DE19719032C1

DE19719032C1 - Verfahren und Einrichtung zur On-line-Detektierung von mineralischen Fremdkörpern in Nutzmineralströmen und deren Entfernung während ihres Transportes auf Fördereinrichtungen

Info

Publication number: DE19719032C1
Application number: DE19719032A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Schingnitz
Original assignee: ANATEC GmbH
Current assignee: ANATEC GmbH
Priority date: 1997-04-29
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2017-04-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur On-line-Detektie rung von mineralischen Fremdkörpern in Schüttgutmassen, vorwiegend Nutz mineralströmen, auf Fördereinrichtungen, vorzugsweise Förderbändern, und die Separierung dieser Fremdkörper.

Mineralische Fremdkörper in Schüttgutförderströmen gefährden die techni schen Apparaturen des Transportes und der Schüttgutaufbereitung und verur sachen regelmäßig Schäden mit Produktionsausfall und daraus resultierende Reparaturaufwendungen. Im Zusammenhang mit der kontinuierlichen Steige rung der Abbauleistungen mineralischer Rohstoffe sind höhere Abtransport leistungen erforderlich, und die dazu notwendigen Einrichtungen werden mit höheren Antriebsleistungen zur Geschwindigkeitserhöhung versehen. Gleich zeitig vergrößern sich ihre Dimensionen. Das hat gleichzeitig dazu geführt, daß mitgewonnene Fremdeinlagerungen im Prozeß der Rohstoffgewinnung immer weniger erkannt, an der Gewinnungsstelle ausgehalten werden und so in zu nehmendem Maße in den zu transportierenden Strom dar Nutzmineralien ge langen. Damit sind die durch das Nichterfassen von Einlagerungen anderer Dichte im Verhältnis zum Nutzmineralstrom entstehenden negativen Folgen von größerer Relevanz und die durch eingelagerte Fremdkörper verursachten Störungen mit regelmäßig schwerwiegenden Folgen verbunden.

Stand der Technik ist im Allgemeinen, mittels der Gamma-Energie-Transmis sionstechnik die Flächenmasse von Schüttgütern auf Förderbändern und der gleichen Transporteuren und deren Schütthöhe mittels Echolotmeßtechniken on-line zu bestimmen und bei festgestellten Veränderungen mittels bekannter Technik-Elemente den Versuch zu unternehmen, eine mutmaßliche Fremdein lagerung zu fassen und vom Transporteur zu entfernen.

Aus den genannten Gründen hat es nicht an Versuchen gefehlt, das Problem einer anderweitigen Lösung zuzuführen. So wurde nach der GB-Patentschrift 1 346 566 bereits vorgeschlagen, einen übergroßen Fremdkörper über die Fest stellung seiner Höhe mechanisch zu ertasten und unter Berücksichtigung der Bandgeschwindigkeit an der nächsten Übergabestelle eine den Schüttgutmas senstrom übernehmende Leiteinrichtung kurzzeitig so zu verändern, daß der Fremdkörper auf eine Sammelstelle fällt. Das hat die Konsequenz, daß Fremd körper einer Größe, die mit den Brocken des Nutzmineralstromes identisch sind, nicht erfaßt und separiert werden.

Nach der DE-OS 33 12 586 wird in Permanenz die Strahlung von radioaktivem Material über eine kombinierte Detektoranzeige ermittelt und an eine Logikein heit weitergegeben. Diese Logikeinheit bewertet den Mittelwert der Strahlung von zu transportierendem Material und bewirkt über eine nicht näher beschrie bene Art die Aufteilung des Materialstromes, wenn die Schwankung von einem vorgewählten Normal abweicht. Diese Einrichtung ist regelmäßig nur dann ein setzbar, wenn selbstrahlendes Matrial verwendet wird. Eine Feststellung und infolgedessen Aushaltung von Fremdkörpern in anderen Nutzmineralströmen, wie Kohleströmen in Kraftwerken und dergleichen, ist damit nicht möglich.

Die US-PS 3 655 964 beschreibt die Ermittlung von Fremdeinlagerungen in einem Nutzmineralstrom, indem der Effekt der unterschiedlichen Schwächung radioaktiver Strahlung durch Matrialien unterschiedlicher chemischer Zusam mensetzung benutzt wird. Dazu wird ein sogenannter Masseschwächungskoef fizient definiert, der bei gleicher Materialkomposition und unterschiedlicher Strahlungsenergie oder bei gleicher Strahlungsenergie und unterschiedlichen Materialien verschieden ist. Erfindungsgemäß wird dazu zum einen vorge schlagen, die geschwächte Strahlungsenergie zu kontrollieren. Bei Abweichun gen vom Normal wird der Nutzmineralstrom als "fremde Mixtur" deklariert. Die se Meßmethode ist nur dann anwendbar, wenn der Nutzmineralstrom mit gleichbleibender Beladungshöhe und Schüttdichte transportiert wird. Ein zwei ter Vorschlag geht dahin, zwei Strahlenquellen unterschiedlicher Energie ein zusetzen. Das gestattet die Bestimmung des Masseschwächungskoeffizienten auch bei unterschiedlichen Beladungshöhen und Schüttdichten. Die radioaktive Strahlung mit deutlich höherer Energie wird zur Deutung der Beladungssituati on eingesetzt, die Strahlung mit niedriger Energie reagiert auf den Massen schwächungskoeffizienten ausreichend sensibel, so daß dieser sich zur meß technischen Unterscheidung untreschiedlicher Materialien dann verwenden läßt, wenn aus der gemessenen niederenergetischen Strahlungsschwächung der Einfluß unterschiedlicher Förderband-Beladung eliminiert wird, wozu die gemessene Schwächung der höherenergetischen Strahlung verwendet wird. Diese Methode ist insoweit zu unsensibel, als die Feststellung von Steinen in aschehaltiger Rohkohle, da die chemischen Komponenten quasi gleich sind, sehr problematisch ist. Gleiches ist zutreffend beim Nachweis eines homoge nen Steines größerer Dimensionierung in einem Kiesstrom. Damit ist das Ver fahren nur bei Nutzmineralströmen anwendbar, wo die chemische Zusammen setzung der unerwünschten Beimengungen zum Nutzmineral stark differiert. Der Einfluß der naturgesetzlich vorhandenen Stochastik der Impulsraten der einzelnen Messungen wird mit Verkürzung der Meßzeit größer, sodaß die Ge nauigkeit des dargestellten Verfahrens beziehungsweise der danach arbeiten den Einrichtung mit zunehmender Verkürzung der Meßzyklen abnimmt. Da die zu gewinnenden Werte letztendlich zur differenzierten Steuerung einer Bandan lage dienen sollen, ist ein erheblicher Fehleranteil unvermeidlich.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Einrichtung zu entwickeln, mit deren Hilfe Fremdeinlagerungen in auf vorzugsweise Förder bandanlagen zu transportierenden Nutzmineralströmen erkannt und in Abhän gigkeit von Informationen zu deren Vorhandensein, Größe und Materialeigen schaften diese auf eine geeignete Art und Weise zielgerichtet beseitigt werden können. Fehlinterpretationen sind weiter zu minimieren.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Messung der Schüttdichte von Nutzmineral strömen während ihres Transportes auf Fördereinrichtungen zum Ausgangs punkt weiterer Überlegungen gemacht wird und diese On-line erfolgt, indem auf der Grundlage der radiometrischen Messung der Flächenmasse unter Ausnu tzung der Absorption harter Gamma-Strahlung in Kombination mit der Messung der Schütthöhe mittels Echolot-Verfahren oder mechanischer Abtastmeßverfah ren erfolgt, bei dem die Messung der Flächenmasse und der Schütthöhe des zu transportierenden Nutzmineralstromes synchron und in Kurzzeittakten gleich oder größer 20 ms erfolgen, bezogen auf die Bandbreite und die Größe stören der und zu beseitigender Fremdeinlagerungen mehrere Meßkanäle nebenein anderliegend Meßsignale bereitstellen und die von den Sensoren abgegebenen Meßsignale sowie parallel dazu der Wert der Schüttdichte aus der Division der Flächenmasse einer Auswerteeinheit aufgegeben werden sowie dort als Basis wert zur Steuerung der Meßtakte zur Verfügung gestellt sind, indem der Zu sammenhang

m = A × p × v

berechnet wird, wobei

A = f(H)

der Profilquerschnittsfläche des Nutzmineralstromes als Funktion der oder mehrerer Schütthöhen "H", "p" die gemessene Schüttdichte und "v" die Ge schwindigkeit der Fördereinrichtung sind, der gemessene Wert der Schüttdichte jeden Taktes mit einem fest einstellbaren und repräsentativen Mittelwert des dem Nutzmineralstrom entsprechenden Dichteschwellwertes durch eine Aus werteeinheit verglichen wird, dieser Abgleich ständig erfolgt und eine Über schreitung dieses Dichteschwellwertes als Signal zur Verfügung steht und eine Detektierung mitgeführter Fremdkörper auslöst, indem dadurch mindestens eine schnell bewegliche mechanische Vorrichtung zur Teilung des Nutzmineral stromes unter Berücksichtigung ihrer Entfernung von der Erfassungsstelle und der Bandgeschwindigkeit so angesteuert wird, daß der mit einem Fremdkörper belastete Nutzmineralstrom aus dem Schüttguthauptstrom eine Um- oder Aus lenkeinrichtung überläuft und in dem Augenblick separiert wird sowie einer aus serhalb der Haupttransportrichtung des Nutzmineralstromes befindlichen Zu satzeinrichtung zugeführt wird, wenn der Fremdkörper die Auslenkeinrichtung passiert. Die Länge des Kurzzeitmeßtaktes des kleinsten zu detektierenden Fremdkörpers und die Geschwindigkeit der als Förderband ausgebildeten För dereinrichtung sind in der Weise im Verhältnis zueinander so angepaßt, daß während eines Meßtaktes ein Bandabschnitt von der Länge des kleinsten zu detektierenden Fremdkörpers erfaßt wird.

Die Separierung des Nutzmineralstromes durch die Um- oder Auslenkeinrich tung auf mehrere parallele Förderströme erfolgt zweckmäßigerweise dann, wenn in diesen parallelen Förderströmen wiederum eine Detektierung mit den Merkmalen des Anspruches 1 durchgeführt wird und mehrere Stufen der Fremdkörperdetektierung und -entfernung in Reihenanordnung und bezogen auf den zeitlichen Verlauf in Reihen zueinander parallellaufenden Untersuchun gen zu einer Minimierung des Verlustes an Nutzmineral führen.

Der zur Ansteuerung weiterer Um- oder Auslenkeinrichtungen in dem Nutzmi neralhauptstrom paralleliegenden Förderströmen dienende Dichteschwellwert kann von dem des Nutzmineralhauptstromes abweichen, insbesondere, wenn die zu erfassende Größe der Art des Materials von Fremdkörpern zu denen im Nutzmineralhauptstrom insoweit unterschiedlich ist, weil deren Häufigkeit zuge nommen hat. Ebenfalls ist es möglich, auf Grund der unterschiedlichen Größe bzw. Zusammensetzung zu separierender Fremdkörper in parallellaufenden Nutzmineralströmen mit unterschiedlichen Dichteschwellwerten zu arbeiten.

Eine zweckmäßige Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur On-line- Messung der Schüttdichte von Nutzmineralströmen auf einer Fördereinrichtung zur Kombination der radiometrischen Flächenmassenbestimmung und der Schütthöhenmessung mittels Echolot- und/oder mechanischer Tastverfahren in synchroner Kurzzeittaktung ist so aufgebaut, daß unter dem Obertrum wenig stens eine Gamma-Strahlungsquelle hoher Energie angeordnet ist und mit ihrer Strahlenaustrittsöffnung exakt auf wenigstens einen über dem Obertrum ange ordneten Detektor ausgerichtet ist. In Abhängigkeit von der Breite der Förder einrichtung und der zu detektierenden Größe von Fremdeinlagerungen können parallelliegend mehrere Strahlungsquellen und Detektoren vorhanden sein.

In jedem Detektor befindet sich eine Meßsonde zur Bestimmung der auf das Detektorfenster auftreffenden Gammastrahlung, die von der jeweiligen Dichte des Nutzminerales unterschiedlich geschwächt ist. Über die Bandbreite gleich mäßig verteilt sind zusätzlich mittels eines bekannten physikalischen Verfah rens arbeitende Sensoren angeordnet, die mittels Echolot, mit Ultraschall oder Laser arbeiten und deren reflektierte Strahlung gemessen wird. Damit ist es möglich, bezogen auf die Breite der Fördereinrichtung, gegebenenfalls vorhan dene unterschiedliche Schütthöhen bewerten zu können. Die daraus bereitge stellten Informationen dienen in einer Auswerteeinheit zum Abgleich mit einem Basis-Dichteschwellwert, um in jedem Meßtakt die Schüttdichte zu berechnen. Die Kurzzeitmeßtakte sind hinsichtlich ihrer Länge verstellbar, sodaß deren Länge in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung und der Größe des kleinsten zu detektierenden Fremdkörpers so eingestellt werden kann, daß während jeden Meßtaktes Längssegmente der Fördereinrichtung er faßt werden, die der Längsausdehnung des kleinsten zu detektierenden Fremd körpers entsprechen.

Der Meßeinrichtung in Förderrichtung nachgeschalten ist eine mechanische Vorrichtung zur kurzzeitigen Um- oder Auslenkung des Nutzmineralstromes. Die Auswerteeinheit der Meßeinrichtung berechnet nach Detektierung des Fremdkörpers dessen Laufzeit bis zur Vorrichtung zur Um- oder Auslenkung und aktiviert diese durch ein Steuersignal in dem Augenblick, zu dem die Fremdeinlagerung durch eine Reaktion dieser Vorrichtung mit einem Teil des Nutzmineralstromes für die Dauer eines Meßtakts ausgelenkt werden kann. Diese Einrichtung besteht aus einer Umlenkklappe, einer Pendelklappe, einer Verschlußklappe, einem Stößel oder einem Ablenkschieber und kann rostartig oder auch in Form eines Rechens oder einer Gabel ausgeführt sein. Vorzugs weise ist diese an einer Übergabestelle von einer Fördereinrichtung zur ande ren angeordnet. Es ist ebenso möglich, daß der für die Fremdkörperentfernung dienende abgezweigte Mineralstrom auf weitere Teilströme aufgeteilt wird, wenn die selektive Gewinnung störender Fremdkörper das erfordert.

Es ist ebenso möglich, daß die Detektierung und Entfernung von Fremdeinla gerungen in hintereinander angeordneten Stufen durchgeführt wird, um die Möglichkeit zu besitzen, Übergabestellen von einer Fördereinrichtung zur an deren mit Speichereffekt anzuordnen, um so nach der Übergabestelle von einer Fördereinrichtung zur anderen eine gleichmäßigere Schüttgutverteilung zu er reichen. Damit werden die Distanzen zwischen zwei in der ersten Stufe ausge sonderten Fremdeinlagerungen größer und ein Schüttgutverlust verringert sich deutlich. Der Füllstand des in der Speichereinrichtung befindlichen Schüttgutes wird mit geeigneten Niveaustandsgeräten gemessen und durch geregelten Mengenabzug mittels bekannter Dosiereinrichtungen konstant gehalten.

Die Fremdeinlagerung wird einem Vorratsbehälter zugeführt oder einem nicht zum Nutzmineralhauptstrom gehörenden Förderband aufgegeben und ander weitig verkippt.

Um den Anteil in diesem Zusammenhang mitgeführten Nutzminerals zu mini mieren, gestattet die erfindungsgemäße Einrichtung eine weitere Art der Ge staltung. Ist Nutzmineral zu transportieren, das in einem nicht unerheblichem Anteil bereits durch seine Gewinnung wenigstens anteilig eine Fraktionierung aufweist, die für Zwecke der Weiterverarbeitung regelmäßig relevant ist, so kann der Nutzmineralstrom zunächst auch über eine geeignete und bekannte mechanische Siebvorrichtung geleitet werden, wie ein Walzenrostsieb, einen Gittersiebrost, eine Siebtrommel und dergleichen. Während die gewonnene Fraktionierung der wirtschaftlichen Weiterverwendung zugeführt wird, wird der Überlauf im weiteren über ein Band einer Detektierungseinrichtung zugeführt, wie bereits beschrieben. Das bereits beschriebene Verfahren zur Fremdkörper detektierung wird ausschließlich dafür im weiteren nur auf den Teil des Nutzmi neralstromes angewandt, der als Siebüberlauf vom Nutzmineralhauptstrom ab getrennt ist. Sinnvoll anwendbar ist diese Kombination beispielsweise in sol chen Fällen, in denen bei der Gewinnung von Kohle bereits naturgemäß eine Kohle von relativ feinkörniger Struktur vorliegt.

Letztlich ist es möglich, mittels des Verfahrens und der Einrichtung zur Detek tierung die ermittelten Werte für die Dichte, den Anteil an Nutzmineral und den Anteil an Fremdkörpern sowie die definierten Geschwindigkeitsverhältnisse pro Zeiteinheit über die Auswerteeinheit zur kontinuierlichen vom Zeitverlauf ab hängigen Gewichtsermittlung und damit die erfindungsgemäße Einrichtung als kontinuierlich arbeitende Bandwaage zu benutzen.

Ebenso kann eine Kombination von Einrichtungen der beschriebenen Art aus gebildet sein, indem zunächst eine mechanische Siebeinrichtung, die nur den Überlauf der Detektierung zuführt und dann im abgezweigten Strom nochmals schnell arbeitende Umlenkeinrichtung aufweist, eingesetzt ist. Gleichermaßen ist es möglich, zunächst den Nutzmineralstrom über Um- oder Auslenkeinrich tungen zu führen, denen dann eine mechanische Siebeinrichtung oder derglei chen Trenneinrichtung nachgeordnet ist, um den Anteil an abgeführtem Nutz mineral weiter zu reduzieren.

Es ist selbstverständlich, daß Strahlungsquelle und Detektor über eine lösbare Befestigungsvorrichtung so ausgebildet sind, daß sie höhenverstellbar und um den Befestigungspunkt schwenkbar angeordnet sind.

Die Erfindung soll im folgenden an 2 Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 die grundsätzliche Ausbildung einer Detektiereinrichtung im Zu sammenhang mit einer einstufigen Fremdkörperseparation,

Fig. 2 die beispielhafte prinzipielle Ausführung einer mehrstufigen Aus bildung einer Fremdkörperseparierung im Zusammenhang mit einer Siebeinrichtung.

Ausführungsbeispiel 1:

Auf einer als Förderband ausgebildeten Fördereinrichtung 1 von 900 mm Breite wird Nutzmineral 2 mit einem eingelagerten Fremdkörper 3 transportiert. Unter dem Obertrum der Fördereinrichtung 1 und oberhalb des Untertrums befindet sich ein Strahlencontainer 4, der drei Gamma-Strahlenquellen 5 hoher Energie aufweist. Über dem Obertrum der Fördereinrichtung 1 sind drei Detektoren 7 angeordnet. Diese sind so eingerichtet, daß die Strahlen jeder einzelnen der Gamma-Strahlenquellen 5 exakt auf das Strahleneintrittsfenster des jeweils ge genüberliegenden Detektors 7 gerichtet sind, sodaß sich ein Quasi-Meßkanal ergibt.

Die Anzahl der Gamma-Strahlenquellen 5 und der zugehörigen Detektoren 7 und deren Abstand "a" zueinander ist so gewählt, daß dadurch die geringste Breite "s" eines zu detektierenden Fremdkörpers 3 gerade noch erfaßt wird und bestimmbar ist. Gleichzeitig sind die Detektoren 7 höhenmäßig so angeordnet, daß sie einen Sicherheitsabstand zur größtmöglichen Beladungshöhe der als Förderband ausgebildeten Fördereinrichtung 1 aufweisen. Die von jedem De tektor 7 ermittelte Gamma-Strahlung ist in Abhängigkeit von der Flächenmasse des Nutzminerales unterschiedlich geschwächt.

In jeden Detektor 7 ist ein mittels Laser arbeitender Sensor 6 zusätzlich inte griert, der wie alle anderen Sensoren 6 als Echolotsonde ausgebildet ist. Diese Sensoren 7 ermitteln die Schütthöhe des auf der Födereinrichtung befindlichen und dort in der Breite verteilten Nutzminerals. Detektor 7 und Sensoren 6 ar beiten in einem übereinstimmenden Zeittakt und sind elektrisch/elektronisch mit einer Auswerteeinheit 8 verbunden, der die durch den Vergleich mit Normalen abgeglichenen und damit korrigierten Werte übermittelt werden. Diese Auswer teeinheit 8 errechnet aus den übermittelten Werten in jedem Zeittakt die Schütt dichte und vergleicht diese mit einem frei wählbaren oder automatisch von der mittleren Schüttdichte auf der Fördereinrichtung 1 geführten Dichteschwellwert.

Des weiteren verfügt die Auswerteeinheit 8 über Rechenfunktionen und Schnitt stellen zur Ausgabe von Alarmsignalen 19 und Steuersignalen zur Betätigung von nachfolgenden Umlenkvorrichtungen 9.

Zur optimalen Anpassung des Meßverfahrens an die Anwendungsbedingungen wird die Länge der Kurzzeitmeßtakte "B" in Abhängigkeit von der Bandge schwindigkeit und von der Größe des kleinsten zu detektierenden Fremdkör pers 3 so eingestellt, daß während jeden Meßtaktes Bandlängssegmente der als Förderband ausgebildeten Fördereinrichtung 1 erfaßt werden, die der Län ge eines kleinsten zu detektierenden Fremdkörpers 3 entsprechen.

Über die ermitttelten Werte von Breite und Länge eines detektierten Fremdkör pers 3 lassen sich auch seine Abmessungen in allen drei Dimensionen nahezu genau ermitteln und Schlußfolgerungen zu seiner Gestalt korrelieren.

Der Dichteschwellwert als Basiswert wird in Abhängigkeit von der Dichte des Nutzmineralstromes für die Identifizierung eines Fremdkörpers 3 vorgewählt und als Zahlenwert in die Auswerteeinheit 8 eingegeben. Wird dieser Wert überschritten, ist der Fremdkörper 3 in dem zum Meßtakt gehörenden Band segment des Förderbandes 1 detektiert.

Dem Förderband 1 nachgeschalten ist in Fig. 1 eine mechanische Umlenkvor richtung 9, mit deren Hilfe der Nutzmineralstrom über ein von der Auswerteein heit 8 übermitteltes Signal hin kurzzeitig umgelenkt wird und für die Zeit, die für das Passieren durch den Fremdkörper 3 ermittelt wurde, den Nutzmineralstrom auslenkt und den Fremdkörper 3 damit eliminiert. Im konkreten Fall ist diese Umlenkvorrichtung 9 eine schnell bewegliche hydraulisch betätigte Klappe.

Ausführungsbeispiel 2:

In der Darstellung in Fig. 2 wird vom Grundsatz her das bereits beschriebene Meßverfahren weiterhin angewandt.

Beim Transport einer kleinstückigen Braunkohle ist die zugehörige Einrichtung jedoch so aufgebaut, daß der Nutzmineralstrom über eine als Walzenrostsieb ausgebildete mechanische Siebeinrichtung 10 mit verstellbarer Siebweite ge leitet wird. Hier wird zunächst eine Fraktionierung abgeschieden, die bereits ohne weiteres über das Bunkerband 13 einer wirtschaftlichen Verwendung zu geführt wird. Die Meßanordnung zur Fremdkörperdetektierung und -entfernung wird nur auf den Teil des Nutzmineralstromes angewandt, der als Überlauf das Walzenrostsieb 10 verläßt. Die Fremdkörperdetektierung und -entfernung er folgt in parallelliegenden und hintereinanderfolgenden Stufen 11.1/2 und 12.1/2. Die Auslenkvorrichtungen 14 verfügen an der Seite des Austrags der abgeschiedenen Fremdkörper über Übergabestellen mit Speichereffekt 15, oftmals auch mit dem Begriff Speicherschurre bezeichnet. Infolgedessen wer den die Distanzen zwischen zwei in der ersten Stufe ausgeschiedenen Fremd körpern 3 größer und der Schüttgutverlust wird in der zweiten Stufe deutlich verringert. Der Füllstand des in den Übergabestellen mit Speichereffekt 15 be findlichen Schüttgutes und Fremdkörpern 3 wird mit geeigneten bekannten Ni veaustandsmeßtechniken kontrolliert und durch geregelten Mengenabzug mit tels geeigneter und bekannter Dosiereinrichtungen 16 konstant gehalten. Das nicht von Fremdkörpern 3 umgebene Nutzmineral der ersten und zweiten Stufe der Fremdkörperdetektierung und -entfernung wird dem Nutzmineralhauptstrom mittels der Zuführungsbänder 17 wieder zugeführt. Die entfernten Fremdkörper gelangen zusammen mit einer stark reduzierten Nutzmineralmenge, die als Verlust abgeht, über die Abführungsbänder 18 zur Fremdkörperdeponie.

Bezugszeichenliste

1

Fördereinrichtung

2

Nutzmineral

3

Fremdkörper

4

Strahlencontainer

5

Gamma-Strahlenquelle

6

Sensoren

7

Detektoren

8

Auswerteeinheit

9

Umlenkvorrichtung

10

mechanische Siebeinrichtung

10

11.1/2

Detektierungsstufen

12.1/2

13

Bunkerband

14

Auslenkvorrichtung

15

Übergabestelle mit Speichereffekt

16

Dosiereinrichtung

17

Zuführungsband

18

Abführungsband

19

Alarmsignal

Claims

1. Verfahren zur On-line-Detektierung von mineralischen Fremdkörpern in Nutzmineralströmen und deren Separation während ihres Transportes auf Fördereinrichtungen (1), indem sie einer außerhalb der Haupttransport richtung des Nutzmineralstromes befindlichen Zusatzeinrichtung in Form einer Fremdkörperdeponie oder dergleichen Lagereinrichtung zugeführt werden, indem

1. die Messung der Schüttdichte von Nutzmineralströmen während ihres Transportes auf Fördereinrichtungen (1), auf der Grundlage der radiometrischen Messung der Flächenmasse unter Ausnutzung der Absorption harter Gamma-Strahlung in Kombination mit der Mes sung der Schütthöhe mittels Echolot-Verfahren oder mechanischer Abtastmeßverfahren erfolgt,
2. die Messung der Flächenmasse und der Schütthöhe des zu trans portierenden Nutzmineralstromes
3. synchron und
4. in Kurzzeittakten erfolgen,
5. die von den Sensoren (6) abgegebenen Meßsignale sowie parallel dazu der Wert der Schüttdichte aus der Division der Flächenmasse durch die Schütthöhe
6. einer Auswerteeinheit (8) aufgegeben werden und
7. dort als Basiswert zur Steuerung aller weiteren Bewegungsabläufe zur Verfügung gestellt sind,
8. im weiteren der gemessene Wert der Schüttdichte jeden Taktes
9. mit einem fest einstellbaren, repräsentativen Mittelwert des Nutzmi neralstromes oder
10. von der Meßeinrichtung selbst durch gleitende Integration ermittelten und so ständig geführten Mittelwertes entsprechend dem Dichte schwellwert verglichen wird,
11. dieser Abgleich ständig erfolgt und eine Überschreitung dieses Dich teschwellwertes als Signal zur Verfügung steht und
12. eine Beseitigung mitgeführter Fremdkörper (3) auslöst, im weiteren dadurch
13. mindestens eine schnell bewegliche bekannte mechanische Um- oder Auslenkvorrichtung (9; 14) zur Teilung des Nutzmineralstromes so angesteuert wird, daß
14. der mit einem Fremdkörper belastete Nutzmineralstrom aus dem Schüttguthauptstrom diese Um- oder Auslenkvorrichtung (9; 14) überläuft und
15. diese den Teil des Nutzmineralstromes, der der Längenausdehnung eines mitgeführten Fremdkörpers (3) entspricht, separiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die

1. Länge des Kurzzeitmeßtaktes dem kleinsten zu detektierenden Fremdkörper und
2. der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung (1) in der Weise im Ver hältnis zueinander so angepaßt sind, daß
3. während eines Meßtaktes ein Abschnitt der Fördereinrichtung (1) von der Länge des kleinsten zu detektierenden Fremdkörpers erfaßt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem

1. die Aufteilung des Nutzmineralstromes in mehrere parallele Förder ströme erfolgt,
2. in diesen parallelen Förderströmen wiederum eine Detektierung mit den Merkmalen des Anspruches 1 durchgeführt wird und
3. mehrere Stufen der Fremdkörperdetektierung und -entfernung in Reihenanordnung und
4. bezogen auf den zeitlichen Verlauf in Reihen zueinander parallellau fenden Untersuchungen zu einer Minimierung des Nutzmineralver lustes führen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem

1. der der Ansteuerung weiterer Um- oder Auslenkeinrichtungen (9; 14) dienende Dichteschwellwert von dem des Nutzmineralhauptstromes abweicht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem

1. die der Ansteuerung weiterer Um- oder Auslenkeinrichtungen (9; 14) dienenden Dichteschwellwerte zueinander unterschiedlich sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem

1. die Auswerteeinheit (8) aus den zur Verfügung stehenden Werten bezogen auf eine Zeiteinheit das Gewicht der transportierten Nutzmi neralmengen anzeigt,
2. indem zunächst der Zusammenhang
m = A × p × v
berechnet wird,
3. wobei
A = f(H) der Profilquerschnittsfläche des Nutzminerales als Funktion der oder mehrerer Schütthöhen "H",
4. p die gemessene Schüttdichte und
5. v die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung (1) sind.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur On-line-Messung der Schüttdichte von Nutzmineralströmen auf einer Fördereinrichtung (1) zur Kombination der radiometrischen Flächen massenbestimmung und der Schütthöhenmessung mittels Echolot- und/oder mechanischer Tastverfahren in synchroner Kurzzeittaktung, bei der

1. unter dem Obertrum der Fördereinrichtung (1) ein Strahlencontainer (4) mit harter Gamma-Strahlenquelle (5) angeordnet ist,
2. der Gamma-Strahlenquelle (5) über dem Obertrum der Förderein richtung (1) gegenüberliegend ein Detektor (7)
3. mit einem radiometrischen
4. und mindestens einem weiteren nach dem Echolotprinzip arbeiten den Sensor (6) zugeordnet sind und
5. der Detektor (7) und der Sensor (6) elektrisch/elektronisch mit einer Auswerteeinheit (8) verbunden sind,
6. diese Auswerteeinheit mittels bekannter Wirkprinzipien mit der Betä tigungseinheit einer den Nutzmineralstrom teilenden und
7. in Transportrichtung der Gamma-Strahlenquelle (5) nachfolgend an geordneten Um- oder Auslenkvorrichtung (9, 14) und
8. auf diese einwirkend angeordnet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, bei der

1. in Abhängigkeit von der Bandbreite mehrere Gamma-Strahlen quellen (5)
2. und dazugehörige Detektoren (7) und Sensoren (6) vorhanden sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der

1. in Transportrichtung vor Gamma-Strahlenquelle (5) und Um- oder Auslenkvorrichtung (9; 14) eine mechanische Siebeinrichtung (10) angeordnet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der

1. in den entstandenen Teilströmen mindestens eine weitere Um- oder Auslenkeinrichtung (9; 14) angeordnet ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der

1. der ersten Um- oder Auslenkeinrichtung (9; 14) nachfolgend in je dem der entstandenen Teilströme mindestens eine weitere Um- oder Auslenkeinrichtung (9; 14) angeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei der

1. die Auswerteeinheit (8) mit der Betätigungseinheit einer den Nutz mineralstrom teilenden Um- oder Auslenkeinrichtung (9; 14) elek trisch/elektronisch verbunden ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei der

1. die Auswerteeinheit (8) mit der Betätigungseinheit einer den Nutzmi neralstrom teilenden Um- oder Auslenkeinrichtung (9; 14) pneuma tisch verbunden ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei der

1. die Auswerteeinheit (8) mit der Betätigungseinheit einer den Nutzmi neralstrom teilenden Um- oder Auslenkeinrichtung (9; 14) hydrau lisch verbunden ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, bei der

- die Um- oder Auslenkeinrichtung (9; 14) eine klappenförmige mecha nische Vorrichtung ist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, bei der

1. die Um- oder Auslenkeinrichtung (9; 14) eine rostförmige mechani sche Vorrichtung ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, bei der

1. die Um- oder Auslenkeinrichtung (9; 14) eine gabelförmige mechani sche Vorrichtung ist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, bei der

1. die Um- oder Auslenkeinrichtung (9; 14) eine stößelförmige mechani sche Vorrichtung ist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der

1. mehrere Um- oder Auslenkeinrichtungen (9; 14) nach einem der Wirkprinzipien der Ansprüche 15 bis 18 arbeitend ausgebildet sind.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der

1. mehrere Um- oder Auslenkeinrichtungen (9; 14) nach unterschiedli chen Wirkprinzipien der Ansprüche 15 bis 18 arbeitend ausgebildet sind.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 20 bei der

1. Gamma-Strahlenquelle (5) und Detektor (7) über eine lösbare Befe stigungsvorrichtung dergestalt verfügen, daß diese
2. höhenverstellbar und
3. um den Befestigungspunkt schwenkbar ausgebildet ist.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 21, bei der

1. zwischen Strahlencontainer (4) und Fördereinrichtung (1) eine lösba re Befestigungsvorrichtung zur
2. Höhenverstellbarkeit und
3. Schwenkbarkeit des Strahlencontainers (4) angeordnet ist.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 22, bei der

1. die Kurzzeittakte gleich oder größer 20 ms betragen.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 23, bei der

1. einer Anordnung mehrerer Um- oder Auslenkvorrichtungen (9; 14) in Reihe der jeweils vorhergelagerten letzten ausgangsseitig eine Über gabestelle mit Speichereffekt (15) zugeordnet ist.

25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 24, bei der

1. bei einer Anordnung mehrerer Um- oder Auslenkvorrichtungen (9; 14) in Reihe
2. diese ausgangsseitig Übergabestellen mit Speichereffekt (15) auf weisen.

26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 24 oder 25, bei der

1. die Übergabestellen mit Speichereffekt (15) über
2. Dosiereinrichtungen (16) zum geregelten Mengenabzug verfügen.