礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)，包括：電動線纜絞車支架、電動線纜絞車、編碼器、主控器、定位器支架、放線定位器，以及可拆卸的測距傳感器或視頻探頭；所述電動線纜絞車通過電動線纜絞車支架固定在溜井頂部的頂板上，所述電動線纜絞車分別連接編碼器與主控器；所述編碼器上安裝有定位器支架，該定位器支架的末端安裝有放線定位器；所述放線定位器通過一定長度的線纜連接一可拆卸的測距傳感器或視頻探頭。該系統(tǒng)不受粉塵/水汽彌散、附著的影響，尤其是在井口有格柵的情況下，仍能有效測量，而且能夠實現一定程度上的自動化，提高礦山作業(yè)效率。
【專利說明】
礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及礦山應用技術領域，尤其涉及一種礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]非煤礦山地下開采需要將不同開采水平爆破開采的礦石通過溜井下放到出礦水平，再由出礦水平通過提升機等提升到地表。溜井一般連接為兩個或幾個階段作為溜放礦巖的垂直或傾斜的井筒，用在礦山開采中，溜井也可以說是天井。由于低下礦山大多很高開采深度很深，礦石運送頻繁，為提高運送效率節(jié)約成本，會在由上至下打通一個類似豎井的管道，底部有V形聚礦槽或漏斗，由上至下直接傾倒礦石，礦石由聚礦槽或漏斗出口落到出礦水平，礦石放下來后由鏟運機鏟運到豎井提礦箕斗、有軌/無軌(電)機車、運礦卡車等運送到地表。溜井一方面可以提高運送效率，另一方面，由于是直接垂直傾倒(垂直溜井情況下)，利用高度，可以起到一定的粉碎礦石作用。
[0003]天井(包括溜井)主要用于溜礦、行人、運料、通風、充填、探礦等(見礦山井巷)。斷面為圓形(直徑一般為1.2?2m)，方形或矩形(斷面為1.5mX 1.5m?2.5mX2.5m)，高度一般十幾到幾十米，最高達上百米。
[0004]隨著礦山生產自動化技術的進步，礦山生產中對溜井料位自動測量的需求越來越多，現有的方案以雷達物位計、激光測距儀等非接觸式測量為主，需要解決的難題包括:1、溜井深度較深，需要有足夠量程的傳感器;2、放礦時會產生大量粉塵、水汽等，彌散在溜井的空氣中，影響傳感器測量的量程和精度;3、溜井井筒為長管狀結構，非接觸式傳感器的雷達波或激光束等需要有很小的散射角，否則雷達波或激光束擊中溜井側壁影響測量精度或根本無法測量。以雷達物位計為例，在溜井上方安裝對準溜井的雷達物位計，通過雷達微波擊中溜井底部堆落的礦石反射回來的微波測距，借此反算溜井料位的深度，雷達微波頻率范圍為5.8GHz?26GHz，具有繞射抗粉塵效果好的優(yōu)點，但一般采用4”喇叭天線的26GHz雷達的典型波束角為8°，而5.SGHz的典型波束角為17°，以直徑2米的溜井、采用4”喇叭天線的26GHz雷達為例計算，其雷達波不擊中溜井側壁即有效測量段深度最大僅為14.3米，這對傳感器測距值產生了影響，一般較深的溜井如不采取輔助措施，采用雷達物位計測量難度較大;對于激光測距儀做溜井料位測量，其優(yōu)點是測距遠且散射角很小，精度高，缺點是激光穿過粉塵能力差，且激光鏡頭容易附著水汽和粉塵，影響測量，在溜井環(huán)境下使用，適用性和可靠性較差，需要人工不斷干預測量(清洗鏡頭、通風除塵等)，目前在礦山使用較少，少量在用的系統(tǒng)使用效果欠佳，無法滿足礦山高效生產的需求。
[0005]更麻煩的是，部分礦山生產時為防止爆破產生的大塊礦石下放堵塞溜井出口的聚礦槽或漏斗，在溜井的倒礦口(溜井頂口)上蓋一個格柵，大塊礦石會被格柵卡住無法下放，在溜井口取回被卡大塊礦石經二次破碎后再次下放。但這種情況下格柵會對雷達物位計的雷達波造成遮擋，測量無法進行;雖然激光測距儀的激光束可以穿過格柵孔洞，但其仍存在沒有格柵情況下那種抗粉塵效果差等問題，無法有效測量。
[0006]另外，市場上還有導波式的物位測量方案，是利用導向微波雷達技術提供連續(xù)的非機械物位測量，通過電磁波在鞭狀導波介質中傳播，接觸物料表面后，反射電磁波，計算電磁波傳輸長度來計算料位;還有一種重錘式方案，是利用牽引線掛一個重錘下放到物料表面，計量牽引線下放長度確定物位的。這兩種方案在溜井料位測量中應用存在的問題包括:都需要在末端設置一個重錘，且測量時重錘需要接觸物料表面，在礦石堆使用時，可能被礦石縫隙卡住而提不上來，這制約了其在溜井料位測量中的使用。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的是提供一種礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)，不受粉塵/水汽彌散、附著的影響，尤其是在井口有格柵的情況下，仍能有效測量，而且能夠實現一定程度上的自動化，提高礦山作業(yè)效率。
[0008]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0009]一種礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)，包括:電動線纜絞車支架、電動線纜絞車、編碼器、主控器、定位器支架、放線定位器，以及可拆卸的測距傳感器或視頻探頭；
[0010]所述電動線纜絞車通過電動線纜絞車支架固定在溜井頂部的頂板上，所述電動線纜絞車分別連接編碼器與主控器;所述編碼器上安裝有定位器支架，該定位器支架的末端安裝有放線定位器;所述放線定位器通過一定長度的線纜連接一可拆卸的測距傳感器或視頻探頭。
[0011]進一步，該系統(tǒng)還包括:遠程上位機與視頻監(jiān)控探頭；
[0012]所述視頻監(jiān)控探頭安裝在溜井頂部的頂板上，并對準放礦口位置；
[0013]所述遠程上位機通過線纜與所述主控器連接。
[0014]由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，該系統(tǒng)不受溜井深度影響，不受粉塵/水汽彌散、附著的影響，即使在井口有格柵的情況下，仍能有效測量溜井內料位的深度。本方案充分考慮并結合礦山生產工藝，能夠在上述其他方案無法測量的情況下進行有效測量作業(yè)，而且能夠實現一定程度上的自動化測量，大幅提高礦山放礦溜井料位測量作業(yè)效率。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0016]圖1為本實用新型實施例提供的一種礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0017]下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0018]圖1為本實用新型實施例提供的一種礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)。如圖1所示，其主要包括:電動線纜絞車支架、電動線纜絞車、編碼器、主控器、定位器支架、放線定位器，以及可拆卸的測距傳感器或視頻探頭；
[0019]所述電動線纜絞車通過電動線纜絞車支架固定在溜井頂部的頂板上，所述電動線纜絞車分別連接編碼器與主控器;所述編碼器上安裝有定位器支架，該定位器支架的末端安裝有放線定位器;所述放線定位器通過一定長度的線纜連接一可拆卸的測距傳感器或視頻探頭。
[0020]可選的，該系統(tǒng)還包括:遠程上位機與視頻監(jiān)控探頭；
[0021]所述視頻監(jiān)控探頭安裝在溜井頂部的頂板上，并對準放礦口位置；
[0022]所述遠程上位機通過線纜與所述主控器連接。
[0023]本實用新型提供的礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)的原理如下:在溜井頂部的頂板安裝一個電動線纜絞車，電動線纜絞車連有編碼器與主控制器，能夠控制放線速度并計量線纜下放長度，所述編碼器上安裝有定位器支架，該定位器支架的末端安裝有放線定位器，所述放線定位器通過一定長度的線纜連接一可拆卸的測距傳感器或視頻探頭。如果線纜連接一可拆卸的測距傳感器(小型、短量程、具有高采樣頻率)，則當放礦結束后，人工現場/遠程在線控制絞車將測距傳感器連同線纜以一定速度下放，測距傳感器下放的位置有下放定位器，使得測距傳感器能夠從格柵的孔洞中間穿過并繼續(xù)下放，下放過程中，主控制器會不停高頻偵測測距傳感器測量的物位信號，但由于所連接的測距傳感器是一個短量程的高頻采樣測距傳感器，未接近溜井底部堆料位置一定范圍(測距傳感器的最大量程)之前，測距傳感器無輸出信號或輸出超量程指示信號，但下放到溜井底部堆料位置一定范圍(測距傳感器的最大量程)之內后(如3米)，測距傳感器能夠迅速返回測距信號，主控制器迅速反應并降低放線速度，直到放到測距傳感器返回預設固定閾值時(如I米)，停止放線，此時主控制器上也已測得放線長度計量值，主控制器按照預設算法自動計算料位深度并在系統(tǒng)本地顯示屏上(或者遠程上位機)直觀顯示，直接指導礦山生產。
[0024]礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)可設置為現場人工操作或遠程控制操作兩種模式，當設置為現場人工操作模式時，由現場操作人員根據生產現場情況進行測量作業(yè)操作，當設置為遠程控制操作模式時，遠程操作員操作遠遠程上位機，使用安裝在頂板上對準放礦口位置的一個視頻監(jiān)控探頭，能夠在上位機軟件上遠程觀察到放礦情況和溜井料位自動測量系統(tǒng)的工作情況，根據視頻顯示的現場作業(yè)情況選擇溜井料位測量作業(yè)時機，并遠程控制礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)的下放或回收測距傳感器，遠程上位機上可顯示并記錄料位測量數據、溜井口監(jiān)控視頻等信息。使用遠程控制操作模式需要礦山遠程通信線路及設備的支持，可以參考現有技術，此處不再贅述。測量結束后，可由本地人工控制或遠程自動控制將線纜及測距傳感器收回，等待下次測量。
[0025]如果線纜連接視頻探頭，則可以在測量的同時對井內部情況的視頻探查，所述線纜的接口和線纜均有考慮視頻傳輸的兼容性。
[0026]本實施所提供的系統(tǒng)不受溜井深度影響，不受粉塵/水汽彌散、附著的影響，即使在井口有格柵的情況下，仍能有效測量溜井內料位的深度。本方案充分考慮并結合礦山生產工藝，能夠在上述其他方案無法測量的情況下進行有效測量作業(yè)，而且能夠實現一定程度上的自動化測量，大幅提高礦山放礦溜井料位測量作業(yè)效率。
[0027]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)，其特征在于，包括:電動線纜絞車支架、電動線纜絞車、編碼器、主控器、定位器支架、放線定位器，以及可拆卸的測距傳感器或視頻探頭； 所述電動線纜絞車通過電動線纜絞車支架固定在溜井頂部的頂板上，所述電動線纜絞車分別連接編碼器與主控器;所述編碼器上安裝有定位器支架，該定位器支架的末端安裝有放線定位器;所述放線定位器通過一定長度的線纜連接一可拆卸的測距傳感器或視頻探頭。2.根據權利要求1所述的一種礦用溜井料位自動測量系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括:遠程上位機與視頻監(jiān)控探頭； 所述視頻監(jiān)控探頭安裝在溜井頂部的頂板上，并對準放礦口位置； 所述遠程上位機通過線纜與所述主控器連接。
【文檔編號】G01F23/04GK205593600SQ201620320727
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】王利崗, 張達, 劉建東, 張元生, 牛鑄, 蔣治超
【申請人】北京礦冶研究總院