0　引言

在金属矿山生产过程中，开采区域溜井料位与有轨机车、铲运机的调度和控制有非常大的关系，为了防止铲运机卸料对溜井造成严重的冲击，需要在溜井中保持一定的矿石料位作为缓冲，避免对溜井造成严重的损害[1-2]；同时也要避免矿石溢出溜井，增加生产维护成本。因此，开采区域溜井料位测量对矿山生产的智能调度和控制有重要的意义[3]。

1　总体方案设计

1.1　技术方案比较

由于矿山溜井环境的复杂性，其料位检测与控制一直是困扰着国内外采矿行业的一大难题。采用传统的激光、雷达、超声等固定位置检测方法受到溜井内部粉尘大，安装维护困难等问题的影响，一直无法在矿山开采区域溜井上使用。因此，采用一种激光测量和称重混合的方式进行溜井料位测量。

目前，国内外矿山多采用称重法或激光物位计来进行溜井料位的测量与控制[4]，表1比较了常用的固体物位测量技术，表中的类型测量技术都有各自的缺点，无法满足矿山开采区域溜井的测量要求。另外，由于开采区域环境复杂，不适宜安装固定式料位检测装置，因此需要通过铲运机卸矿量和有轨机车装矿量计算溜井料位，并根据长期数据积累优化计算方案，并加装溜井低料位告警装置，防止溜井放空。

 

表1　常用的固体物位测量技术比较

  

序号类型优点缺点1电容物位计造价低、安装和维修方便。物料黏附影响大、环境适应性差、测量精度低。2超声波物位计适于测量液体和块状固体;精度比较高。传播介质、粉尘及温度影响大;物料表面性质影响大。3雷达物位计可测量多种形式的物料;精度高。粉尘、物料表面性质影响大;价格昂贵。4电子称重物位计不受仓内环境影响;不受物料性质影响。对料仓结构要求高,安装不方便;易产生误输出。5重锤物位计环境适应性好。无法实现实时测量。

1.2　系统组成

对于溜井的料位测量，该方案拟采用激光测距和称重混合的方法[5]，图1是基于激光测量和称重计算的溜井料位检测系统示意图。在生产过程中，采集铲运机卸矿量和有轨机车装矿量，通过溜井料位计算单元，计算溜井料位。由于累积误差的存在，需要定期通过激光测距对溜井料位进行精确测量，消除累积误差，修正溜井料位。

在司法解释途径方面，多数学者认为可以通过放宽死缓适用条件以达到提高死缓适用率的目的。例如，有学者指出:“必须认识到，启动法律修改程序并非易事，而在启动法律修改程序后能否对死缓制度进行改革和完善也不见得乐观。因此，我们应该在努力推进刑法修改的同时，在现行的法律框架下为追求死缓制度在减少死刑的立即执行方面发挥更大的作用寻找出路。”“因此，在现行的法律框架下，要扩大死缓的适用范围，只能通过对法律的合理解释，放宽刑法规定的死缓适用条件，使更多的原本被判处死刑立即执行的罪犯被判处死刑缓期执行。”［17］

为安全起见，《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)规定该临界截面周长um的取值可借鉴我国行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJ92-2016)，按该规程的第5.3.15条的规定取值：当荷载或反力邻近平板的自由边时，对钢筋混凝土板柱结构边节点um可取2la+lb和la+2lb+2lc二值中的较小值；对钢筋混凝土板柱结构角节点um可取2la+lb和la+lb+lc1+lc2二值中的较小值，临界截面周长的取值方法如图2所示。

  

图1　基于激光测量和称重计算的溜井料位检测系统示意图

1.3　设备安装

由于采取溜井井口处于采区巷道，在井口安装料位检测装置较为困难，同时检修极为困难。一般采区溜井都超过几十米深，检修工作也极为危险。但是由于采区经常有爆破活动，振动极为强烈，料位检测装置易受振动影响而产生偏移，造成测量误差。另外，由于铲运机卸矿及爆破产生的灰尘容易覆盖光学器件表面，影响发光功率。因此，采区溜井料位检测装置的设计需要容易检修维护，同时考虑防尘。

虽然在系统之外设计了可供外部人员操作的外部调控环节，但是人工的干预会影响系统的自动运行效率，对整个矿山生产效益会有影响。因此为了在人工外部调控的前提下提高系统的可靠性，可在系统设计中引入模糊控制理论。通过引入模糊控制系统可在一定程度上优化该系统的设计，减少人工输入环节。

  

图2　溜井料位测量系统

2　溜井矿料的密度分布建模

由于溜井矿料是由顶部卸入，在矿石自身重力冲击的作用会起到粉碎的效果，因此矿料在溜井内会呈现如图4所示的密度分层现象。随着料位的升高矿石块粒也越大，矿石堆积也越稀疏，整体密度也越小。溜井内矿料密度可用函数ρ=f(h，σ)描述，其中h为溜井料位，σ表示环境变量(如现场条件、矿料品质、初始矿料粉碎度等)，矿料的实际密度用ρ0表示。

溜井料位测量系统整体框图见图2。称重法通过轨道衡和机车称重得到装卸矿料的重量，结合溜井料位密度的经验曲线(即料位深度与矿料密度的对应关系)以及料位顶部形态的模拟，即可估算出溜井内实时料位，进而控制溜井料位和调度矿山自动化生产。由于称重法不可避免的带来累积误差，并且矿料密度曲线模型和料位顶部形态的模拟也存在一定的误差且会随时间而变化，因此单纯依赖称重法并不能完全保证矿山溜井控制与测量的安全与可靠。测量结果需要进行校验，并允许操作人员的干预作为外部调控环节。

  

图3　溜井料位顶部形态示意图

矿山溜井内主要是固体矿石物料，由于矿石块粒大小不均匀，且倾倒环境不同，造成了溜井内堆积料位具有不同的顶部形态，图3示意了常见的4类料位顶部形态。虽然溜井料位测量不需要十分精确，通常情况下料位测量可,直接忽略顶部料位的变化情况，但是这样不可避免会带来误差的累积，存在潜在的生产安全隐患。因此，为了提高料位测量的精度，可对顶部形态进行模拟，通过简单的监测对顶部形态进行动态模拟分析，从而提高料位测量的准确性。具体实施过程中，除了对4种形态进行误差分析和模拟计算外，还可结合现场人员经验对模拟结果进行修正。

设计咨询企业大多以发票开具作为收入确认时间，虽然这种模式核算简单，收入可归集至所签订的合同中，但因成本确认以部门为单位，且成本大多发生在项目前期，与收入不匹配。存在延迟或提前确认收入的可能，不符合会计准则的要求。

[1] 冯景艳.地下矿山生产监控系统的开发和应用[J].有色金属,2015(11)：107-111.

3　误差模型和模糊控制系统

由于称重法会不可避免的带来累积误差，因此为了避免误差累积的严重后果，需要对整个测量系统进行误差分析和建模，并针对误差模型设计校验环节，以期减少或消除误差的累积。此外，上述技术要点1和2所述顶部形态模拟和密度分布建模过程也要考虑到误差模型当中，这些环节处理可靠将会大幅提高料位测量的可靠性。

1.1 资料来源 采取整群随机抽样的方式随机选取2012年6月-2015年6月隆德地区2 050名3～6岁学龄前儿童为研究对象，在征得家长知情同意的情况下，进行视力情况检测和视力异常影响因素调查。视力异常影响因素调查采用自制问卷调查表，问卷调查采用国家卫计委制定的筛查表格，问卷调查登记内容包括家庭情况，父母及儿童一般情况，儿童出生状况及日常生活习惯，儿童日常饮食情况，家长对眼保健知识知晓情况，家长对孩子视力的保护行为等。

  

图4　溜井内矿料分布示意图

误差的出现有一定的规律性，通过操作人员的不断实践可以总结出针对此部分的经验，将这部分经验不断累积形成模糊控制系统中的知识库，通过框架法利用已有工程的推理机形成针对本系统的简单的专家系统。专家系统的建立需要长期的摸索与实践，且需要建立专家系统的失效机制，从而使生产人员能够稳定的掌握溜井中的料位。模糊控制是用模糊数学的知识模仿人脑的思维方式，对模糊现象进行识别和判决，给出精确的控制量，对被控对象进行控制。通过模糊控制系统对误差判别系统进行控制，形成专门针对于误差的一个小型专家系统，从而实现解决人工干预的问题，使系统更加可靠同时具有实时性。

4　结语

参考文献：

金属矿山地下矿的溜井料位检测系统对有轨机车和铲运机的优化调度起着至关重要的作用，有着巨大的经济效益和社会效益。随着基于激光测距和称重计算的溜井料位检测技术的不断成熟，检测精度的不断提高，必将成为地下矿山的主流技术。该技术将在新建地下矿山和旧矿山改造领域，拥有巨大的市场潜力。

从1980年开始，我国先后花费8亿多美元，从国外引进技术和设备。然而，我国磷矿资源的特点是以中低品位矿为主，杂质含量高，而从国外引进的装置必须以优质磷矿为原料。为了直接利用大量的中品

而该方案采用称重法估算溜井料位，溜井内矿料的密度分布对估算结果有着直接的影响。因此需要根据溜井矿料的实际情况采集实验数据，并结合现场人员的经验，对溜井内矿料密度分布进行建模分析(或者是通过系统辨识的方法)，也就是得到函数ρ=f(h，σ)的具体函数关系。此外，激光物位计作为系统冗余环节，当溜井料位较高(属于激光物位计的可测量)时，可激光物位计测量数据为标准值对料位密度分布模型进行辨识和修正，从而可提高整个溜井称重测量系统的准确度。

田面水总氮的动态变化如图 3所示。总体来看，施用基肥后各处理总氮动态有3种表现，CF、N100处理呈现先降低再小幅上升最后逐渐降低的趋势，WN、N90、N80处理表现为先增加后降低，N70处理则基本未变，但各个处理总氮素波动较小；而追肥后除 WN外，各施肥处理总氮变化趋势相似，均表现为先增加后降低，升降幅度较大。水稻生育期田面水总氮平均浓度表现为 CF>N100>N90>N80>N70>WN。

[2] 李爱国,王如宝,曹延东.溜井堵塞机理分析及预防措施[J].金属矿山,2011(6)增刊：460-463.

[3] 李胜辉,孙光华,邓熙,等.溜井安全使用与管理措施浅析[J].IM&P化工矿物与加工,2015(1)：44-46.

[4] 方正道.李楼铁矿溜井料位监测系统的设计与应用[J].煤矿机电,2015(2)：64-67.

[5] 林立.基于称量系统的溜井料位判定[J].中国仪器仪表,2012(增刊):155-157.