矿用溜井料位自动测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用溜井料位自动测量系统，包括：电动线缆绞车支架、电动线缆绞车、编码器、主控器、定位器支架、放线定位器，以及可拆卸的测距传感器或视频探头；所述电动线缆绞车通过电动线缆绞车支架固定在溜井顶部的顶板上，所述电动线缆绞车分别连接编码器与主控器；所述编码器上安装有定位器支架，该定位器支架的末端安装有放线定位器；所述放线定位器通过一定长度的线缆连接一可拆卸的测距传感器或视频探头。该系统不受粉尘/水汽弥散、附着的影响，尤其是在井口有格栅的情况下，仍能有效测量，而且能够实现一定程度上的自动化，提高矿山作业效率。
【专利说明】
矿用溜井料位自动测量系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及矿山应用技术领域，尤其涉及一种矿用溜井料位自动测量系统。
【背景技术】
[0002]非煤矿山地下开采需要将不同开采水平爆破开采的矿石通过溜井下放到出矿水平，再由出矿水平通过提升机等提升到地表。溜井一般连接为两个或几个阶段作为溜放矿岩的垂直或倾斜的井筒，用在矿山开采中，溜井也可以说是天井。由于低下矿山大多很高开采深度很深，矿石运送频繁，为提高运送效率节约成本，会在由上至下打通一个类似竖井的管道，底部有V形聚矿槽或漏斗，由上至下直接倾倒矿石，矿石由聚矿槽或漏斗出口落到出矿水平，矿石放下来后由铲运机铲运到竖井提矿箕斗、有轨/无轨(电)机车、运矿卡车等运送到地表。溜井一方面可以提高运送效率，另一方面，由于是直接垂直倾倒(垂直溜井情况下)，利用高度，可以起到一定的粉碎矿石作用。
[0003]天井(包括溜井)主要用于溜矿、行人、运料、通风、充填、探矿等(见矿山井巷)。断面为圆形(直径一般为1.2?2m)，方形或矩形(断面为1.5mX 1.5m?2.5mX2.5m)，高度一般十几到几十米，最高达上百米。
[0004]随着矿山生产自动化技术的进步，矿山生产中对溜井料位自动测量的需求越来越多，现有的方案以雷达物位计、激光测距仪等非接触式测量为主，需要解决的难题包括:1、溜井深度较深，需要有足够量程的传感器;2、放矿时会产生大量粉尘、水汽等，弥散在溜井的空气中，影响传感器测量的量程和精度;3、溜井井筒为长管状结构，非接触式传感器的雷达波或激光束等需要有很小的散射角，否则雷达波或激光束击中溜井侧壁影响测量精度或根本无法测量。以雷达物位计为例，在溜井上方安装对准溜井的雷达物位计，通过雷达微波击中溜井底部堆落的矿石反射回来的微波测距，借此反算溜井料位的深度，雷达微波频率范围为5.8GHz?26GHz，具有绕射抗粉尘效果好的优点，但一般采用4”喇叭天线的26GHz雷达的典型波束角为8°，而5.SGHz的典型波束角为17°，以直径2米的溜井、采用4”喇叭天线的26GHz雷达为例计算，其雷达波不击中溜井侧壁即有效测量段深度最大仅为14.3米，这对传感器测距值产生了影响，一般较深的溜井如不采取辅助措施，采用雷达物位计测量难度较大;对于激光测距仪做溜井料位测量，其优点是测距远且散射角很小，精度高，缺点是激光穿过粉尘能力差，且激光镜头容易附着水汽和粉尘，影响测量，在溜井环境下使用，适用性和可靠性较差，需要人工不断干预测量(清洗镜头、通风除尘等)，目前在矿山使用较少，少量在用的系统使用效果欠佳，无法满足矿山高效生产的需求。
[0005]更麻烦的是，部分矿山生产时为防止爆破产生的大块矿石下放堵塞溜井出口的聚矿槽或漏斗，在溜井的倒矿口(溜井顶口)上盖一个格栅，大块矿石会被格栅卡住无法下放，在溜井口取回被卡大块矿石经二次破碎后再次下放。但这种情况下格栅会对雷达物位计的雷达波造成遮挡，测量无法进行;虽然激光测距仪的激光束可以穿过格栅孔洞，但其仍存在没有格栅情况下那种抗粉尘效果差等问题，无法有效测量。
[0006]另外，市场上还有导波式的物位测量方案，是利用导向微波雷达技术提供连续的非机械物位测量，通过电磁波在鞭状导波介质中传播，接触物料表面后，反射电磁波，计算电磁波传输长度来计算料位;还有一种重锤式方案，是利用牵引线挂一个重锤下放到物料表面，计量牵引线下放长度确定物位的。这两种方案在溜井料位测量中应用存在的问题包括:都需要在末端设置一个重锤，且测量时重锤需要接触物料表面，在矿石堆使用时，可能被矿石缝隙卡住而提不上来，这制约了其在溜井料位测量中的使用。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种矿用溜井料位自动测量系统，不受粉尘/水汽弥散、附着的影响，尤其是在井口有格栅的情况下，仍能有效测量，而且能够实现一定程度上的自动化，提高矿山作业效率。
[0008]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0009]一种矿用溜井料位自动测量系统，包括:电动线缆绞车支架、电动线缆绞车、编码器、主控器、定位器支架、放线定位器，以及可拆卸的测距传感器或视频探头；
[0010]所述电动线缆绞车通过电动线缆绞车支架固定在溜井顶部的顶板上，所述电动线缆绞车分别连接编码器与主控器;所述编码器上安装有定位器支架，该定位器支架的末端安装有放线定位器;所述放线定位器通过一定长度的线缆连接一可拆卸的测距传感器或视频探头。
[0011]进一步，该系统还包括:远程上位机与视频监控探头；
[0012]所述视频监控探头安装在溜井顶部的顶板上，并对准放矿口位置；
[0013]所述远程上位机通过线缆与所述主控器连接。
[0014]由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，该系统不受溜井深度影响，不受粉尘/水汽弥散、附着的影响，即使在井口有格栅的情况下，仍能有效测量溜井内料位的深度。本方案充分考虑并结合矿山生产工艺，能够在上述其他方案无法测量的情况下进行有效测量作业，而且能够实现一定程度上的自动化测量，大幅提高矿山放矿溜井料位测量作业效率。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0016]图1为本实用新型实施例提供的一种矿用溜井料位自动测量系统。
【具体实施方式】
[0017]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0018]图1为本实用新型实施例提供的一种矿用溜井料位自动测量系统。如图1所示，其主要包括:电动线缆绞车支架、电动线缆绞车、编码器、主控器、定位器支架、放线定位器，以及可拆卸的测距传感器或视频探头；
[0019]所述电动线缆绞车通过电动线缆绞车支架固定在溜井顶部的顶板上，所述电动线缆绞车分别连接编码器与主控器;所述编码器上安装有定位器支架，该定位器支架的末端安装有放线定位器;所述放线定位器通过一定长度的线缆连接一可拆卸的测距传感器或视频探头。
[0020]可选的，该系统还包括:远程上位机与视频监控探头；
[0021]所述视频监控探头安装在溜井顶部的顶板上，并对准放矿口位置；
[0022]所述远程上位机通过线缆与所述主控器连接。
[0023]本实用新型提供的矿用溜井料位自动测量系统的原理如下:在溜井顶部的顶板安装一个电动线缆绞车，电动线缆绞车连有编码器与主控制器，能够控制放线速度并计量线缆下放长度，所述编码器上安装有定位器支架，该定位器支架的末端安装有放线定位器，所述放线定位器通过一定长度的线缆连接一可拆卸的测距传感器或视频探头。如果线缆连接一可拆卸的测距传感器(小型、短量程、具有高采样频率)，则当放矿结束后，人工现场/远程在线控制绞车将测距传感器连同线缆以一定速度下放，测距传感器下放的位置有下放定位器，使得测距传感器能够从格栅的孔洞中间穿过并继续下放，下放过程中，主控制器会不停高频侦测测距传感器测量的物位信号，但由于所连接的测距传感器是一个短量程的高频采样测距传感器，未接近溜井底部堆料位置一定范围(测距传感器的最大量程)之前，测距传感器无输出信号或输出超量程指示信号，但下放到溜井底部堆料位置一定范围(测距传感器的最大量程)之内后(如3米)，测距传感器能够迅速返回测距信号，主控制器迅速反应并降低放线速度，直到放到测距传感器返回预设固定阈值时(如I米)，停止放线，此时主控制器上也已测得放线长度计量值，主控制器按照预设算法自动计算料位深度并在系统本地显示屏上(或者远程上位机)直观显示，直接指导矿山生产。
[0024]矿用溜井料位自动测量系统可设置为现场人工操作或远程控制操作两种模式，当设置为现场人工操作模式时，由现场操作人员根据生产现场情况进行测量作业操作，当设置为远程控制操作模式时，远程操作员操作远远程上位机，使用安装在顶板上对准放矿口位置的一个视频监控探头，能够在上位机软件上远程观察到放矿情况和溜井料位自动测量系统的工作情况，根据视频显示的现场作业情况选择溜井料位测量作业时机，并远程控制矿用溜井料位自动测量系统的下放或回收测距传感器，远程上位机上可显示并记录料位测量数据、溜井口监控视频等信息。使用远程控制操作模式需要矿山远程通信线路及设备的支持，可以参考现有技术，此处不再赘述。测量结束后，可由本地人工控制或远程自动控制将线缆及测距传感器收回，等待下次测量。
[0025]如果线缆连接视频探头，则可以在测量的同时对井内部情况的视频探查，所述线缆的接口和线缆均有考虑视频传输的兼容性。
[0026]本实施所提供的系统不受溜井深度影响，不受粉尘/水汽弥散、附着的影响，即使在井口有格栅的情况下，仍能有效测量溜井内料位的深度。本方案充分考虑并结合矿山生产工艺，能够在上述其他方案无法测量的情况下进行有效测量作业，而且能够实现一定程度上的自动化测量，大幅提高矿山放矿溜井料位测量作业效率。
[0027]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种矿用溜井料位自动测量系统，其特征在于，包括:电动线缆绞车支架、电动线缆绞车、编码器、主控器、定位器支架、放线定位器，以及可拆卸的测距传感器或视频探头； 所述电动线缆绞车通过电动线缆绞车支架固定在溜井顶部的顶板上，所述电动线缆绞车分别连接编码器与主控器;所述编码器上安装有定位器支架，该定位器支架的末端安装有放线定位器;所述放线定位器通过一定长度的线缆连接一可拆卸的测距传感器或视频探头。2.根据权利要求1所述的一种矿用溜井料位自动测量系统，其特征在于，该系统还包括:远程上位机与视频监控探头； 所述视频监控探头安装在溜井顶部的顶板上，并对准放矿口位置； 所述远程上位机通过线缆与所述主控器连接。
【文档编号】G01F23/04GK205593600SQ201620320727
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】王利岗, 张达, 刘建东, 张元生, 牛铸, 蒋治超
【申请人】北京矿冶研究总院