專利名稱：用于控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制輔料添加的控制設(shè)備，特別涉及一種用于 控制向礦山采空區(qū)充填尾砂中添加輔料的控制設(shè)備。
技術(shù)背景-
隨著全球礦產(chǎn)資源的不斷減少，充填法作為一種安全、環(huán)保和低損 失率的采礦方法為越來越多的礦山所釆用。國外通常采用的是料漿批量 制備技術(shù)其中將尾砂、輔料和水事先按一定配比稱量并攪拌均勻后， 再送入井下采空區(qū)。此技術(shù)雖然在保證灰砂比和濃度方面很容易實(shí)現(xiàn)， 但程序較為復(fù)雜。
國內(nèi)大部分采用料槳連續(xù)制備工藝其中在將尾砂、水泥和水連續(xù) 地送入攪拌槽，同時(shí)將攪拌后形成的充填料漿從攪拌槽排料口輸送到井 下采空區(qū)。
對(duì)于料漿連續(xù)制備工藝，雖然也將實(shí)際輔料的添加量反饋給給料機(jī) 的控制單元，從而校正給料機(jī)的給料量。然而，實(shí)際上，尾砂從砂倉流 出的量是波動(dòng)的，而且幅度和變化率都非常大。另外，輔料的流出量的 實(shí)際波動(dòng)也較大，而且輔料的流量調(diào)節(jié)相對(duì)于尾砂要慢，換言之，輔料 流出量的調(diào)節(jié)相對(duì)于尾砂流出量的調(diào)節(jié)具有滯后性。從而，上述滯后性 和尾砂給料的劇烈波動(dòng)使得輔料的給料量通常跟不上尾砂給料量的變 化，由此尾砂和輔料不能按設(shè)定的期望配比同時(shí)進(jìn)入攪拌槽，導(dǎo)致料槳 濃度不均勻，影響了充填質(zhì)量。
另外，由于料漿濃度的劇烈變化，為了達(dá)到相同的充填體強(qiáng)度，在 一定的管路輸送條件下或者說在管路能輸送的最高濃度為一定時(shí)，為了保證充填質(zhì)量，需要提高充填料的灰砂比，即輔料與尾砂比?；疑氨鹊?加大，增加了輔料，例如膠結(jié)料(如水泥)，的消耗成本
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)， 提供一種用于控制向礦山采空區(qū)充填尾砂中添加輔料的控制設(shè)備。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提出一種控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè) 備，包括計(jì)算從砂倉流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂中的干砂量的干砂量計(jì)算單 元，輔料初始添加量計(jì)算單元，檢測向尾砂中添加的輔料的實(shí)際添加量 的輔料實(shí)際添加量檢測單元，補(bǔ)償器，輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元，和輔 料添加控制單元，其中所述輔料初始添加量計(jì)算單元與所述干砂量計(jì)算 單元相連以從干砂量計(jì)算單元接收所述干砂量，所述補(bǔ)償器分別與所述 輔料實(shí)際添加量檢測單元和所述輔料初始添加量計(jì)算單元相連以接收輔 料的實(shí)際添加量和初始添加量，所述輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元分別與所 述輔料初始添加量計(jì)算單元和所述補(bǔ)償器相連以接收所述輔料的初始添 加量和對(duì)初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償值，所述輔料添加控制單元分別與 所述輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元和所述輔料實(shí)際添加量檢測單元相連以接 收輔料的設(shè)定添加量和對(duì)設(shè)定添加量進(jìn)行修正的實(shí)際添加量并且基于修 正后的設(shè)定添加量控制給料機(jī)向尾砂中添加輔料的量。
根據(jù)本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施例，所述干砂量計(jì)算單元包括測量 從砂倉流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂的流量的尾砂流量計(jì)；測量從砂倉流出到 攪拌槽內(nèi)的尾砂的濃度的尾砂濃度計(jì)；和計(jì)算尾砂中的干砂質(zhì)量的干砂 量計(jì)算器，所述干砂量計(jì)算器分別與所述尾砂濃度計(jì)、尾砂流量計(jì)和所 述輔料初始添加量計(jì)算單元相連。
根據(jù)本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施例，所述輔料初始添加量計(jì)算單元包 括設(shè)定干砂與輔料的配比的比值器；和計(jì)算輔料的初始添加量的輔料 初始添加量計(jì)算器，所述輔料初始添加量計(jì)算器分別與所述干砂量計(jì)算 單元、所述輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元和所述補(bǔ)償器相連。輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元從所述補(bǔ)償器接收的補(bǔ)償值為預(yù)定時(shí)間段 內(nèi)的補(bǔ)償值。
根據(jù)本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施例，輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元從所述補(bǔ) 償器接收的補(bǔ)償值為過去所有時(shí)刻的補(bǔ)償值。
根據(jù)本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施例，所述輔料實(shí)際添加量檢測單元為檢 測輔料流量的流量計(jì)。例如所述流量計(jì)為沖板流量計(jì)。
根據(jù)本實(shí)用新型的控制添加輔料的控制設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具 有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型采用模仿批量制備過程的控制，有效地克服了 現(xiàn)有技術(shù)中充填料槳濃度的實(shí)際波動(dòng)較大、輔料配比增大、輔料消耗成 本增加的缺點(diǎn)。即使制備過程中輔料添加量由于滯后或其它原因沒有能 跟上尾砂給入量的變化，也可以在一定時(shí)間內(nèi)比較方便地將其差值補(bǔ)上， 這樣就形成一批批"軟"料漿，每批軟料漿中各物料的總配比是比較準(zhǔn) 確的，再通過攪拌槽的攪拌作用，就能得到比較均勻的充填料漿了。既 具有批量制備方法中灰砂比和濃度方面容易實(shí)現(xiàn)、混配準(zhǔn)確性高的優(yōu)點(diǎn)， 又具有連續(xù)制備工藝連續(xù)性好工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)。


圖l是用于向礦山采空區(qū)輸送充填料衆(zhòng)的充填系統(tǒng)的示意圖； 圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè)備 的原理圖3是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制向尾砂中添加輔料的控制 設(shè)備的原理圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè)備 的操作流程圖5是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制向尾砂中添加輔料的控制 設(shè)備的操作流程圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示 出，其中自始至終相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。下面通過參考附圖描述 的實(shí)施例用于解釋本實(shí)用新型，所述實(shí)施例是示例性的，而不能解釋為 對(duì)本實(shí)用新型的限制。
下面首先描述向礦山采空區(qū)輸送充填料漿的充填系統(tǒng)。圖1示出了 向礦山采空區(qū)輸送充填料漿的充填系統(tǒng)的示意圖。參見圖1，所述充填系
統(tǒng)主要包括砂倉l，輔料倉2，攪拌槽3，注水管路4，和充填管路5。
砂倉1中存放有尾砂，而在輔料倉2內(nèi)裝有輔料，所述輔料例如為 膠結(jié)料(如水泥)，但并不限于此。尾砂、輔料和水通過各自的管路輸 送到攪拌槽3中，經(jīng)過攪拌槽3攪拌后形成充填料漿，混合而成的充填 料漿通過充填管路5輸送到采空區(qū)中。另外，攪拌槽3上可以設(shè)有料位 計(jì)6，用于檢測攪拌槽內(nèi)的充填料漿的液位。
在砂倉1和攪拌槽3之間設(shè)置有尾砂控制閥1. 1、尾砂濃度計(jì)7. 2、 尾砂流量計(jì)7. 1和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1. 4，通過控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1. 4和尾砂控制 閥1. 1，可以控制尾砂從砂倉1流出到攪拌槽3內(nèi)的量。例如，尾砂濃度 計(jì)7. 2、尾砂流量計(jì)7. 1可以測量出從砂倉1流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂的濃 度和流量，從而計(jì)算出從砂倉流出到攪拌槽3內(nèi)的尾砂中的干砂質(zhì)量。
在輔料倉2和攪拌槽3之間設(shè)置有給料機(jī)2. 1和輔料流量計(jì)2. 4，例 如給料機(jī)2. 1為螺旋輸送機(jī)且流量計(jì)2. 4為沖板流量計(jì)。螺旋輸送機(jī)2. 1 由電動(dòng)機(jī)2. 2驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)2. 2例如由控制單元通過變頻器2. 3控制， 通過控制變頻器2. 3控制電動(dòng)機(jī)2. 2的轉(zhuǎn)速，從而控制螺旋傳送機(jī)2. 1 的轉(zhuǎn)速，由此控制螺旋輸送機(jī)2. 1向攪拌槽3內(nèi)輸送的輔料的量。向攪 拌槽3內(nèi)輸送的輔料的量是由從砂倉1內(nèi)供給到攪拌槽3內(nèi)的尾砂中的 干砂量和預(yù)先設(shè)定的干砂量與輔料的配比確定的。
在現(xiàn)有技術(shù)中，雖然也利用檢測到的輔料實(shí)際添加量對(duì)發(fā)送到給料 機(jī)2. 1的控制單元的輔料初始添加量進(jìn)行修正，然而，這個(gè)過程中計(jì)算 出的輔料的實(shí)際添加量所對(duì)應(yīng)的尾砂已經(jīng)提前進(jìn)入攪拌槽，因此，作為 控制單元控制給料機(jī)2. 1的基礎(chǔ)的輔料的添加量相對(duì)于所對(duì)應(yīng)的尾砂總是存在滯后，因此，輔料的添加量波動(dòng)大，精度低。本實(shí)用新型就是對(duì)
根據(jù)攪拌槽3內(nèi)的尾砂中的干砂量和干砂量與輔料的配比來控制輸送到 攪拌槽3內(nèi)的輔料的量進(jìn)行改進(jìn)。
在注水管路4上設(shè)置有流量計(jì)4. 1和補(bǔ)水閥4. 2，通過流量計(jì)4. 1可 以測出注入到攪拌槽3中的水量，通過補(bǔ)水閥4.2可以控制注入水的量 的大小。
另外，輸送管路5上可以設(shè)置有流量計(jì)5.1，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥5.2，和濃 度計(jì)5.3。
根據(jù)本實(shí)用新型的控制設(shè)備可以對(duì)尾砂流出量和輔料流出量的波動(dòng) 做出快速的反映并及時(shí)調(diào)整輔料的量來達(dá)到充填料漿的平衡，也就是說， 除了將輔料的實(shí)際添加量反饋給給料機(jī)的控制單元(即輔料添加控制單 元)，同時(shí)還用輔料的實(shí)際添加量對(duì)輔料的初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償，以便得 到輔料的設(shè)定添加量，并且給料機(jī)的控制單元利用實(shí)際添加量進(jìn)一步對(duì) 設(shè)定添加量進(jìn)行修正，下面將詳細(xì)描述。
下面參考圖2描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的控制向礦山采空區(qū)充填 尾砂中添加輔料的控制設(shè)備，圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的控制向尾 砂中添加輔料的控制設(shè)備的原理圖。
如圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于控制向礦山采空區(qū)充填 尾砂中添加輔料的控制設(shè)備包括干砂量計(jì)算單元7，輔料初始添加量計(jì) 算單元8，輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9，輔料添加控制單元IO，輔料實(shí)際 添加量檢測單元12，和補(bǔ)償器ll。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，輔料添加 控制單元IO例如可以為PID控制器。
干砂量計(jì)算單元7用于計(jì)算從砂倉1流出到攪拌槽3內(nèi)的尾砂中的 干砂量，并將計(jì)算出的干砂量發(fā)送到輔料初始添加量計(jì)算單元8。輔料初 始添加量計(jì)算單元8利用預(yù)先設(shè)定的干砂與輔料的配比和所述千砂量計(jì) 算出輔料的初始添加量。
輔料實(shí)際添加量檢測單元12用于檢測向尾砂中添加的輔料的實(shí)際添 加量并將所述實(shí)際添加量反饋到所述輔料添加控制單元10。補(bǔ)償器11分別與輔料實(shí)際添加量檢測單元12和輔料初始添加量計(jì) 算單元8相連以從輔料實(shí)際添加量檢測單元12接收輔料的實(shí)際添加量， 并且從輔料初始添加量計(jì)算單元8接收輔料的初始添加量，同時(shí)利用所 述實(shí)際添加量和初始添加量計(jì)算出對(duì)所述初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償 值，然后所述補(bǔ)償值被發(fā)送到輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9。
輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9從所述補(bǔ)償器11接收補(bǔ)償值并利用所述 補(bǔ)償值對(duì)所述初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償，以便計(jì)算出輔料的設(shè)定添加量。
輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9計(jì)算出的設(shè)定添加量發(fā)送給輔料添加控 制單元10。輔料添加控制單元10分別與所述輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9 和所述輔料實(shí)際添加量檢測單元12相連并且利用從輔料實(shí)際添加量檢測 單元12接收的實(shí)際添加量修正從輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9接收的設(shè)定 添加量，從而基于修正后的設(shè)定添加量控制給料機(jī)3.1向尾砂中添加的 輔料的量。
需要說明的是，在添加的開始階段，由于輔料實(shí)際添加量檢測單元 12還沒有檢測到輔料的添加，因此輔料添加控制單元10基于初始添加量 控制給料機(jī)2. 1向攪拌槽內(nèi)添加輔料。
根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè)備， 不但將檢測到的輔料實(shí)際添加量發(fā)送到輔料添加控制單元10，而且將檢 測到的實(shí)際添加量發(fā)送給補(bǔ)償器11，補(bǔ)償器11利用實(shí)際添加量和初始添 加量計(jì)算出對(duì)初始添加量的補(bǔ)償值，輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9利用所 述補(bǔ)償值對(duì)所述初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償，從而得到輔料的設(shè)定添加量，輔 料添加控制單元10利用從輔料實(shí)際添加量檢測單元12反饋的實(shí)際添加 量對(duì)設(shè)定添加量進(jìn)行修正，并基于修正后的設(shè)定添加量控制給料機(jī)2.1 向攪拌槽3添加輔料。因此，根據(jù)本實(shí)用新型的控制設(shè)備能夠在一定時(shí) 間內(nèi)比較方便地將初始添加量與實(shí)際添加量之間的差補(bǔ)上，由此輔料的 實(shí)際添加量相對(duì)于與所述實(shí)際添加量對(duì)應(yīng)的尾砂而言不存在滯后，從而 能夠根據(jù)需要更精確地控制輔料的實(shí)際添加量，輔料的添加量波動(dòng)小， 不需要加大所述配比的設(shè)定值，從而減少了輔料，例如膠結(jié)料(如水泥)，
9的添加量，降低了消耗成本。
下面參考圖3描述根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的控制向尾砂中添加 輔料的控制設(shè)備的原理圖。
如圖3所示，干砂量計(jì)算單元7可以包括用于測量尾砂濃度的濃度 計(jì)7.2、用于測量尾砂流量的流量計(jì)7.1和干砂量計(jì)算器7.3，干砂量計(jì) 算器7. 3與濃度計(jì)7. 2和千砂量計(jì)算器7. 3相連且通過測量得到的尾砂 的濃度值和流量值便可計(jì)算出干砂的質(zhì)量。
輔料初始添加量計(jì)算單元8包括用于設(shè)定干砂與輔料的配比的比 值器8. 2和初始添加量計(jì)算器8. 1。初始添加量計(jì)算器8.1分別與千砂量 計(jì)算器7. 3、輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9和補(bǔ)償器11相連并且根據(jù)比值 器8. 2所設(shè)定的配比和干砂量計(jì)算器7. 3計(jì)算出的干砂質(zhì)量計(jì)算出相應(yīng) 輔料初始添加量。
根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的用于控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè) 備的其他構(gòu)成與上述實(shí)施例相同。
具體而言，輔料實(shí)際添加量檢測單元12將檢測到的實(shí)際添加量反饋 到輔料添加控制單元IO。同時(shí)，輔料實(shí)際添加量檢測單元12將檢測到的 實(shí)際添加量輸送到補(bǔ)償器11。另外，初始添加量計(jì)算器8. 1算出的初始 添加量也發(fā)送到補(bǔ)償器11，補(bǔ)償器11利用所述實(shí)際添加量和初始添加量 計(jì)算出對(duì)所述初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償值，所述補(bǔ)償值然后被發(fā)送到 輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9。
輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9利用所述補(bǔ)償值對(duì)所述初始添加量進(jìn)行 補(bǔ)償，以便計(jì)算出輔料的設(shè)定添加量。
輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9計(jì)算出的設(shè)定添加量發(fā)送給輔料添加控 制單元10。輔料添加控制單元10利用從輔料實(shí)際添加量檢測單元12接 收的實(shí)際添加量修正從輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9接收的設(shè)定添加量并 基于修正后的設(shè)定添加量控制給料機(jī)3. 1向尾砂中添加的輔料的量。
更具體而言，比值器8. 2在可以預(yù)先設(shè)定或存儲(chǔ)干砂與輔料的配比， 此配比是根據(jù)需要得到的充填料漿的要求來設(shè)定的?？梢詫⑤o料與尾砂的比值設(shè)定在1:40 1:3之間，例如，配比設(shè)定為1:4、 1:6、 1:8、 1:10、 1:20、 1:30。這樣輔料初始添加量計(jì)算器8.1便按照設(shè)定的配比計(jì)算初 始添加量。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，輔料實(shí)際添加量檢測單元12可以為了輔 料流量計(jì)，所述流量計(jì)例如為沖板流量計(jì)。根據(jù)本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施例，輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9利用所 述補(bǔ)償器11計(jì)算出的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的補(bǔ)償值對(duì)所述初始添加量進(jìn)行補(bǔ) 償，這稱之為限次補(bǔ)償?？蛇x地，輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元9利用所述 補(bǔ)償器11計(jì)算出的過去所有時(shí)刻的補(bǔ)償值對(duì)所述初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償， 這稱之為全程補(bǔ)償。這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。下面參考圖4描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于控制向礦山采空區(qū)充填尾砂中添加輔料的控制設(shè)備的操作流程，圖4示出根據(jù)本實(shí)用新型實(shí) 施例的控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè)備的操作流程圖。如圖4所示，首先計(jì)算尾砂中的干砂量。接著設(shè)定干砂與需要向尾 砂中添加的輔料的配比，所述輔料例如為水泥，但不限于水泥。需要說 明的是，干砂與輔料的配比也可以預(yù)先設(shè)定，而不是在計(jì)算出干砂量之 后進(jìn)行。對(duì)于根據(jù)本實(shí)用新型的操作流程而言，并不限于這里描述的順 序，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)所述順序進(jìn)行調(diào)整。在設(shè)定了干砂與輔料的配比后，利用所述干砂量和配比計(jì)算向尾砂中 添加的輔料的初始添加量。在添加輔料的過程中，測量向尾砂中添加的 輔料的實(shí)際添加量。將所述實(shí)際添加量反饋到初始添加量，以便補(bǔ)償所 述初始添加量從而得到設(shè)定添加量。同時(shí)，利用所述實(shí)際添加量修正所 述設(shè)定添加量。最后，基于修正后的設(shè)定添加量控制向尾砂中添加的輔 料的量。因此，根據(jù)本實(shí)用新型的操作流程，利用檢測的實(shí)際添加量補(bǔ)償初 始添加量，得到設(shè)定添加量，同時(shí)，再利用實(shí)際添加量修正設(shè)定添加量， 最后，基于修正后的設(shè)定添加量控制輔料的添加。因此，輔料的實(shí)際添 加量相對(duì)于與實(shí)際添加量向?qū)?yīng)的尾砂而言不存在滯后，從而能夠根據(jù)需要更精確地控制輔料的實(shí)際添加量，輔料的添加量波動(dòng)小，不需要加 大所述配比的設(shè)定值，從而減少了輔料，例如水泥，的添加量，降低了 消耗成本。
下面參考圖5描述根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的用于控制向尾砂中 添加輔料的操作流程。
在圖5示出的實(shí)施例中，計(jì)算從砂倉流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂中的干 砂量具體包括測量從砂倉流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂的流量；測量從砂倉流 出到攪拌槽內(nèi)的尾砂的濃度；和利用所述流量和濃度計(jì)算尾砂中的干砂 質(zhì)量。
如上所述，干砂與輔料的配比根據(jù)需要設(shè)定，可以將輔料與尾砂的 比值設(shè)定在1:40 1:3之間，例如，配比設(shè)定為1:4、 1:6、 1:8、 1:10、 1:20、 1:30。
根據(jù)此實(shí)施例的操作流程的其他步驟與上述實(shí)施例的操作流程的步 驟相同，這里不再贅述。
需要說明的是，雖然設(shè)定干砂與輔料的配比和計(jì)算輔料的初始添加 量描述為兩個(gè)單獨(dú)的步驟，然而這兩個(gè)步驟可以合并為一個(gè)步驟，例如 由上述輔料初始添加量計(jì)算單元8完成。
根據(jù)本實(shí)用新型，利用實(shí)際添加量補(bǔ)償所述初始添加量以便得到設(shè) 定添加量；利用所述測量的實(shí)際添加量修正所述設(shè)定添加量。根據(jù)修正 后的設(shè)定添加量向尾砂中添加輔料。通過此處的補(bǔ)償和修正克服了輔料 的添加量相對(duì)于與之對(duì)應(yīng)的尾砂的滯后，消除了連續(xù)給料中尾砂和輔料 實(shí)際配比波動(dòng)較大、難以控制的缺點(diǎn)。因?yàn)椴▌?dòng)較小，不用提高輔料的 混入配比，減小了輔料的混入量、降低了成本。
如上所述，根據(jù)本實(shí)用新型的操作流程，模仿批量制備過程的控制， 即使系統(tǒng)的輔料的添加量在短時(shí)間內(nèi)由于滯后或其他原因沒有跟上尾砂 流出到攪拌槽內(nèi)的量的變化，本實(shí)用新型的操作流程也可以在一定時(shí)間 內(nèi)比較方便地將其差值補(bǔ)給上，這樣就形成一批批"軟"料漿，每批料 漿中物料的總配比是比較準(zhǔn)確的，這正是利用上述補(bǔ)償器ll帶來的優(yōu)點(diǎn)。因此，本實(shí)用新型的操作流程可以稱為輔料的軟批量控制。根據(jù)本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施例，如上所述，對(duì)于利用初始添加量和檢測到的實(shí)際添加量計(jì)算出補(bǔ)償值并利用所述補(bǔ)償值補(bǔ)償所述初始添加量，有兩種補(bǔ)償方法全程補(bǔ)償法和限次補(bǔ)償法。所謂全程補(bǔ)償法，即將過去所有時(shí)刻輔料的補(bǔ)償值在未來的一個(gè)時(shí)刻全部進(jìn)行補(bǔ)償。全程補(bǔ)償?shù)木唧w算法如下序號(hào)時(shí)間計(jì)算周期周期內(nèi)差值差值累計(jì)補(bǔ)償值1tl△ tAxlxl=Axl△ yl=02t2厶t△ x2x2=xl+Ax2△ y2=xl3t3At△ x3x3=x2+ △ x3△ y3=x24t4厶tAx4x4=x3+ A x4A y4=x35t5△ tAx5x5=x4+ A x5△ y5=x46t6At△ x6x6=x5+ A x6A y6=x5....................................ntn△ tAx7x7=x(n-1)+ A x(n)△ y(n)=x(n-l)..............................上表為全程補(bǔ)償算法計(jì)算過程。其中，計(jì)算周期為每次計(jì)算的時(shí)間 間隔，周期內(nèi)的差值為本時(shí)間段內(nèi)應(yīng)加入的輔料與實(shí)際加入的輔料的差 值，應(yīng)加入的輔料的量可以通過比值器根據(jù)干砂量及其含水量很方便地算出來。這里，應(yīng)加入的輔料的量和水量可分別由式1和式2來計(jì)算。式中Q。——計(jì)算周期內(nèi)需要添的輔料的量，kg; i——輔料與尾砂的配比?！采暗牧髁?，m7h;13C,——尾砂的濃度；P。——尾砂的密度，kg/m3。e HC2)d + '') ②式中Qs——計(jì)算周期內(nèi)需要添的水量，kg; C2——充填料漿濃度設(shè)定值。所謂限次補(bǔ)償法，即只利用設(shè)定時(shí)刻(即預(yù)定時(shí)間段)內(nèi)的補(bǔ)償值 對(duì)初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償。限次補(bǔ)償法的具體算法如下-限次補(bǔ)償算法中應(yīng)加入的輔料的量和水量同樣也可分別由式1和式2來計(jì)算。只是補(bǔ)償值的取值范圍不同。假設(shè)限定的補(bǔ)償次數(shù)為3次，則限次補(bǔ)償算法如下表所示。可以看出全程補(bǔ)償算法每次進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)把以 前的充填料當(dāng)成一整批來看待。而限次補(bǔ)償算法中則只將最近一段時(shí)間 內(nèi)的充填料作為一批料來對(duì)待。序號(hào)時(shí)間計(jì)算周期周期內(nèi)差值差值累計(jì)補(bǔ)償值1tlAt厶xlxl=AxlAyl=02t2At厶x2x2=xl+八x2A y2=xl3t3At厶x3x3=x2+ A x3△ y3=x24t4At△ x4x4=x3+ △ x4△ y4= A y3+ A x35t5At△ x5x5=x4+ △ x5Ay5-Ay4+Ax4-Axl6t6△ t厶x6x6=x5+ A x6A y6= △ y5+ △ x5- A x27t7厶t△ x7x7=x6+厶x7厶y7= △ y6+ A x6_ A x3....................................ntn厶tAx7x7=x(n-1) + Ax(n)Ay(n)- Ay(n-1)+ Ax(n-l) - 厶x(n-m-l)........................相比全程補(bǔ)償算法，采用限次補(bǔ)償進(jìn)一步具有如下優(yōu)點(diǎn)根據(jù)制備 工藝要求，通常每次充填作業(yè)開始時(shí)需要向井下充填一會(huì)水或低濃度的充填料槳以潤滑管路，而且砂倉剛開始放砂時(shí)由于砂倉需要噴水流化， 初始放砂濃度比較低，限次補(bǔ)償算法只將近一段時(shí)間內(nèi)物料平衡作為目 標(biāo)來進(jìn)行補(bǔ)償，當(dāng)上述情況發(fā)生時(shí)，在砂倉放砂濃度恢復(fù)正常后，能及 時(shí)地使得攪拌槽內(nèi)的充填料漿配比趨向正常。所以測量的誤差較小。
雖然上面描述了向尾砂中添加輔料，然而，可以理解的是，尾砂可 以用其他主料代替，例如煤矸石，這同樣在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以 對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行變化，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物 限定。
權(quán)利要求1、一種用于控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè)備，其特征在于包括計(jì)算從砂倉流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂中的干砂量的干砂量計(jì)算單元，輔料初始添加量計(jì)算單元，檢測向尾砂中添加的輔料的實(shí)際添加量的輔料實(shí)際添加量檢測單元，補(bǔ)償器，輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元，和輔料添加控制單元，其中所述輔料初始添加量計(jì)算單元與所述干砂量計(jì)算單元相連以從干砂量計(jì)算單元接收所述干砂量，所述補(bǔ)償器分別與所述輔料實(shí)際添加量檢測單元和所述輔料初始添加量計(jì)算單元相連以接收輔料的實(shí)際添加量和初始添加量，所述輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元分別與所述輔料初始添加量計(jì)算單元和所述補(bǔ)償器相連以接收所述輔料的初始添加量和對(duì)初始添加量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償值，所述輔料添加控制單元分別與所述輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元和所述輔料實(shí)際添加量檢測單元相連以接收輔料的設(shè)定添加量和對(duì)設(shè)定添加量進(jìn)行修正的實(shí)際添加量并且基于修正后的設(shè)定添加量控制給料機(jī)向尾砂中添加輔料的量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè)備， 其特征在于所述干砂量計(jì)算單元包括測量從砂倉流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂的流量的尾砂流量計(jì)； 測量從砂倉流出到攪拌槽內(nèi)的尾砂的濃度的尾砂濃度計(jì)；和 計(jì)算尾砂中的干砂質(zhì)量的干砂量計(jì)算器，所述干砂量計(jì)算器分別與 所述尾砂濃度計(jì)、尾砂流量計(jì)和所述輔料初始添加量計(jì)算單元相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè)備， 其特征在于所述輔料初始添加量計(jì)算單元包括設(shè)定干砂與輔料的配比的比值器；和計(jì)算輔料的初始添加量的輔料初始添加量計(jì)算器，所述輔料初始添 加量計(jì)算器分別與所述干砂量計(jì)算單元、所述輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元 和所述補(bǔ)償器相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的用于控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè)備，其特征在于輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元從所述補(bǔ)償器接收的 補(bǔ)償值為預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的補(bǔ)償值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的用于控制向尾砂中添加輔料的 控制設(shè)備，其特征在于輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元從所述補(bǔ)償器接收的 補(bǔ)償值為過去所有時(shí)刻的補(bǔ)償值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的用于控制向尾砂中添加輔料的 控制設(shè)備，其特征在于所述輔料實(shí)際添加量檢測單元為檢測輔料流量 的流量計(jì)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè)備， 其特征在于所述流量計(jì)為沖板流量計(jì)。
專利摘要一種用于控制向尾砂中添加輔料的控制設(shè)備，包括干砂量計(jì)算單元，與干砂量計(jì)算單元相連的輔料初始添加量計(jì)算單元，與輔料初始添加量計(jì)算單元相連的輔料實(shí)際添加量檢測單元，與輔料初始添加量計(jì)算單元、輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元和輔料實(shí)際添加量計(jì)算單元相連的補(bǔ)償器，及與所述輔料實(shí)際添加量檢測單元和所述輔料設(shè)定添加量計(jì)算單元相連控制給料機(jī)向尾砂中添加輔料的量的輔料添加控制單元。本實(shí)用新型的控制設(shè)備有效地克服了使用連續(xù)制備控制設(shè)備時(shí)充填料漿濃度的實(shí)際波動(dòng)大、輔料消耗成本較大的缺點(diǎn)；與批量制備設(shè)備相比，結(jié)構(gòu)簡單，且既具有批量制備工藝灰砂混配準(zhǔn)確性高的優(yōu)點(diǎn)，又具有連續(xù)制備工藝連續(xù)性好工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05D21/02GK201162542SQ20072019042
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者施士虎, 穆志純 申請(qǐng)人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司