[发明专利]用于地下采矿的操作方法与系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及在地下采矿环境中操作机器，并且更具体地涉及机器分配的基于成本的计算。

背景技术

地下矿井存在于世界各地，并且通常被开发用于在较大深度或地面开采不可行的情况下提取矿石。在某些情况下，在已经变得太深而对于继续地面开发不可行的露天矿井下面可能会开发地下矿井。在其它情况下，地质或地形因素从一开始就可以使地下开发成为首选。典型的地下矿井(诸如，分块崩落矿井)被设置在被指定用于提取的采区中。通道网络可以通过采区，从而使设备和矿井人员能穿行于整个矿井，并移动提取的材料。作为目前提取目标的多个不同点(已知通常为牵拉点)位于每个采区内。放矿溜井通常位于采区附近，并且包括滑槽或其它通道，通过该通道将提取的矿石发送到破碎机，其最终将粉碎的矿石提供给诸如电梯的输送机构，以将矿石提取出矿井，用于进一步处理。

一般来说，地下采矿一般并且必须根据相对复杂的生产计划进行。采矿地质学家、工程师和其他人员通常会生成生产计划，其规定了从地下矿井中提取的材料的位置和数量，以及与提取材料的方式和事件顺序有关的某些因素。由于地下采矿与某些危险有关，并且通常需要规定的材料倒塌，所以生产计划通常是非常复杂的，并且在计算机建模和仿真的协助下生成。

所谓的牵拉卡是可用的采区列表，并且是用于地下矿井转移的采区中的特定绘点需要的提取目标。近年来，人们日益感兴趣在地下采矿中应用自动或半自动机器操作。在某些现有技术状态的矿井中，被称为装运卸(LHD)机器的机器在控制站的一个或多个操作员的监督下，在整个矿井中自动地导航。在这种系统中，操作者通常可以接管一些材料装载和卸载功能，而通过LHD机上的车载计算机与地下本地定位系统之间的相互作用可以实现整个矿井的机器的导航和推进。

任何采矿操作的可行性和成功可能在很大程度上取决于机器和人员的运行效率、以及制定合适有效的生产计划。工程师已经用计算机可实现的技术实验了数十年，用于将某些机器分配给某些任务、指导机器业务、自动化以及与生产效率、安全性和符合环境和法律标准相关的几乎所有其它可想到的后勤因素。Cohen等人共同拥有的美国专利第6,741,921号专利涉及多级卡车分配系统和方法。Cohen提出了在包括多个源和多个处理场所的露天矿井环境中向车辆提供调度任务的方法。获得关于环境的当前信息，以及用于操作和/或生产的最佳标准的信息。根据这些信息确定生产计划，生产计划和预期未来状况的考虑以及其它因素用于确定对每个车辆的调度分配。如上所述，有许多不同类型的矿井，并且地下矿井具有一系列与露天矿井(诸如，Cohen等人的)不同的具体挑战和要求。

发明内容

一方面，一种操作地下采矿系统的方法包括：利用用于地下矿井中的采区的生产计划数据填充用于管理自动或半自动机器的运行的数据模型。生产计划数据限定与采区相关联的多个目标目的地，并且多个目标目的地包括多个材料牵拉点和至少一个材料输送点。该方法进一步包括：利用用于多条不同的行驶路线的图形数据填充数据模型，每条行驶路线在多个目标目的地之一处结束。图形数据限定多个图形节点和多个图形边缘。该方法进一步包括：至少部分地基于多个图形边缘的子集的权重，计算与将机器从机器车队分配给多个目标目的地之一的成本，多个图形边缘的子集由多条不同的行驶路线之一限定。该方法进一步包括：至少部分地基于计算成本将机器分配给多个目标目的地之一，并且根据基于多条不同的行驶路线之一的导航计划将所分配的机器调度到目标目的地之一。

在另一方面，地下采矿系统包括装载机器车队，每个装载机器包括用于在地下矿井内进行自动导航的车载电子控制装置，以及构造成与车队中的每个装载机器通信的计算机系统。计算机系统包括：存储用于管理装载机器车队的运行的数据模型的机器可读存储介质。数据模型由用于地下矿井的采区的生产计划数据填充，生产计划数据限定与采区相关联的多个目标目的地，并且多个目标目的地包括多个材料牵拉点和至少一个材料输送点。数据模型进一步由多条不同的行驶路线的图形数据填充，每条行驶路线在多个目标目的地之一处结束。图形数据限定多个图形节点和多个图形边缘。计算机系统进一步被构造为：至少部分地基于多个图形边缘的子集的权重来计算将装载机器之一分配给多个目标目的地之一的成本。多个图形边缘的子集由多条不同的行驶路线之一限定。计算机系统进一步被构造为：至少部分地基于计算成本将装载机器之一分配给多个目标目的地之一，并且根据基于多条不同的行驶路线之一的导航将所分配的机器调度到目标目的地之一。

附图说明