下环境和车辆情况复杂，车辆类型多，实施单位多，这种测量手段在井下难以实现。因此，现有技术无法实现卡车装载矿石量的计量，也无法统计溜井的实时出矿量及其变化情况。
发明内容
本发明提出了一种基于矿石流的采掘溜井计量系统及方法，其目的是：(1)针对卡车装载矿石量进行计量；(2)统计溜井的实时出矿量及其变化情况。
本发明技术方案如下：
一种基于矿石流的采掘溜井计量系统，包括测距传感器、读卡器、识别卡和监控装置；
所述识别卡用于安装在卡车上；
所述读卡器与所述监控装置相连接，用于识别所述识别卡并将卡车的车辆信息发送至监控装置；
所述测距传感器至少为3只，水平排列在卡车路径的正上方且排列方向与卡车的行驶方向相垂直；
所述测距传感器与所述监控装置相连接，将检测到的距离值传输至监控装置；
所述监控装置用于根据测距传感器检测到的距离值，计算卡车上矿石的体积，继而计算出矿石的质量。
作为本系统的进一步改进：溜井采用电机车运输，电机车处部署有与所述监控装置相连接的轨道衡，所述轨道衡用于获取溜井的实时矿量数据。
基于上述采掘溜井计量系统的计量方法，步骤为：
步骤1、通过读卡器识别卡车上的识别卡，获取卡车的车辆信息；监控装置根据车辆信息获取卡车车厢的尺寸数据；
步骤2、在卡车行进的过程中，测距传感器周期检测与车厢中矿石上表面之间的距离，并将距离值传输给监控装置；
步骤3、监控装置根据距离值和车厢在水平方向上的尺寸，计算出矿石上表面的轮廓信息；
步骤4、监控装置根据矿石上表面的轮廓信息和车厢在高度方向上的尺寸，计算出车厢中矿石的容积，然后根据容积计算出矿石的质量。
作为本计量方法的进一步改进：步骤3中通过以下方式计算出矿石上表面的轮廓信息：
步骤3.1、每次得到一组距离值后，先根据各测距传感器与矿石顶部之间的距离K与测距传感器与车厢底部之间的距离G求得矿石顶部相对于车厢底部的高度h＝G-K；
步骤3.2、对于每一组测距数据，建立矿石顶面与该次测距对应的竖直平面相交所产生的曲线的曲线方程：
h(x)＝ax2+bx+c；
该方程中，a、b、c为方程参数，x方向为所述测距传感器的排列方向，h(x)为该竖直平面内坐标值为x的位置所对应的矿石顶部相对于车厢底部的高度；
步骤3.2、建立目标函数：
min△h＝(h(x1)-h1)2+(h(x2)-h2)2+...+(h(xn)-hn)2；
该函数中，x1，x2，……,xn为各测距传感器在x方向上的坐标值，所述h1，h2，……，hn为根据n个测距传感器各自的测量结果计算出的对应位置处矿石顶部相对于车厢底部的实际高度；
步骤3.3、采用线性回归模型，求解曲线方程的参数a、b、c，从而得到该次测距所对应的竖直平面内矿石顶部的轮廓曲线；
步骤3.4、按步骤3.1至3.3，得到所有测距竖直平面的矿石顶部拟合曲线，再根据曲线得到整个矿石顶面各处相对于车厢底部的高度。
作为本计量方法的进一步改进：在步骤3.4中，通过插值法得到测距竖直平面外其它位置的高度。
作为本计量方法的进一步改进：通过以下方法计算矿石的容积：
V＝∫∫SH(x,y)dxdy；
其中，y方向为卡车的行驶方向；H(x,y)为矿石顶面坐标为(x,y)处相对于车厢底部的高度。
作为本计量方法的进一步改进：计算车厢中矿石的质量时，使用的矿石密度为：
ρ＝kρ测；
ρ测是地质测量密度；k为密度修正系数，根据矿石类型进行设定。
作为本计量方法的进一步改进：还包括步骤5：通过步骤1至4得到的矿石质量，进一步统计出当天所有卡车的运矿重量M卸，再在溜井的电机车处部署轨道衡获取溜井的矿量数据M出，从而计算出溜井的矿石重量变化值M溜＝M卸-M出。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过三组激光测距仪实时对卸矿卡车进行扫描，通过RFID读卡器读取车辆类型、编号及尺寸数据，然后利用测距、通过数学方法，建立矿石体积模型确定矿石的体积和质量，并利用轨道衡获取溜井的实时出矿量，有效呈现采掘溜井料仓矿石量增减趋势，从而实现了矿量的实时监测与统计，提高了采掘、提升车间对采掘溜井料位管控能力，降低了劳动强度和人工成本。还能进一步加强采场出矿量的精细化和科学化管理程度，从而帮助管理人员快速了解和指导生产，大大提高生产效率，节约企业生产成本。
附图说明
图1为计量系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
如图1，一种基于矿石流的采掘溜井计量系统，包括激光测距传感器3、RFID读卡器1、RFID识别卡2和监控装置4。
所述识别卡2用于安装在卡车6上。
所述读卡器1与所述监控装置4相连接，用于识别所述识别卡2并将卡车6的车辆信息发送至监控装置4，车辆信息包括车辆的类型与编号等。
所述测距传感器3至少为3只，水平排列在卡车6路径的正上方且排列方向与卡车6的行驶方向相垂直。
所述测距传感器3与所述监控装置4相连接，将检测到的距离值传输至监控装置4。
所述监控装置4用于根据测距传感器3检测到的距离值，计算卡车6上矿石的体积，继而计算出矿石的质量。
进一步的，溜井7采用电机车运输，电机车处部署有与所述监控装置4相连接的轨道衡5，所述轨道衡5用于获取溜井7的实时矿量数据。
上述计量系统的工作步骤为：
步骤1、通过读卡器1识别卡2车上的识别卡2，获取卡车6的车辆信息；监控装置4根据车辆信息获取卡车6车厢的尺寸数据。同时，还可以确定卡车6的到达时间。
步骤2、在卡车6行进的过程中，测距传感器3按预设的频率周期检测与车厢中矿石上表面之间的距离(连续值)，并将距离值传输给监控装置4。根据测得的距离值，还可以获取到卡车6的离开时间。
步骤3、监控装置4根据距离值和车厢在水平方向上的尺寸，计算出矿石上表面的轮廓信息。
具体的：
步骤3.1、每次得到一组距离值后，先根据各测距传感器3与矿石顶部之间的距离K与测距传感器3与车厢底部之间的距离G求得矿石顶部相对于车厢底部的高度h＝G-K；
步骤3.2、对于每一组测距数据，建立矿石顶面与该次测距对应的竖直平面(也就是测距传感器3所在的数值平面)相交所产生的曲线的曲线方程：
h(x)＝ax2+bx+c；
该方程中，a、b、c为方程参数，x方向为所述测距传感器3的排列方向，h(x)为该竖直平面内坐标值为x的位置所对应的矿石顶部相对于车厢底部的高度；
步骤3.2、建立目标函数：
min△h＝(h(x1)-h1)2+(h(x2)-h2)2+...+(h(xn)-hn)2；
该函数中，x1，x2，……,xn为各测距传感器3在x方向上的坐标值，所述h1，h2，……，hn为根据n个测距传感器3各自的测量结果计算出的对应位置处矿石顶部相对于车厢底部的实际高度；
步骤3.3、采用线性回归模型，求解曲线方程的参数a、b、c，从而得到该次测距所对应的竖直平面内矿石顶部的轮廓曲线；
步骤3.4、按步骤3.1至3.3，得到所有测距竖直平面的矿石顶部拟合曲线，通过插值法得到整个矿石顶面各处相对于车厢底部的高度(对于测距竖直平面外的点，先求出前后相邻的两个拟合曲线上相同的横向坐标值x分别对应的高度值，然后根据该点位置与前后两个竖直平面之间的距离进行线性插值，得到该点的高度值)。
步骤4、监控装置4根据矿石上表面的轮廓信息和车厢在高度方向上的尺寸，计算出车厢中矿石的容积：
V＝∫∫SH(x,y)dxdy；
其中，y方向为卡车6的行驶方向；H(x,y)为矿石顶面坐标为(x,y)处相对于车厢底部的高度。
然后根据容积计算出矿石的质量。为了使密度更加精确，可以结合各个采场不同品位进行计算。一般的，品位含量较低矿石类型对密度影响非常小。加权计算是因为卡车6装载时，存在一定的矿石空隙，需要对矿石密度进行校正。
本实施例中，计算车厢中矿石的质量时，使用的矿石密度为：
ρ＝kρ测；
ρ测是地质测量密度；k为密度修正系数，根据矿石类型进行设定。
步骤5、通过步骤1至4得到的矿石质量，进一步统计出当天所有卡车6的运矿重量M卸，再在溜井7的电机车处部署轨道衡5获取溜井7的矿量数据M出，从而计算出溜井7的矿石重量变化值M溜＝M卸-M出。

Claims (8)

1.一种基于矿石流的采掘溜井计量系统，其特征在于：包括测距传感器(3)、读卡器(1)、识别卡(2)和监控装置(4)；
所述识别卡(2)用于安装在卡车(6)上；
所述读卡器(1)与所述监控装置(4)相连接，用于识别所述识别卡(2)并将卡车(6)的车辆信息发送至监控装置(4)；
所述测距传感器(3)至少为3只，水平排列在卡车(6)路径的正上方且排列方向与卡车(6)的行驶方向相垂直；
所述测距传感器(3)与所述监控装置(4)相连接，将检测到的距离值传输至监控装置(4)；
所述监控装置(4)用于根据测距传感器(3)检测到的距离值，计算卡车(6)上矿石的体积，继而计算出矿石的质量。
2.如权利要求1所述的基于矿石流的采掘溜井计量系统，其特征在于：溜井(7)采用电机车运输，电机车处部署有与所述监控装置(4)相连接的轨道衡(5)，所述轨道衡(5)用于获取溜井(7)的实时矿量数据。
3.基于如权利要求1所述的基于矿石流的采掘溜井计量系统的计量方法，其特征在于步骤为：
步骤1、通过读卡器(1)识别卡(2)车上的识别卡(2)，获取卡车(6)的车辆信息；监控装置(4)根据车辆信息获取卡车(6)车厢的尺寸数据；
步骤2、在卡车(6)行进的过程中，测距传感器(3)周期检测与车厢中矿石上表面之间的距离，并将距离值传输给监控装置(4)；
步骤3、监控装置(4)根据距离值和车厢在水平方向上的尺寸，计算出矿石上表面的轮廓信息；
步骤4、监控装置(4)根据矿石上表面的轮廓信息和车厢在高度方向上的尺寸，计算出车厢中矿石的容积，然后根据容积计算出矿石的质量。
4.如权利要求3所述的计量方法，其特征在于，步骤3中通过以下方式计算出矿石上表面的轮廓信息：
步骤3.1、每次得到一组距离值后，先根据各测距传感器(3)与矿石顶部之间的距离K与测距传感器(3)与车厢底部之间的距离G求得矿石顶部相对于车厢底部的高度h＝G-K；
步骤3.2、对于每一组测距数据，建立矿石顶面与该次测距对应的竖直平面相交所产生的曲线的曲线方程：
h(x)＝ax2+bx+c；
该方程中，a、b、c为方程参数，x方向为所述测距传感器(3)的排列方向，h(x)为该竖直平面内坐标值为x的位置所对应的矿石顶部相对于车厢底部的高度；
步骤3.2、建立目标函数：
minΔh＝(h(x1)-h1)2+(h(x2)-h2)2+...+(h(xn)-hn)2；
该函数中，x1，x2，……，xn为各测距传感器(3)在x方向上的坐标值，所述h1，h2，……，hn为根据n个测距传感器(3)各自的测量结果计算出的对应位置处矿石顶部相对于车厢底部的实际高度；
步骤3.3、采用线性回归模型，求解曲线方程的参数a、b、c，从而得到该次测距所对应的竖直平面内矿石顶部的轮廓曲线；
步骤3.4、按步骤3.1至3.3，得到所有测距竖直平面的矿石顶部拟合曲线，再根据曲线得到整个矿石顶面各处相对于车厢底部的高度。
5.如权利要求4所述的计量方法，其特征在于：在步骤3.4中，通过插值法得到测距竖直平面外其它位置的高度。
6.如权利要求4所述的计量方法，其特征在于：通过以下方法计算矿石的容积：
V＝∫∫SH(x，y)dxdy；
其中，y方向为卡车(6)的行驶方向；H(x，y)为矿石顶面坐标为(x，y)处相对于车厢底部的高度。
7.如权利要求3至6任一所述的计量方法，其特征在于：计算车厢中矿石的质量时，使用的矿石密度为：
ρ＝kρ测；
ρ测是地质测量密度；k为密度修正系数，根据矿石类型进行设定。
8.如权利要求2所述的计量方法，其特征在于：还包括步骤5：通过步骤1至4得到的矿石质量，进一步统计出当天所有卡车(6)的运矿重量M卸，再在溜井(7)的电机车处部署轨道衡(5)获取溜井(7)的矿量数据M出，从而计算出溜井(7)的矿石重量变化值M溜＝M卸-M出。
CN202011115297.8A 2020-10-16 2020-10-16 基于矿石流的采掘溜井计量系统及方法 Pending CN112325999A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011115297.8A CN112325999A (zh) 2020-10-16 2020-10-16 基于矿石流的采掘溜井计量系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011115297.8A CN112325999A (zh) 2020-10-16 2020-10-16 基于矿石流的采掘溜井计量系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112325999A true CN112325999A (zh) 2021-02-05

Family

ID=74313996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011115297.8A Pending CN112325999A (zh) 2020-10-16 2020-10-16 基于矿石流的采掘溜井计量系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112325999A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116542809A (zh) * 2023-06-28 2023-08-04 天河道云（北京）科技有限公司 一种矿场采矿量计量方法及系统
CN117408831A (zh) * 2023-12-15 2024-01-16 甘洛县尔呷地吉铅锌矿业有限公司 一种矿场采矿量计量方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090064850A (ko) * 2007-12-17 2009-06-22 한국동서발전(주) 점 거리 측정법을 이용한 저장고 내 적재물 무게 측정방법
CN202109970U (zh) * 2011-06-22 2012-01-11 武汉钢铁(集团)公司 一种井下矿石动态称重及品位实时分析装置
CN104006869A (zh) * 2014-06-04 2014-08-27 上海诺尚信息技术有限公司 一种用于皮带输送的激光称量系统及其称量方法
CN107560550A (zh) * 2017-09-08 2018-01-09 广东工业大学 一种物体表面参数的获取方法及系统
CN207742683U (zh) * 2017-11-10 2018-08-17 中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司 一种矿山井下采区溜井矿量计量系统
CN109506748A (zh) * 2019-01-16 2019-03-22 济南大学 动态测量电机车车厢载重量的方法、系统及终端

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090064850A (ko) * 2007-12-17 2009-06-22 한국동서발전(주) 점 거리 측정법을 이용한 저장고 내 적재물 무게 측정방법
CN202109970U (zh) * 2011-06-22 2012-01-11 武汉钢铁(集团)公司 一种井下矿石动态称重及品位实时分析装置
CN104006869A (zh) * 2014-06-04 2014-08-27 上海诺尚信息技术有限公司 一种用于皮带输送的激光称量系统及其称量方法
CN107560550A (zh) * 2017-09-08 2018-01-09 广东工业大学 一种物体表面参数的获取方法及系统
CN207742683U (zh) * 2017-11-10 2018-08-17 中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司 一种矿山井下采区溜井矿量计量系统
CN109506748A (zh) * 2019-01-16 2019-03-22 济南大学 动态测量电机车车厢载重量的方法、系统及终端

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116542809A (zh) * 2023-06-28 2023-08-04 天河道云（北京）科技有限公司 一种矿场采矿量计量方法及系统
CN116542809B (zh) * 2023-06-28 2023-10-20 天河道云（北京）科技有限公司 一种矿场采矿量计量方法及系统
CN117408831A (zh) * 2023-12-15 2024-01-16 甘洛县尔呷地吉铅锌矿业有限公司 一种矿场采矿量计量方法及系统
CN117408831B (zh) * 2023-12-15 2024-03-08 甘洛县尔呷地吉铅锌矿业有限公司 一种矿场采矿量计量方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105383952B (zh) 一种基于工业在线检测的矿车自动装矿方法及系统
CN112325999A (zh) 基于矿石流的采掘溜井计量系统及方法
CN206330548U (zh) 一种高速铁路站台限界测量小车
CN110817483B (zh) 一种列车装车站实时防偏载系统和方法
AU2017100306A4 (en) Train Wagon 3D Profiler
CN101718576A (zh) 基于图像处理的矿车计量监控系统
CN101726348A (zh) 煤矸辨识及防作弊的矿车检测装置和方法
CN106768219A (zh) 一种入炉煤称量系统及其称量方法、校验方法
CN109360311A (zh) 一种公共交通工具拥挤程度测量方法
CN105841785A (zh) 整车式动态公路车辆自动衡器
CN104005324A (zh) 一种路面构造信息的检测系统
CN105509669A (zh) 车辆尺寸检测方法及设备
CN104864949A (zh) 一种车辆动态称重方法及装置
CN113777611B (zh) 一种基于超声波技术的梭式矿车定位监测系统
AU2013237637A1 (en) Train Wagon 3D Profiler
CN104165676A (zh) 通过轴动态监控、轴组秤量的动态车辆高精度称重方法
CN106524962A (zh) 一种采煤机行走轮磨损量检测装置和磨损量检测预警方法
KR100906432B1 (ko) 피에조센서를 이용한 교통량조사장비
CN111275753A (zh) 车厢内沙石体积的测量方法
CN202109970U (zh) 一种井下矿石动态称重及品位实时分析装置
KR20100037716A (ko) 컨베이어벨트의 모터 커런트 대비 무게측정장치 시스템
CN105426845A (zh) 一种料场物料种类自动识别装置和方法
CN105784066B (zh) 一种具有冗余设计的矿山超深溜井料位在线测量方法
CN212059778U (zh) 一种整车砂石含水率在线自动检测装置
CN108100609A (zh) 一种高效的重量体积集中测量自动化系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210205