一种碎石在线扫描及块度自动分析系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种碎石在线扫描及块度自动分析系统，包括飞石扫描模块、堆石运输模块、碎石扫描模块、碎石分类模块；飞石扫描模块对作业产生的飞石进行实时扫描，得到飞石的块度特征；堆石运输模块对剥落的飞石和堆石进行收集、转移至皮带运输机；碎石扫描模块对皮带运输机上的碎石进行块度扫描；碎石分类模块对不同块度范围的碎石进行分类，并实现分类运输。本发明专利技术依靠三维激光扫描技术获取地下工程中飞石或堆石的块度特征，建立了整套从飞石产生、堆石转运，皮带运输的岩块块度在线扫描及自动分析模式，使岩块块度测量速度更快、效率更高，可直观地分析工程开挖效率，进而对爆破设计方案或掘进设备的改进形成重要指导。设计方案或掘进设备的改进形成重要指导。设计方案或掘进设备的改进形成重要指导。

【技术实现步骤摘要】
一种碎石在线扫描及块度自动分析系统及方法


[0001]本专利技术涉及地下工程岩块块度在线检测领域，特别涉及一种碎石在线扫描及块度自动分析系统及方法。

技术介绍

[0002]岩石块度控制是采矿和矿物工程中控制和最小化装载、运输、破碎、分类和加工成本的重要操作。为了满足我国工程建设或矿石采选过程中的骨料级配和块度要求，同时控制生产成本、缩减整体工期，已有诸多方案对爆破崩落岩体或开凿过程中产生的碎石块度进行评价。预期情况下，开采得到的石料块度符合设计要求，则可直接进行利用，而不符合级配或块度要求的碎石需要进行二次破碎，但此过程增加了人工成本和机械的投入，不利于保证生产效益，且块度大的碎石在崩落过程中易发生伤人事故。因此，增加地下开采过程中岩块块度评价的智能化、快速化对矿山生产具有重要指导意义。
[0003]现有技术中有许多分析方法来评价岩块的块度特征。传统方法是通过手工测量或筛分法处理实现的。两种方法的人工成本较高，且耗时长，主观性较强，总体工作量也较大。随着三维激光扫描技术不断发展，其数据获取过程的智能化水平得到了提高，由于轻量化的特点，仪器的空间成本也逐渐降低，利用其得到的三维点云数据进行岩块块度分析也是目前较为认可的技术。通过三维激光扫描仪的块度在线扫描及实时自动分析系统对岩块块度进行实时在线分析，可对爆破崩落或凿岩掘进设计方案形成重要参考，有利于控制产生岩块的块度，以节约人工及机械因块度过大造成的多次破碎成本。
[0004]公开号为CN114295046A的中国专利技术专利申请公开了一种爆堆形态综合评价方法及系统、电子设备、存储介质，该方法通过在对爆区进行勘探和测量后在爆区内布置多个三维激光扫描站，以对爆破全过程进行监测，并根据爆区监测范围和选定的多个监测站点建立三维坐标系，然后，利用多个三维激光扫描站监测爆堆形成的全过程，获取爆堆生成过程的点云数据和图像，对点云数据和图像进行分析处理后可以得到爆堆的多个形态特征，并基于多个形态特征计算得到信息融合的爆堆形态综合评判指数，不仅从多个维度对爆堆形态进行评价分析，而且实现了多个形态特征的信息融合，可以更全面、准确地对爆堆形态进行综合评价，为后续的铲装作业和爆破参数优化提供了准确的参考依据。
[0005]公开号为CN114818019A的中国专利技术专利申请公开了一种岩石块度识别方法，方法步骤如下：S1、建立点云数据构成的岩块三维几何分析数学模型；S2、分级提取岩块三维几何尺寸，构建三维图像与岩块级配数据库；S3、输出岩石块度分布曲线。本专利技术通过三维激光扫描的方式获取爆堆与岩块表面点云数据，构建三维图像与岩块级配数据库，通过数据比对的方式完成岩石块度的识别，提高岩石块度识别的效率以及准确度，同时通过三维激光扫描装置对爆堆进行扫描，三维激光扫描装置设置有水平测定组件，保证三维激光扫描头在扫描过程中保持水平。
[0006]上述方案中通过建立基于三维激光扫描技术的识别检测系统对堆石石块进行块度分析，在一定程度上实现了区域岩块的块度特征获取。但技术具有一些局限性。例如，研
究对象仅局限于固定范围内的爆堆，需要布置多个三维激光扫描仪，影响正常的施工过程，且机械成本较高。此外，通过数据比对的方式对岩块块度进行识别，需要严格保证双边数据库的准确性。同时，方案均未考虑对崩落飞石及堆石进行在线扫描，仅从爆堆角度分析岩块块度可能会产生较大的误差。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是：针对上述
技术介绍
中存在的不足，提供一种碎石在线扫描及块度自动分析方案，以实现崩落飞石和堆石块度的在线自动分析，提升应用范围、效率、可靠性等。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种碎石在线扫描及块度自动分析系统，包括飞石扫描模块、堆石运输模块、碎石扫描模块、碎石分类模块；所述飞石扫描模块对作业产生的飞石进行实时扫描，得到飞石的块度特征；所述堆石运输模块对剥落的飞石和堆石进行收集、转移至皮带运输机；所述碎石扫描模块对皮带运输机上的碎石进行块度扫描；所述碎石分类模块对不同块度范围的碎石进行分类，并实现分类运输。
[0009]进一步地，所述飞石扫描模块包括飞石扫描仪、第一安装架、以及数据接收装置；所述飞石扫描仪固定在所述第一安装架顶部，所述第一安装架的底部设置滚轮，所述滚轮、所述飞石扫描仪均能够万向调整角度，所述数据接收装置用于接收所述飞石扫描仪的数据并上传。
[0010]进一步地，所述飞石扫描仪至少设置两个，且朝向工作面布置，所述数据接收装置固定在巷道一侧帮壁，与所述飞石扫描仪之间无线传输通信，所述数据接收装置将实时接收的数据信号上传至采场数据分析中心。
[0011]进一步地，所述堆石运输模块包括铲运机，所述铲运机用于将飞石和堆石铲运至皮带运输机的入口端。
[0012]进一步地，所述碎石扫描模块包括所述皮带运输机、第二安装架、碎石扫描仪、以及数据接收装置，所述碎石扫描仪布置在所述皮带运输机的上方，并通过所述第二安装架固定，所述碎石扫描仪与所述数据接收装置之间无线传输通信。
[0013]进一步地，所述碎石扫描仪至少设置两个，所述碎石扫描仪能够相对于所述第二安装架旋转调整扫描角度。
[0014]进一步地，所述碎石分类模块包括挡板铰接组件、碎石挡板、滑板、有轨矿车、以及转运皮带机，所述碎石挡板通过挡板铰接组件与所述皮带运输机铰接，所述挡板铰接组件还用于切换所述碎石挡板的状态，所述滑板设置在所述皮带运输机的一侧，用于将块度不合格的碎石向所述有轨矿车导料，所述皮带转运机与所述皮带运输机的出口端对接，用于将块度合格的碎石进一步转运。
[0015]进一步地，所述挡板铰接组件包括第一铰接座与第二铰接座，所述第一铰接座通过传动轴以及旋转驱动部安装在巷道一侧帮壁上，所述第二铰接座安装在所述碎石挡板上，所述第一铰接座上设置有铰接链，所述铰接链连接所述第二铰接座。
[0016]本专利技术还提供了一种碎石在线扫描及块度自动分析方法，具体包括如下步骤：
[0017]S1，对地下巷道工作面开展爆破或开凿，通过飞石扫描仪对飞石进行实时扫描处理，飞石扫描仪将数据传送至数据接收装置，并经由数据接收装置传输至采场的数据分析
中心，数据分析中心将获得数据进行平均运算，得到最终确定的飞石块度数据集FR
c
；
[0018]S2，将崩落的飞石及巷道地面其他堆石转移至皮带运输机输送，经过碎石扫描仪的位置进行二次扫描，碎石扫描仪将数据传输至数据接收装置，再上传至数据分析中心，数据分析中心将获得数据进行平均运算，得到最终确定的碎石块度数据集RP
c
；
[0019]S3，对碎石块度数据集RP
c
进行筛选，设置筛分阈值T，根据生产要求，设置批次块度百分比α；如数据集RP
c
中百分比α的碎石块度超过T，则铰接链放置碎石挡板，直至碎石挡板与皮带输送机贴合，碎石经由滑板装入有轨矿车，再运往岩石破碎装置进行二次破碎；
[0020]如RP
c
满足块度百分比α均在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碎石在线扫描及块度自动分析系统，其特征在于，包括飞石扫描模块、堆石运输模块、碎石扫描模块、碎石分类模块；所述飞石扫描模块对作业产生的飞石进行实时扫描，得到飞石的块度特征；所述堆石运输模块对剥落的飞石和堆石进行收集、转移至皮带运输机；所述碎石扫描模块对皮带运输机上的碎石进行块度扫描；所述碎石分类模块对不同块度范围的碎石进行分类，并实现分类运输。2.根据权利要求1所述的一种碎石在线扫描及块度自动分析系统，其特征在于，所述飞石扫描模块包括飞石扫描仪、第一安装架、以及数据接收装置；所述飞石扫描仪固定在所述第一安装架顶部，所述第一安装架的底部设置滚轮，所述滚轮、所述飞石扫描仪均能够万向调整角度，所述数据接收装置用于接收所述飞石扫描仪的数据并上传。3.根据权利要求1所述的一种碎石在线扫描及块度自动分析系统，其特征在于，所述飞石扫描仪至少设置两个，且朝向工作面布置，所述数据接收装置固定在巷道一侧帮壁，与所述飞石扫描仪之间无线传输通信，所述数据接收装置将实时接收的数据信号上传至采场数据分析中心。4.根据权利要求1所述的一种碎石在线扫描及块度自动分析系统，其特征在于，所述堆石运输模块包括铲运机，所述铲运机用于将飞石和堆石铲运至皮带运输机的入口端。5.根据权利要求1所述的一种碎石在线扫描及块度自动分析系统，其特征在于，所述碎石扫描模块包括所述皮带运输机、第二安装架、碎石扫描仪、以及数据接收装置，所述碎石扫描仪布置在所述皮带运输机的上方，并通过所述第二安装架固定，所述碎石扫描仪与所述数据接收装置之间无线传输通信。6.根据权利要求5所述的一种碎石在线扫描及块度自动分析系统，其特征在于，所述碎石扫描仪至少设置两个，所述碎石扫描仪能够相对于所述第二安装架旋转调整扫描角度。7.根据权利要求1所述的一种碎石在线扫描及块度自动分析系统，其特征在于，所述碎石分类模块包括挡板铰接组件、碎石挡板、滑板、有轨矿车、以及转运皮带机，所述碎石挡板通过挡板铰接组件与所述皮带运...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少锋，尹江江，周子龙，皮滋滋，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：