买专利,只认龙图腾
首页 专利交易 科技果 科技人才 科技服务 商标交易 会员权益 IP管家助手 需求市场 关于龙图腾
 /  免费注册
到顶部 到底部
清空 搜索

【发明授权】嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统与方法_华北理工大学_201910539539.7 

申请/专利权人:华北理工大学

申请日:2019-06-20

公开(公告)日:2020-11-06

公开(公告)号:CN110388230B

主分类号:E21F15/08(20060101)

分类号:E21F15/08(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.11.06#授权;2019.11.22#实质审查的生效;2019.10.29#公开

摘要:本发明公开了一种嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统与方法,其系统包括超声波测位计、压力盒传感器及去往充填采场充填管路,去往充填采场充填管路通过水管和料浆管控制阀分别与来自地表的主充填管路、来自地表的水管相连通,水管和料浆管控制阀设有料浆控制阀、水管控制阀,采场充填主控机分别通过数据线与超声波测位计、压力盒传感器、料浆控制阀、水管控制阀连接。其控制方法是对不同的充填采场分别进行充填及充填管路的清洗。本发明提高采场充填过程的自动化控制,弥补单一依据充填采场体积控制充填量的不足,实现充填采场无人值守、减少主观失误、提高充填工作效率。

主权项:1.一种嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统的控制方法,其中控制系统包括超声波测位计、压力盒传感器及去往充填采场充填管路,其特征在于:所述的超声波测位计设置在充填采场顶部,压力盒传感器固定靠近充填采场一侧的充填挡墙上;去往充填采场充填管路一端连接到充填采场,去往充填采场充填管路的另一端通过水管控制阀与来自地表的水管相连通且通过料浆控制阀与来自地表的主充填管路相连通;采场充填主控机分别通过数据线与超声波测位计、压力盒传感器、料浆控制阀、水管控制阀连接,采场充填主控机根据超声波测位计和压力盒传感器采集到的数据信息,向料浆控制阀和水管控制阀发送控制指令,同时采场充填主控机通过光纤与地表充填控制系统连接,进行信息互通和指令发送;其特征在于包含以下步骤:步骤一:准备好四个相邻的充填采场,对其中三个充填采场的所有出口用挡墙进行封堵,在制定位置布设压力盒传感器和超声波测位计;步骤二:在四个充填采场便利位置安装连接充填主管道和水管,并安装水管控制阀和料浆控制阀;步骤三:通过数据线连接采场充填主控机、超声波测位计、压力盒传感器、料浆控制阀和水管控制阀,通过光纤连接采场充填主控机和地表充填控制系统;步骤四:编程与嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统调试,依据采场总高度值和压力盒传感器布设位置,设计超声波测位计获取控制料浆控制阀参数;通过综合对比压力盒传感器和超声波测位计采集信息控制料浆控制阀开停;通过料浆控制阀到充填采场的距离设计水管控制阀参数;步骤五:嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统调试好后,地表充填系统开启制造设计标准的料浆,向采场充填主控机发出信号,开启去往充填采场一的料浆控制阀,充填一定时间后,收到来自充填采场一压力盒传感器和超声波测位计发出的阈值信息后,关闭去往充填采场一的料浆控制阀;开启水管控制阀对去往采场一的充填管支路清洗后关闭水管控制阀;开启去往充填采场二的料浆控制阀,进行充填采场二充填,充填一定时间后,收到来自充填采场二压力盒传感器和超声波测位计发出的阈值信息后,关闭去往充填采场二的料浆控制阀;开启水管控制阀对去往采场二的充填管支路清洗后关闭水管控制阀;开启往充填采场三的料浆控制阀,进行充填采场三充填,充填一定时间后,收到来自充填采场二压力盒传感器和超声波测位计发出的阈值信息后,关闭去往充填采场三的料浆控制阀;开启水管控制阀对去往采场三的充填管支路清洗后关闭去往充填采场三的水管控制阀;上述程序为三个充填采场的一个自动控制循环;然后按充填采场一到三依次自动控制开启和关闭水管控制阀和料浆控制阀进行采场充填,如有采场充填完毕后跳过此采场,当三个采场全部充填完毕后,开启主充填管路上的料浆控制阀及主充填管路上的水管控制阀,对来自地表的主充填管路进行清洗,清洗排弃物排到临时充填采场。

全文数据:嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统与方法技术领域本发明涉及采矿技术,确切地说是一种嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统与方法。背景技术阶段空场嗣后充填采矿法是充填法与空场法的有机结合,是高效安全采矿方法的典范。在国内外金属矿山获得了广泛应用,代表了大规模高效绿色采矿地发展方向金属矿山的高效智能采矿技术与装备改造传统矿业得到了快速发展,特别是在充填采矿方面,地表充填系统自动化控制已经成熟。但是井下采场充填的自动化管理,目前主要是通过获取充填采场的体积数据,换算充填料浆的体积和时间进行控制。进行采场的料浆由于渗透和沉降原因,很难对充填料浆进行准确量化,特别是充填过挡墙阶段,需要专人看守,增加了劳动成本。发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统与方法,该系统与方法在原有地表充填系统自动化管理的基础上,提高采场充填过程的自动化控制,弥补单一依据充填采场体积控制充填量的不足,实现充填采场无人值守、减少主观失误、提高充填工作效率。为解决上述技术问题,本发明采用如下技术手段:一种嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统,包括超声波测位计、压力盒传感器及去往充填采场充填管路,其特征在于:所述的超声波测位计设置在充填采场顶部,压力盒传感器固定靠近充填采场一侧的充填挡墙上;去往充填采场充填管路一端连接到充填采场,去往充填采场充填管路的另一端通过水管和料浆管控制阀分别与来自地表的主充填管路、来自地表的水管相连通,水管和料浆管控制阀设有料浆控制阀、水管控制阀,采场充填主控机分别通过数据线与超声波测位计、压力盒传感器、料浆控制阀、水管控制阀连接,采场充填主控机根据超声波测位计和压力盒传感器采集到的数据信息,向料浆控制阀和水管控制阀发送控制指令,同时采场充填主控机通过光纤与地表充填控制系统连接,进行信息互通和指令发送。与现有技术相比,其突出的特点是:在原有地表充填系统自动化管理的基础上,提高采场充填过程的自动化控制,弥补单一依据充填采场体积控制充填量的不足,实现充填采场无人值守、减少主观失误、提高充填工作效率。进一步的优选技术方案如下:所述的3-5个充填采场组合成一个控制单元,充填采场交替进行充填。充填采场在充填挡墙阶段需要有料浆固结时间段,为了提高充填效率,将三个充填采场组合成一个控制单元,进行交替进行。所述的超声波传感器3布设在充填采场1顶部的能捕捉到采场底部信息处;压力盒传感器以挡墙底板标高基准,以充填挡墙承受一次充填料浆安全高度的间距进行安装固定,超过充填挡墙高度后,不在布设压力盒传感器。所述的控制单元设有3个充填采场,1个临时充填采场,来自地表的主充填管路分为4个分路充填管分别去往3个充填采场、1个临时充填采场;每个分路充填管分别通过独立控制的控制阀与来自地表的主充填管路、来自地表的水管连通。所述的嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统的控制方法,包含以下步骤:步骤一:准备好四个相邻的充填采场,对其中三个充填采场的所有出口用挡墙进行封堵,在制定位置布设压力盒传感器和超声波测位计;步骤二:在四个充填采场便利位置按图连接充填主管道和水管,并安装水管和料浆控制阀;步骤三:通过数据线连接充填主控机、超声波测位计、压力盒传感器、料浆控制阀和水管控制阀,通过光纤连接充填主控机和地表充填控制系统。步骤四:编程与系统调试,依据采场总高度值和压力盒传感器布设位置,设计超声波测位计获取控制料浆控制阀参数;通过综合对比压力盒传感器和超声波测位计采集信息控制料浆控制阀开停;通过料浆控制阀到充填采场的距离设计水管控制阀参数。步骤五:系统调试好后,地表充填系统开启制造设计标准的料浆,向采场主控机发出信号,开启去往充填采场一的料浆控制阀,充填一定时间后,收到来自充填采场一压力盒传感器和超声波测位计发出的阈值信息后,关闭料浆控制阀;开启水管控制对去往采场一的充填管支路清洗后关闭水管控制;开启料浆控制阀,进行充填采场二充填,充填一定时间后,收到来自充填采场二压力盒传感器和超声波测位计发出的阈值信息后,关闭料浆控制阀;开启水管控制阀对去往采场二的充填管支路清洗后关闭水管控制阀;开启料浆控制阀,进行充填采场三充填,充填一定时间后,收到来自充填采场二压力盒传感器和超声波测位计发出的阈值信息后,关闭料浆控制阀;开启水管控制阀对去往采场三的充填管支路清洗后关闭水管控制;上述程序为三个充填采场的一个自动控制循环;然后按充填采场一到三依次自动控制开启和关闭水管和料浆控制阀进行采场充填,如有采场充填完毕后跳过此采场,当三个采场全部充填完毕后,开启料浆控制阀及水管控制阀,对来自地表的主充填管路进行清洗,清洗排弃物排到临时充填采场。附图说明图1为本发明的采场充填过程自动化控制系统布设的结构示意图。图2是本发明的采场充填过程自动化控制系统的框架结构示意图。图3为本发明的料浆控制阀和水管控制阀布设示意图。图4为本发明的压力盒传感器布设示意图。附图标记说明:充填采场1;待采采场2;超声波测位计3;压力盒传感器4;充填挡墙5;挡墙高度H;充填挡墙承受一次充填料浆安全高度L;往充填采场充填管路6;水管和料浆管控制阀7,料浆控制阀7-1,控制阀7-2,水管控制阀7-3,料浆管控制阀7-4,料浆管控制阀7-5,水管控制阀7-6,料浆控制阀7-7;料浆控制阀7-8,水管控制阀7-9;来自地表的主充填管路8;来自地表的水管9;水管控制阀7-10。具体实施方式下面结合实施例,进一步说明本发明。参见图1、图2可知,本发明的嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统,包括三组获取充填采场充填高度位置信息的超声波测位计3和压力盒传感器4;三组控制流向充填采场的料浆控制阀和冲洗管道的水管控制阀7;采场充填主控机通过数据线与超声波测位计3、压力盒传感器4、料浆控制阀、水管控制阀连接7,根据超声波测位计3和压力盒传感器4采集到的数据信息,向料浆控制阀和水管控制阀7发送控制指令,同时采场充填主控机通过光纤与地表充填控制系统连接,进行信息互通和指令发送。一个充填采场在充填挡墙5阶段需要有料浆固结时间段,为了提高充填效率,将三个充填采场组合成一个控制单元,进行交替进行。超声波传感器布3设在能捕捉到采场底部信息对应的充填采场顶部便于安装的位置;压力盒传感器4固定靠近充填采场一侧的充填挡墙上5,以挡墙5底板标高基准,以充填挡墙承受一次充填料浆安全高度的间距L进行安装固定,超过挡墙高度H后,不在布设。来自地表的充填管路8到采场充填单元后分四路去往四个充填采场,其中三路去往充填采场,一路去往临时充填采场;在去往充填采场的分路充填管起始位置,先布设料浆控制阀,在其后与水管9相连并布设水管控制阀;在充填主管道上,与分路管道交叉处的下方布设料浆控制阀;水管9是对去往充填采场的分路充填管进行清洗,临时充填采场是处理清洗主管道的排弃物。依据采场总高度值和压力盒传感器4布设位置,设计超声波测位计3获取控制料浆控制阀参数;通过综合对比压力盒传感器3和超声波测位计4采集信息控制料浆控制阀开停;通过料浆控制阀到充填采场的距离设计水管控制阀参数。本发明嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统的控制方法,按以下步骤进行:步骤一:准备好四个相邻的充填采场,对其中三个充填采场的所有出口用挡墙进行封堵,在制定位置布设压力盒传感器3和超声波测位计4;步骤二:在四个充填采场便利位置按图2连接充填主管道和水管,并安装水管和料浆控制阀7;步骤三:通过数据线连接充填主控机、超声波测位计3、压力盒传感器4、料浆控制阀和水管控制阀7,通过光纤连接充填主控机和地表充填控制系统。步骤四:编程与系统调试,依据采场总高度值和压力盒传感器4布设位置,设计超声波测位计3获取控制料浆控制阀参数;通过综合对比压力盒传感器3和超声波测位计4采集信息控制料浆控制阀开停;通过料浆控制阀到充填采场的距离设计水管控制阀参数。步骤五:系统调试好后,地表充填系统开启制造设计标准的料浆,向采场主控机发出信号,开启去往充填采场一的料浆控制阀7-1,充填一定时间后,收到来自充填采场一压力盒传感器3和超声波测位计4发出的阈值信息后,关闭料浆控制阀7-1;开启水管控制阀7-3对去往采场一的充填管支路清洗后关闭,开启料浆控制阀7-2和7-4,进行充填采场二充填,充填一定时间后,收到来自充填采场二压力盒传感器3和超声波测位计4发出的阈值信息后,关闭料浆控制阀7-4;开启水管控制阀7-5对去往采场二的充填管支路清洗后关闭,开启料浆控制阀7-6和7-7,进行充填采场三充填,充填一定时间后,收到来自充填采场二压力盒传感器3和超声波测位计4发出的阈值信息后,关闭料浆控制阀7-7;开启水管控制阀7-9对去往采场三的充填管支路清洗后关闭;上述程序为三个充填采场的一个自动控制循环;然后按充填采场一到三依次自动控制开启和关闭水管和料浆控制阀7进行采场充填,如有采场充填完毕后跳过此采场,当三个采场全部充填完毕后,开启料浆控制阀7-2、7-6、7-8及水管控制阀7-10,对来自地表的主充填管路8进行清洗,清洗排弃物排到临时充填采场。以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已,并非因此局限本发明的权利范围,凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化,均包含于本发明的权利范围之内。

权利要求:1.一种嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统,包括超声波测位计、压力盒传感器及去往充填采场充填管路,其特征在于:所述的超声波测位计设置在充填采场顶部,压力盒传感器固定靠近充填采场一侧的充填挡墙上;去往充填采场充填管路一端连接到充填采场,去往充填采场充填管路的另一端通过水管和料浆管控制阀分别与来自地表的主充填管路、来自地表的水管相连通,水管和料浆管控制阀设有料浆控制阀、水管控制阀,采场充填主控机分别通过数据线与超声波测位计、压力盒传感器、料浆控制阀、水管控制阀连接,采场充填主控机根据超声波测位计和压力盒传感器采集到的数据信息,向料浆控制阀和水管控制阀发送控制指令,同时采场充填主控机通过光纤与地表充填控制系统连接,进行信息互通和指令发送。2.根据权利要求1所述的嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统,其特征在于:所述的3-5个充填采场组合成一个控制单元,充填采场交替进行充填。3.根据权利要求1所述的嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统,其特征在于:所述的超声波传感器3布设在充填采场1顶部的能捕捉到采场底部信息处;压力盒传感器以挡墙底板标高基准,以充填挡墙承受一次充填料浆安全高度的间距进行安装固定,超过充填挡墙高度后,不在布设压力盒传感器。4.根据权利要求2所述的嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统,其特征在于:所述的控制单元设有3个充填采场,1个临时充填采场,来自地表的主充填管路分为4个分路充填管分别去往3个充填采场、1个临时充填采场;每个分路充填管分别通过独立控制的控制阀与来自地表的主充填管路、来自地表的水管连通。5.根据权利要求1所述的嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统的控制方法,其特征在于包含以下步骤:步骤一:准备好四个相邻的充填采场,对其中三个充填采场的所有出口用挡墙进行封堵,在制定位置布设压力盒传感器和超声波测位计;步骤二:在四个充填采场便利位置按图连接充填主管道和水管,并安装水管和料浆控制阀;步骤三:通过数据线连接充填主控机、超声波测位计、压力盒传感器、料浆控制阀和水管控制阀,通过光纤连接充填主控机和地表充填控制系统;步骤四:编程与系统调试,依据采场总高度值和压力盒传感器布设位置,设计超声波测位计获取控制料浆控制阀参数;通过综合对比压力盒传感器和超声波测位计采集信息控制料浆控制阀开停;通过料浆控制阀到充填采场的距离设计水管控制阀参数;步骤五:系统调试好后,地表充填系统开启制造设计标准的料浆,向采场主控机发出信号,开启去往充填采场一的料浆控制阀,充填一定时间后,收到来自充填采场一压力盒传感器和超声波测位计发出的阈值信息后,关闭料浆控制阀;开启水管控制对去往采场一的充填管支路清洗后关闭水管控制;开启料浆控制阀,进行充填采场二充填,充填一定时间后,收到来自充填采场二压力盒传感器和超声波测位计发出的阈值信息后,关闭料浆控制阀;开启水管控制阀对去往采场二的充填管支路清洗后关闭水管控制阀;开启料浆控制阀,进行充填采场三充填,充填一定时间后,收到来自充填采场二压力盒传感器和超声波测位计发出的阈值信息后,关闭料浆控制阀;开启水管控制阀对去往采场三的充填管支路清洗后关闭水管控制;上述程序为三个充填采场的一个自动控制循环;然后按充填采场一到三依次自动控制开启和关闭水管和料浆控制阀进行采场充填,如有采场充填完毕后跳过此采场,当三个采场全部充填完毕后,开启料浆控制阀及主充填管路料浆清洗水管控制阀,对来自地表的主充填管路进行清洗,清洗排弃物排到临时充填采场。

百度查询: 华北理工大学 嗣后充填采矿采场充填过程自动化控制系统与方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息,力求客观、公正,但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解,仅供参考使用,不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

相关技术
相关技术
相关技术
相关技术