(57)【要約】【課題】坑内採掘において、ブロックケービング工法を用いて鉱石を採掘するにあたって、複数の採掘場所からバランスよく鉱石を採掘し、かつ生産性を向上させること。【解決手段】鉱山の管理システム１は、鉱脈の下方に設置された複数の採掘場所と、前記鉱脈の下方に設置された第１坑道と、複数の前記採掘場所と前記第１坑道とを接続する複数の第２坑道とを含む鉱山で前記鉱脈から鉱石を採掘するにあたり、前記採掘場所で採掘された前記鉱石を積載し、前記第１坑道を走行して排土場所まで運搬する運搬機械と、前記運搬機械が走行する空間を前記第１坑道内に残した状態で前記第２坑道に留まって、前記採掘場所で前記鉱石を掘削し、採掘した前記鉱物を前記採掘場所からその反対方向に搬送して、前記運搬機械に積み込む積込機械と、前記鉱山の生産計画と実際の生産量との差に基づいて、前記積込機械が配置される採掘場所を決定する管理装置と、を含む。【選択図】図２４
2015069606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱体の内部に設置された採掘場所と、前記鉱体の内部に設置された第１坑道と、前記採掘場所と前記第１坑道とを接続する第２坑道とを含む鉱山で前記鉱脈から鉱石を採掘するにあたり、
前記採掘場所で採掘された前記鉱石を積載し、前記第１坑道を走行して排土場所まで運搬する運搬機械と、
前記運搬機械が走行する空間を前記第１坑道内に残した状態で前記第２坑道に留まって、前記採掘場所で前記鉱石を掘削し、採掘した前記鉱物を前記採掘場所からその反対方向に搬送して、前記運搬機械に積み込む積込機械と、
前記鉱山の生産計画と実際の生産量との差に基づいて、前記積込機械が配置される採掘場所を決定する管理装置と、
を含む、鉱山の管理システム。
【請求項２】
前記管理装置は、
前記積込機械が配置される採掘場所の優先順位を、前記採掘場所の実際の生産量が前記鉱山の生産計画により定められた量よりも小さく、かつ前記鉱山の生産計画と実際の生産量との差が大きい前記採掘場所の順とする、請求項１に記載の鉱山の管理システム。
【請求項３】
前記管理装置は、
前記積込機械が配置される採掘場所を、同一の前記第１坑道につながる前記採掘場所から決定し、決定された前記採掘場所での生産量を、前記鉱山の生産計画により定められた生産量と、実際の生産量との差に基づいて調整する、請求項１に記載の鉱山の管理システム。
【請求項４】
前記管理装置は、
前記積込機械が既に所定の前記採掘場所に配置されている場合、所定の前記採掘場所に隣接する他の前記採掘場所を、前記積込機械が次に配置される採掘場所として決定する、請求項３に記載の鉱山の管理システム。
【請求項５】
前記管理装置は、大塊及び鉱石詰まりの少なくとも一方が存在する採掘場所は、前記積込機械が配置される対象から除外する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鉱山の管理システム。
【請求項６】
前記鉱山は、複数の前記第１坑道を有しており、
それぞれの前記第１坑道には、最大１台の前記積込機械が配置される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鉱山の管理システム。
【請求項７】
前記鉱山は、
複数の前記第１坑道と、これらと接続される第３坑道とを有し、前記第３坑道と前記第１坑道とで周回路が形成される、請求項６に記載の鉱山の管理システム。
【請求項８】
前記運搬機械は、前記周回路を同一の方向に走行する、請求項７に記載の鉱山の管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、坑内採掘に用いられる鉱山の管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱山における採掘方法として、地表から採掘する露天採掘と、地下から採掘する坑内採掘とが知られている。環境に対する負荷の低減及び鉱石の存在部位の深部化等により、近年においては、坑内採掘が採用されるケースが増えている。坑内採掘の１つとして、例えば、ブロックケービング工法が知られている（例えば、特許文献１）。ブロックケービング工法は、岩盤又は鉱体の下部をアンダーカットして発破すると、脆弱な岩が自然崩壊を始める性質を利用して鉱石を採掘する工法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５２５７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブロックケービング工法は、岩盤又は鉱体の下部をアンダーカットした箇所から鉱石を採掘する。一般にブロックケービング工法は、鉱石を採掘する場所（適宜採掘場所という）を複数有しているため、複数の採掘場所のうち、特定の場所からのみ鉱石を採掘すると、全体のバランスが崩れる可能性がある。また、一般に、鉱山においては、生産性を高くすることが要求される。これは、坑内採掘においても同様である。
【０００５】
本発明は、坑内採掘において、ブロックケービング工法を用いて鉱石を採掘するにあたって、複数の採掘場所からバランスよく鉱石を採掘し、かつ生産性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、鉱体の内部に設置された採掘場所と、前記鉱体の内部に設置された第１坑道と、前記採掘場所と前記第１坑道とを接続する第２坑道とを含む鉱山で前記鉱脈から鉱石を採掘するにあたり、前記採掘場所で採掘された前記鉱石を積載し、前記第１坑道を走行して排土場所まで運搬する運搬機械と、前記運搬機械が走行する空間を前記第１坑道内に残した状態で前記第２坑道に留まって、前記採掘場所で前記鉱石を掘削し、採掘した前記鉱物を前記採掘場所からその反対方向に搬送して、前記運搬機械に積み込む積込機械と、前記鉱山の生産計画と実際の生産量との差に基づいて、前記積込機械が配置される採掘場所を決定する管理装置と、を含む、鉱山の管理システムである。
【０００７】
前記管理装置は、前記積込機械が配置される採掘場所の優先順位を、前記採掘場所の実際の生産量が前記鉱山の生産計画により定められた量よりも小さく、かつ前記鉱山の生産計画と実際の生産量との差が大きい前記採掘場所の順とすることが好ましい。
【０００８】
前記管理装置は、前記積込機械が配置される採掘場所を、同一の前記第１坑道につながる前記採掘場所から決定し、決定された前記採掘場所での生産量を、前記鉱山の生産計画により定められた生産量と、実際の生産量との差に基づいて調整することが好ましい。
【０００９】
前記管理装置は、前記積込機械が既に所定の前記採掘場所に配置されている場合、所定の前記採掘場所に隣接する他の前記採掘場所を、前記積込機械が次に配置される採掘場所として決定することが好ましい。
【００１０】
前記管理装置は、大塊及び鉱石詰まりの少なくとも一方が存在する採掘場所は、前記積込機械が配置される対象から除外することが好ましい。
【００１１】
前記鉱山は、複数の前記第１坑道を有しており、それぞれの前記第１坑道には、最大１台の前記積込機械が配置されることが好ましい。
【００１２】
前記鉱山は、複数の前記第１坑道と、これらと接続される第３坑道とを有し、前記第３坑道と前記第１坑道とで周回路が形成されることが好ましい。
【００１３】
前記運搬機械は、前記周回路を同一の方向に走行することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、坑内採掘において、ブロックケービング工法を用いて鉱石を採掘するにあたって、複数の採掘場所からバランスよく鉱石を採掘し、かつ生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態に係る運搬機械及び積込機械が稼働する現場の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、坑内の一例及び鉱山の採掘システムを示す模式図である。
【図３】図３は、図２の一部を拡大した図である。
【図４】図４は、積込機械による地山の鉱石の掘削及び運搬機械への鉱石の積込を示す図である。
【図５】図５は、積込機械による地山の鉱石の掘削及び運搬機械への鉱石の積込を示す図である。
【図６】図６は、鉱山の管理システムが備える管理装置の機能ブロック図の一例である。
【図７】図７は、本実施形態に係る運搬機械の斜視図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る運搬機械の側面図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る運搬機械が備えるベッセルの支持構造を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る運搬機械の上面図である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る運搬機械がベッセルを傾斜させた状態を示す図である。
【図１２】図１２は、運搬機械が備える制御装置を示すブロック図の一例である。
【図１３】図１３は、本実施形態に係る積込機械の側面図である。
【図１４】図１４は、本実施形態に係る積込機械の上面図である。
【図１５】図１５は、本実施形態に係る積込機械の正面図である。
【図１６】図１６は、本実施形態に係る積込機械が走行するときの姿勢を示す図である。
【図１７】図１７は、本実施形態に係る積込機械が備える制御装置を示すブロック図の一例である。
【図１８】図１８は、本実施形態に係る鉱山の採掘システムが備える蓄電器取扱装置ＥＸの一例を示す図である。
【図１９】図１９は、本実施形態に係る鉱山の採掘システムにおいて、運搬機械が坑内のドリフトを進行する方向を示す図である。
【図２０】図２０は、運搬機械が向かうドローポイントＤＰを決定する際の処理を説明するための図である。
【図２１】図２１は、本実施形態に係る運搬機械の配車の手順例を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、積荷として鉱石ＭＲを積載した運搬機械が向かうオアパスを決定する際の処理を説明するための図である。
【図２３】図２３は、本実施形態に係る運搬機械のオアパスへの配車の手順例を示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、積込機械の配車処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態（実施形態）について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下においては、所定面内の一方向をＸ軸方向、所定面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向をＺ軸方向として、各部の位置関係を説明する。また、重力の作用方向を下方、重力の作用方向とは反対方向を上方という。鉱山の生産性は、単位時間あたりの採掘量（ｔ／ｈ）と単位時間量あたりのコスト（＄／ｈ）との両方を含む。鉱山の生産性は、式（１）に示すように、両者の商を指標とすることができる。式（１）中の＄／ｔは生産性を表す指標、ｔは採掘量、ｈは時間、＄はコストである。式（１）で表される指標＄／ｔが小さいほど、鉱山の生産性は高いことになる。
＄／ｔ＝（＄／ｈ）／（ｔ／ｈ）・・（１）
【００１７】
＜採掘現場の概要＞
図１は、本実施形態に係る運搬機械１０及び積込機械３０が稼働する現場の一例を示す模式図である。運搬機械１０及び積込機械３０は、地下から鉱石を採掘する坑内採掘に使用される。運搬機械１０は、坑道Ｒにおいて積荷を運搬する作業機械の一種であり、積込機械３０は、運搬機械１０に積荷を積み込む作業機械の一種である。本実施形態においては、ブロックケービング工法により鉱石が採掘される。
【００１８】
ブロックケービング工法とは、鉱山Ｍの鉱体（鉱脈）ＭＧに鉱石ＭＲの採掘場所（以下、適宜ドローポイントという）ＤＰと、採掘された鉱石を搬送するための坑道Ｒとを設置し、そのドローポイントＤＰの上部をアンダーカットして発破し、鉱石ＭＲを自然崩落させることによって、そのドローポイントＤＰから鉱石ＭＲを採掘する工法をいう。ドローポイントＤＰは、鉱体ＭＧの内部又は鉱体ＭＧの下方Ｄに設置される。ブロックケービング工法は、岩盤又は鉱体の下部をアンダーカットすると、脆弱な岩が自然崩壊を始める性質を利用した工法である。鉱体ＭＧの内部又は下方Ｄから鉱石ＭＲが採掘されると、崩落が上部まで伝播する。このため、ブロックケービング工法を用いると、鉱体ＭＧの鉱石ＭＲを効率よく採掘することができる。ブロックケービング工法において、通常、ドローポイントＤＰは複数設けられる
【００１９】
本実施形態においては、地上に管理装置３が配置される。管理装置３は、地上の管理施設内に設置される。管理装置３は、原則として移動を考慮していないものである。管理装置３は、採掘現場を管理する。管理装置３は、無線通信装置４及びアンテナ４Ａを備える通信システムを介して、運搬機械１０及び積込機械３０を含む坑内の作業機械と通信可能である。本実施形態において、運搬機械１０及び積込機械３０は、無人で稼働する作業機械であるが、オペレーターの操作により稼働する有人の作業機械であってもよい。
【００２０】
＜坑内ＭＩについて＞
図２は、坑内ＭＩの一例及び鉱山の管理システムを示す模式図である。図３は、図２の一部を拡大した図である。これらの図に示すように、鉱脈ＭＧの下方Ｄに設置された坑道Ｒは、第１坑道ＤＲと、第２坑道ＣＲとを含む。坑道Ｒは、例えば、鉱体ＭＧの内部又は鉱体ＭＧの下方Ｄに設置される。本実施形態において、坑内ＭＩには、第１坑道ＤＲ及び第２坑道ＣＲは、それぞれ複数存在する。第２坑道ＣＲは、それぞれのドローポイントＤＰと第１坑道ＤＲとを接続する。積込機械３０は、第２坑道ＣＲを通ってドローポイントＤＰに接近することができる。本実施形態において、坑道Ｒは第３坑道ＴＲを含む。本実施形態において、複数（この例では２本）の第３坑道ＴＲが、複数の第１坑道ＤＲと接続されている。以下において、第１坑道ＤＲを適宜ドリフトＤＲといい、第２坑道ＣＲを適宜クロスカットＣＲといい、第３坑道ＴＲを適宜外周路ＴＲという。
【００２１】
図２に示すように、坑内ＭＩには、２本の外周路ＴＲが設置されている。それぞれの外周路ＴＲは、クロスカットＣＲのようにはドローポイントＤＰによって分断されていない。１本の外周路ＴＲは、複数のドリフトＤＲのそれぞれの一端部を接続し、もう１本の外周路ＴＲは、複数のドリフトＤＲのそれぞれの他端部を接続する。このように、すべてのドリフトＤＲは、２本の外周路ＴＲと接続されている。本実施形態においては、運搬機械１０及び積込機械３０は、いずれのドリフトＤＲであっても一方の外周路ＴＲから進入することができる。図３に示す例において、運搬機械１０及び積込機械３０は、ドリフトＤＲ内を矢印ＦＣの方向に進行する。
【００２２】
図２及び図３に示すように、運搬機械１０に対する積込機械３０による積込作業が行われる積込位置ＬＰは、クロスカットＣＲ又はその近傍に定められる。ドローポイントＤＰ及び積込位置ＬＰを含む領域を、積込場所ＬＡ、と称してもよい。
【００２３】
図２に示すように、坑内ＭＩには、運搬機械１０によって運搬された積荷としての鉱石ＭＲが排出される排土場所（オアパス）ＤＰが設けられる。運搬機械１０は、ドローポイントＤＰ近傍の積込場所ＬＡにおいて積込機械３０により積荷としての鉱石ＭＲを積み込まれた後、ドリフトＤＲを走行して、オアパスＯＰまで移動する。運搬機械１０は、到着したオアパスＯＰに積荷としての鉱石ＭＲを排出する。
【００２４】
本実施形態において、図２及び図３に示す運搬機械１０は、走行用の電動機と、この電動機に電力を供給する蓄電器とを有する。外周路ＴＲには、空間ＳＰが接続されている。外周路ＴＲと接続する空間ＳＰには、運搬機械１０に搭載された蓄電器を交換する蓄電器交換装置ＥＸが設置される。
【００２５】
以下の説明においては、便宜上、運搬機械１０が走行する坑道Ｒの路面とＸＹ平面とが実質的に平行であることとする。なお、実際には、坑道Ｒの路面は、凹凸を有していたり、上り坂及び下り坂を有していたりする場合が多い。
【００２６】
図２に示す鉱山の管理システム１は、管理装置３と、無線通信用のアンテナ４Ａとを含む。管理装置３は、例えば、坑内ＭＩで稼働する運搬機械１０及び積込機械３０の運行を管理する。運行の管理には、運搬機械１０及び積込機械３０の配車、運搬機械１０及び積込機械３０の稼働状態に関する情報（以下、適宜稼働情報という）の収集及びその管理等が含まれる。稼働情報は、例えば、運搬機械１０及び積込機械３０の稼働時間、走行距離、蓄電器の残量、異常の有無、異常の箇所、積載量等が含まれる。稼働情報は、主として運搬機械１０及び積込機械３０の運転評価、予防保全及び異常診断等に用いられる。したがって、稼働情報は、鉱山Ｍの生産性向上又は鉱山のオペレーションの改善といったニーズに応えるために有用である。
【００２７】
管理装置３は、後述するように通信装置を備えている。アンテナ４Ａを備えた無線通信装置４は、この通信装置と接続されている。管理装置３は、例えば、通信装置、無線通信装置４及びアンテナ４Ａを介して、坑内ＭＩで稼働する運搬機械１０及び積込機械３０との間で情報をやり取りする。鉱山の管理システム１が備える管理装置３は、前述したように運搬機械１０及び積込機械３０の運行を管理する。
【００２８】
本実施形態において、積込機械３０は、走行用の電動機によって走行し、電動機によって掻き込み装置を駆動して鉱石ＭＲを掘削する。図３に示すように、これらの電動機に積込機械３０の外部から電力を供給する給電ケーブル５が坑内ＭＩの坑道Ｒに設けられている。積込機械３０は、例えば、積込場所ＬＡに設けられた電力供給装置としての給電用のコネクタ６及び積込機械３０からの電力ケーブル７を介して、給電ケーブル５からの電力の供給を受ける。前述した電力供給装置は、ドリフトＤＲ又はクロスカットＣＲのいずれか一方に設けられていればよい。本実施形態において、積込機械３０は、外部から供給される電力によって走行及び掘削の少なくとも一方を行ってもよい。また、積込機械３０は、蓄電器を搭載し、この蓄電器から電力の供給を受けて走行及び掘削の少なくとも一方を行ってもよい。また、積込機械３０は、蓄電器を搭載し、この蓄電器から電力の供給を受けて走行及び掘削の少なくとも一方を行ってもよい。すなわち、積込機械３０は、外部から供給される電力及び蓄電器から供給される電力の少なくとも一方によって、走行及び掘削の少なくとも一方を行う。例えば、積込機械３０は、外部から供給される電力によって掘削を行い、蓄電器から供給される電力によって走行することができる。また、積込機械３０は、クロスカットＣＲ内を走行する場合は、外部から供給される電力により走行してもよい。本実施形態において、積込機械３０は、電動機によって油圧ポンプを駆動して油圧を発生させ、この油圧によって油圧モータを駆動することにより、鉱石ＭＲを掘削してもよい。また、積込機械３０は、蓄電器を備え、この蓄電器から供給される電力により走行し、掘削してもよい。
【００２９】
給電ケーブル５と積込機械３０からの電力ケーブル７との接続は、コネクタ６に限定されるものではない。例えば、坑道Ｒ側に設けられ、かつ給電ケーブル５と接続された電極と、積込機械３０側からの電力ケーブル７に接続された電極とを電力供給装置として用い、両方の電極を接触させて、給電ケーブル５から積込機械３０に電力を供給してもよい。このようにすると、両方の電極の位置決め精度が低くても両者を接触させて電力を積込機械３０に供給することができる。本実施形態では、積込機械３０は電力で動作するものとしたが、このようなものには限定されない。積込機械３０は、例えば、内燃機関によって走行したり鉱石ＭＲを掘削したりするものであってもよい。この場合、積込機械３０は、内燃機関によって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出される作動油によって、例えば、油圧モータ又は油圧シリンダ等を駆動することにより走行したり、鉱石ＭＲを掘削したりしてもよい。
【００３０】
＜鉱石ＭＲの掘削及び運搬＞
図４及び図５は、積込機械３０による地山ＲＭの鉱石ＭＲの掘削及び運搬機械１０への鉱石ＭＲの積込を示す図である。積込場所ＬＡは、ドローポイントＤＰに鉱石ＭＲの地山ＲＭが形成される。図４及び図５に示すように、積込機械３０は、積込場所ＬＡのクロスカットＣＲ内に設置されて、先端部が鉱石ＭＲの地山ＲＭに貫入してこれを掘削する。積込機械３０は、掘削した鉱石ＭＲを、地山ＲＭとは反対側であって、ドリフトＤＲ内に待機している運搬機械１０に積載する。ドリフトＤＲ内には、積込機械３０に電力を供給する給電ケーブル５が設けられている。
【００３１】
図４及び図５に示すように、積込機械３０は、車体３０Ｂと、搬送装置としてのフィーダー３１と、掘削装置としての回転ローラー３３と、回転ローラー３３を支持する支持機構３２と、走行装置３４とを含む。回転ローラー３３と支持機構３２とは、鉱石ＭＲを掘削してフィーダー３１に送り込む掻き込み装置として機能する。
【００３２】
支持機構３２は、車体３０Ｂに取り付けられる第１部材としてのブーム３２ａと、これに連結されて揺動し、かつ回転ローラー３３を回転可能に支持する第２部材としてのアーム３２ｂとを有する。積込機械３０の車体３０Ｂは、鉱石ＭＲの地山ＲＭに貫入する貫入部材３５と、回転体３６と、岩石ガード３７とを備える。貫入部材３５は、鉱石ＭＲの掘削時に地山ＲＭに貫入する。回転体３６は、積込機械３０の貫入部材３５が地山ＲＭに貫入するときに回転して、貫入を補助する。
【００３３】
運搬機械１０は、車体１０Ｂと、ベッセル１１とを含む。ベッセル１１は、車体１０Ｂに搭載される。ベッセル１１は、鉱石ＭＲを積荷として積載する。本実施形態において、ベッセル１１は、図４及び図５に示すように、車体１０Ｂの幅方向Ｗ、すなわち車軸と平行な方向に移動する。ベッセル１１は、運搬機械１０の走行時には車体１０Ｂの幅方向中央に設置される。また、ベッセル１１は、鉱石ＭＲの積載時において、車体１０Ｂの幅方向外側に移動する。その結果、運搬機械１０は、ベッセル１１を積込機械３０のフィーダー３１の下方Ｄに接近させることができるので、フィーダー３１によって搬送された鉱石ＭＲがベッセル１１外に落下する可能性を低減し、鉱石ＭＲをベッセル１１内に確実に落下させることができる。
【００３４】
本実施形態では、図４及び図５に示すように、積込機械３０は鉱石ＭＲの掘削及び掘削した鉱石ＭＲを運搬機械１０に搬送しこれに積載する。運搬機械１０は、積載された鉱石ＭＲを、図２に示すオアパスＯＰまで搬送し、ここに排出する。このとき、積込機械３０は、運搬機械１０が走行する空間をドリフトＤＲ内に残した状態でクロスカットＣＲに留まって、ドローポイントＤＰで鉱石ＭＲを掘削する。そして、積込機械３０は、掘削した鉱石ＭＲをドローポイントＤＰから離れる方向に搬送して、運搬機械１０に積み込む。積込機械３０は、掘削した鉱石ＭＲを積載した状態では移動しない。運搬機械１０は、ドローポイントＤＰで採掘された鉱石ＭＲを積載し、ドリフトＤＲを走行して図２に示すオアパスＯＰまで運搬する。
【００３５】
このように、本実施形態において、鉱山の管理システム１は、積込機械３０には鉱石ＭＲの掘削及び積込のみを行わせ、運搬機械１０には鉱石ＭＲの運搬のみを行わせるようにして、両者の機能を分離している。このため、積込機械３０は掘削作業及び搬送作業に専念でき、運搬機械１０は運搬作業に専念できる。すなわち、積込機械３０は鉱石ＭＲを運搬する機能を有していなくてもよく、運搬機械１０は鉱石ＭＲの掘削及び搬送する機能を有していなくてもよい。積込機械３０は、掘削及び搬送の機能に特化でき、運搬機械１０は鉱石ＭＲの運搬の機能に特化できるので、それぞれの機能を最大限発揮させることができる。結果として、鉱山の管理システム１は、鉱山Ｍの生産性を向上させることができる。
【００３６】
＜鉱山の管理システム１の管理装置３＞
図６は、鉱山の管理システム１が備える管理装置３の機能ブロック図の一例である。管理装置３は、処理装置３Ｃと、記憶装置３Ｍと、入出力部（Ｉ／Ｏ）３ＩＯとを含む。さらに、管理装置３は、入出力部３ＩＯに、出力装置としての表示装置８と、入力装置９と、通信装置３Ｒとが接続されている。管理装置３は、例えば、コンピュータである。処理装置３Ｃは、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）である。記憶装置３Ｍは、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ若しくはハードディスクドライブ等又はこれらを組み合わせたものである。入出力部３ＩＯは、処理装置３Ｃと、処理装置３Ｃの外部に接続する表示装置８、入力装置９及び通信装置３Ｒとの情報の入出力（インターフェース）に用いられる。
【００３７】
処理装置３Ｃは、運搬機械１０及び積込機械３０の配車並びにこれらの稼働情報の収集等といった管理装置３の処理を実行する。配車及び稼働情報の収集等の処理は、処理装置３Ｃがそれぞれに対応するコンピュータプログラムを記憶装置３Ｍから読み込んで実行することにより実現される。
【００３８】
記憶装置３Ｍは、処理装置３Ｃに各種の処理を実行させるための各種のコンピュータプログラムを記憶している。本実施形態において、記憶装置３Ｍが記憶しているコンピュータプログラムは、例えば、運搬機械１０及び積込機械３０の配車をするためのコンピュータプログラム、運搬機械１０及び積込機械３０の稼働情報を収集するためのコンピュータプログラム、稼働情報等に基づいて各種解析を実現するコンピュータプログラム等である。
【００３９】
表示装置８は、例えば、液晶ディスプレイ等であり、運搬機械１０及び積込機械３０の配車をしたり、稼働情報を収集したりする際に必要な情報を表示する。入力装置９は、例えば、キーボード、タッチパネル又はマウス等であり、運搬機械１０及び積込機械３０の配車をしたり、これらの稼働情報を収集したりする際に必要な情報を入力する。通信装置３Ｒは、アンテナ４Ａを備えた無線通信装置４と接続されている。前述したように、無線通信装置４及びアンテナ４Ａは坑内ＭＩに設置される。通信装置３Ｒと無線通信装置４とは有線で接続される。通信装置３Ｒと坑内ＭＩの運搬機械１０及び積込機械３０とは、例えば、無線ＬＡＮ（Local  Aria  Network）によって通信することができる。次に、運搬機械１０について、より詳細に説明する。
【００４０】
＜運搬機械１０＞
図７は、本実施形態に係る運搬機械１０の斜視図である。図８は、本実施形態に係る運搬機械１０の側面図である。運搬機械１０は、車体１０Ｂと、ベッセル１１と、車輪１２Ａ、１２Ｂとを含む。さらに、運搬機械１０は、蓄電器としての蓄電器１４と、アンテナ１５と、撮像装置１６Ａ、１６Ｂと、非接触センサ１７Ａ、１７Ｂとを有している。車輪１２Ａ、１２Ｂは、車体１０Ｂの前後にそれぞれ取り付けられる。本実施形態において、車輪１２Ａ、１２Ｂは、図８に示す、車体１０Ｂ内に搭載された電動機１３Ａ、１３Ｂによって駆動される。このように、運搬機械１０は、すべての車輪１２Ａ、１２Ｂが駆動輪となる。また、本実施形態において、車輪１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ操舵輪となる。本実施形態において、車輪１２Ａ、１２Ｂは、例えば、ソリッドタイヤである。このようにすることで、車輪１２Ａ、１２Ｂが小径となるので、運搬機械１０の高さが抑制される。運搬機械１０は、車輪１２Ａから車輪１２Ｂの方向及び車輪１２Ｂから車輪１２Ａの方向のいずれにも走行することができる。車輪１２Ａ、１２Ｂは、ソリッドタイヤに限定されるものではなく、例えば、空気入りタイヤ等であってもよい。また、車輪１２Ａ、１２Ｂのうち、一方のみが駆動輪であってもよい。
【００４１】
ベッセル１１は、車体１０Ｂの上方に搭載されて、車体１０Ｂに支持される。車体１０Ｂには、電動機１３Ａ、１３Ｂに電力を供給するための蓄電器１４が搭載される。本実施形態において、蓄電器１４の外形は、直方体状である。蓄電器１４は、車体１０Ｂの前後にそれぞれ１個ずつ搭載される。このようにすることで、運搬機械１０は、前後の質量のバランスが均等に近くなるので、安定して走行することができる。蓄電器１４は、車体１０Ｂに対して着脱可能に搭載される。蓄電器１４から供給される電力によって、運搬機械１０が有する電動機１３Ａ、１３Ｂ及び電子機器が作動する。本実施形態においては、運搬機械１０は電動としているが、内燃機関が動力源であってもよい。
【００４２】
車体１０Ｂには、アンテナ１５と、撮像装置１６Ａ、１６Ｂと、非接触センサ１７Ａ、１７Ｂとが取り付けられる。アンテナ１５は、図６に示すアンテナ４Ａ及び通信装置３Ｒを介して、管理装置３と無線通信する。撮像装置１６Ａ、１６Ｂは、ベッセル１１に積載された積荷、本実施形態では図３及び図４等に示す鉱石ＭＲの状態（荷姿）を撮影する。撮像装置１６Ａ、１６Ｂは、例えば、可視光を撮像するカメラであってもよいし、赤外線を撮像する赤外線カメラであってもよい。撮像装置１６Ａ、１６Ｂは、それぞれ車体１０Ｂの上面に取り付けられた支持柱１６ＡＳ、１６ＢＳの先端に取り付けられる。このような構造により、それぞれの撮像装置１６Ａ、１６Ｂは、ベッセル１１の全体を上方から撮像することができるので、ベッセル１１に積載された鉱石ＭＲの状態を確実に撮像することができる。
【００４３】
非接触センサ１７Ａ、１７Ｂは、車体１０Ｂの前後にそれぞれ取り付けられる。非接触センサ１７Ａ、１７Ｂは、運搬機械１０の周囲、特に進行方向側に存在する物体を非接触で検出する。非接触センサ１７Ａ、１７Ｂは、例えば、レーダー装置が用いられる。非接触センサ１７Ａ、１７Ｂは、電波又は超音波等を発射して、物体で反射した電波を受信して、物体との相対的な距離及び方位を検出可能である。非接触センサ１７Ａ、１７Ｂは、レーダー装置に限定されるものではない。非接触センサ１７Ａ、１７Ｂは、例えば、レーザスキャナ、及び３次元距離センサの少なくとも１つを含んでもよい。
【００４４】
運搬機械１０は、車体１０Ｂの前後に、それぞれ撮像装置としての周辺監視カメラ１７ＣＡ、１７ＣＢを備えている。周辺監視カメラ１７ＣＡ、１７ＣＢは、車体１０Ｂの周囲、特に前方を撮像して、車体１０Ｂの周囲に存在する物体の形状を検出する。
【００４５】
車体１０Ｂは、前後の間に凹部１０ＢＵを有している。凹部１０ＢＵは、車輪１２Ａと車輪１２Ｂとの間に配置される。ベッセル１１は、積込機械３０によって積荷としての鉱石ＭＲが積み込まれる部材である。ベッセル１１の少なくとも一部は、凹部１０ＢＵに配置される。
【００４６】
本実施形態において、車体１０Ｂの前後方向において車体１０Ｂの中心部ＡＸの一方側に配置される車体１０Ｂの一部分と他方側に配置される車体１０Ｂの一部分とは対称（前後対称）である。また、車体１０Ｂの前後方向において車体１０Ｂの中心部ＡＸの一方側に配置されるベッセル１１の一部分と他方側に配置されるベッセル１１の一部分とは対称（前後対象）である。また、車体１０Ｂ及びベッセル１１は、平面視において、車体１０Ｂの前後方向の中心軸に対して対称（左右対称）である。
【００４７】
ベッセル１１は、底面１１Ｂと、底面１１Ｂと接続する４個の側面１１ＳＦ、１１ＳＲ、１１ＳＡ、１１ＳＢとを含む。側面１１ＳＡ、１１ＳＢは、底面１１Ｂから垂直に立ち上がっている。側面１１ＳＦ、１１ＳＲは、底面１１Ｂに対してそれぞれ車輪１２Ａ、１２Ｂ側に傾斜している。底面１１Ｂと、４個の側面１１ＳＦ、１１ＳＲ、１１ＳＡ、１１ＳＢとによって凹部１１Ｕが形成される。凹部１１Ｕには、積荷としての鉱石ＭＲが積載される。車体１０Ｂの凹部１０ＢＵは、ベッセル１１の外形に沿った形状を有する。次に、ベッセル１１の支持構造について説明する。
【００４８】
図９は、本実施形態に係る運搬機械１０が備えるベッセル１１の支持構造を示す図である。図１０は、本実施形態に係る運搬機械１０の上面図である。図１１は、本実施形態に係る運搬機械１０がベッセルを傾斜させた状態を示す図である。ベッセル１１は、テーブル１１Ｔの上面に、ベッセル１１を昇降させるアクチュエータとしての油圧シリンダ（ホイストシリンダ）１１Ｃｂを介して載置されている。
【００４９】
テーブル１１Ｔは、車体１０Ｂの凹部１０ＢＵの上面に設けられた一対の支持体１１Ｒ、１１Ｒを介して車体１０Ｂに支持されている。支持体１１Ｒは、車体１０Ｂの幅方向に延在する棒状の部材である。それぞれの支持体１１Ｒ、１１Ｒは、テーブル１１Ｔの車体１０Ｂと対向する部分に設けられた一対の溝１１ＴＵ、１１ＴＵに嵌め合わされている。溝１１ＴＵ、１１ＴＵは、支持体１１Ｒが延在する方向、すなわち、車体１０Ｂの幅方向に向かって設けられている。このような構造により、テーブル１１Ｔは、支持体１１Ｒ、１１Ｒに沿って移動する。すなわち、テーブル１１Ｔは、運搬機械１０の車体１０Ｂの幅方向に向かって移動することができる。
【００５０】
テーブル１１Ｔと車体１０Ｂとの間には、テーブル１１Ｔを車体１０Ｂの幅方向に移動させるためのアクチュエータとして、油圧シリンダ（スライド用シリンダ）１１Ｃａが取り付けられている。油圧シリンダ１１Ｃａが伸縮することにより、テーブル１１Ｔは、車体１０Ｂの幅方向の両側に移動する。テーブル１１Ｔにはベッセル１１が取り付けられているので、図１０に示すように、ベッセル１１も、テーブル１１Ｔとともに車体１０Ｂの幅方向Ｗの両側に移動することができる。
【００５１】
積込機械３０から鉱石ＭＲがベッセル１１に積載されるときには、図５に示すように、ベッセル１１が積込機械３０側に移動する。このようにすることで、運搬機械１０は、鉱石ＭＲを確実にベッセル１１に積載することができる。また、ベッセル１１の一方に鉱石ＭＲが偏って積載された場合、運搬機械１０は、ベッセル１１を車体１０Ｂの幅方向に往復運動させることにより、鉱石ＭＲをベッセル１１の全体に分散させ、鉱石ＭＲの偏りを抑制することができる。
【００５２】
ベッセル１１は、油圧シリンダ１１Ｃｂが伸縮することにより昇降する。図１１は、油圧シリンダ１１Ｃｂが伸びてベッセル１１が傾いた状態を示している。ベッセル１１は、図１１に示すように、車体１０Ｂの幅方向Ｗの一方側の軸線Ｚｂを中心として揺動する。軸線Ｚｂは、テーブル１１Ｔに含まれており、かつ車体１０Ｂの前後方向と平行である。油圧シリンダ１１Ｃｂが伸びると、ベッセル１１は、軸線Ｚｂとは反対側が高くなり、車体１０Ｂの凹部１０ＢＵから突出する。その結果、ベッセル１１が傾斜し、軸線Ｚｂ側の蓋１１ＣＶが開いて、軸線Ｚｂ側から鉱石ＭＲが排出される。油圧シリンダ１１Ｃｂが縮むと、ベッセル１１は車体１０Ｂの凹部１０ＢＵに収まる。蓋１１ＣＶは、図示しないリンク機構により、ベッセル１１が昇降する動作に連動する。
【００５３】
本実施形態では、ベッセル１１は車体１０Ｂの幅方向Ｗの一方側に存在する軸線Ｚｂのみを中心として揺動するが、これに限定されない。例えば、ベッセル１１は、車体１０Ｂの一方側の軸線Ｚｂに加え、他方側に存在し、かつ車体１０Ｂの前後方向と平行なもう１つの軸線を中心として揺動してもよい。このようにすれば、運搬機械１０は、車体１０Ｂの幅方向Ｗの両側から鉱石ＭＲを排出することができる。
【００５４】
図１２は、運搬機械１０が備える制御装置７０を示すブロック図の一例である。運搬機械１０が備える制御装置７０は、運搬機械１０の走行及びベッセル１１の幅方向における移動及び昇降を制御する。制御装置７０は、処理装置７１と記憶装置７２とを備える。処理装置７１には、撮像装置１６Ａ、１６Ｂ、非接触センサ１７Ａ、１７Ｂ、周辺監視カメラ１７ＣＡ、１７ＣＢ、質量センサ１８、読取装置１９、測域センサ２０、ジャイロセンサ２１、速度センサ２２、加速度センサ２３、駆動制御装置２４、通信装置２５及び記憶装置７２等が接続されている。
【００５５】
撮像装置１６Ａ、１６Ｂ及び周辺監視カメラ１７ＣＡ、１７ＣＢは、ＣＣＤ又はＣＭＯＳのような撮像素子を含み、物体の光学像を取得して、その物体の外形を検出可能である。本実施形態において、撮像装置１６Ａ、１６Ｂ及び周辺監視カメラ１７ＣＡ、１７ＣＢの少なくとも一方は、ステレオカメラを含み、物体の３次元の外形データを取得可能である。撮像装置１６Ａ、１６Ｂ及び周辺監視カメラ１７ＣＡ、１７ＣＢは、撮像した結果を処理装置７１に出力する。処理装置７１は、撮像装置１６Ａ、１６Ｂの検出結果を取得し、これに基づいて、ベッセル１１における鉱石ＭＲの状態に関する情報を取得する。本実施形態において、ベッセル１１に積載された鉱石ＭＲの外形は、レーザスキャナー及び３次元距離センサの少なくとも１つを用いて検出されてもよい。
【００５６】
非接触センサ１７Ａ、１７Ｂは、処理装置７１と接続され、検出結果を処理装置７１に出力する。非接触センサ１７Ａ、１７Ｂは、取得した結果を処理装置７１に出力する。質量センサ１８は、ベッセル１１及びベッセル１１に積載された鉱石ＭＲの質量を検出する。ベッセル１１の質量は予め分かっているので、質量センサ１８の検出結果からベッセル１１の質量を減算すれば、ベッセル１１に積載された鉱石ＭＲの質量が得られる。質量センサ１８は、処理装置７１と接続されており、検出結果を処理装置７１に出力する。処理装置７１は、質量センサ１８の検出結果に基づいて、ベッセル１１に積み込まれた鉱石ＭＲの質量及びベッセル１１に鉱石ＭＲが積載されているか否かに関する情報を求める。質量センサ１８は、例えば、ベッセル１１とテーブル１１Ｔとの間に設けられるひずみゲージ式ロードセルでもよいし、油圧シリンダ１１Ｃｂの油圧を検出する圧力センサであってもよい。
【００５７】
読取装置１９は、ドリフトＤＲに設けられたマークの識別情報（固有情報）を検出する。マークは、ドリフトＤＲに沿って複数配置されている。マークは、バーコード及び２次元コードのような識別子（コード）でもよいし、ＩＣタグ又はＲＦＩＤのような識別子（タグ）でもよい。読取装置１９は、処理装置７１と接続され、検出結果を処理装置７１に出力する。
【００５８】
測域センサ２０は、運搬機械１０の車体１０Ｂの外側、例えば、前方及び後方に取り付けられて、運搬機械１０の周囲における空間の物理的な形状データを取得して出力する。ジャイロセンサ２１は、運搬機械１０の方位（方位変化量）を検出し、検出結果を処理装置７１に出力する。速度センサ２２は、運搬機械１０の走行速度を検出し、検出結果を処理装置７１に出力する。加速度センサ２３は、運搬機械１０の加速度を検出し、検出結果を処理装置７１に出力する。駆動制御装置２４は、例えば、マイクロコンピュータである。駆動制御装置２４は、処理装置７１からの指令に基づき、走行用の電動機１３Ａ、１３Ｂ、制動システム１３ＢＳ、操舵システム１３ＳＳ及び油圧ポンプ１３Ｐを駆動する電動機１３Ｃの動作を制御する。油圧ポンプ１３Ｐは、油圧シリンダ１１Ｃａ、１１Ｃｂに作動油を供給する装置である。本実施形態において、運搬機械１０は、走行用の電動機１３Ａ、１３Ｂによって走行するが、これに限定されない。例えば、運搬機械１０は、油圧ポンプ１３Ｐから吐出される作動油によって駆動する油圧モータによって走行してもよい。制動システム１３ＢＳ及び操舵システム１３ＳＳも、電動であってもよいし、油圧を利用して動作するものであってもよい。
【００５９】
本実施形態において、ドリフトＤＲにおいてマークが配置されている位置（絶対位置）に関する情報は、事前に測定された既知な情報である。マークの絶対位置に関する情報は、記憶装置７２に記憶されている。処理装置７１は、運搬機械１０に設けられている読取装置１９で検出したマークの検出結果（マークの識別情報）と、記憶装置７２の記憶情報とに基づいて、ドリフトＤＲにおける運搬機械１０の絶対位置を求めることができる。
【００６０】
測域センサ２０は、空間の物理的な形状データを出力可能な走査型の光波距離計を含む。測域センサ２０は、例えば、レーザスキャナー及び３次元距離センサの少なくとも１つを含み、２次元又は３次元の空間データを取得し、出力することができる。測域センサ２０は、積込機械３０及びドリフトＤＲの壁面の少なくとも一方を検出する。本実施形態において、測域センサ２０は、積込機械３０の形状データ、ドリフトＤＲの壁面の形状データ及びベッセル１１の積荷の形状データの少なくとも１つを取得可能である。また、測域センサ２０は、積込機械３０との相対位置（相対的な距離及び方位）及びドリフトＤＲの壁面との相対位置の少なくとも一方を検出可能である。測域センサ２０は、検出した情報を処理装置７１に出力する。
【００６１】
本実施形態において、ドリフトＤＲの壁面に関する情報が予め求められており、記憶装置７２に記憶されている。すなわち、ドリフトＤＲの壁面に関する情報は、事前に測定された既知の情報である。ドリフトＤＲの壁面に関する情報は、壁面の複数の部分におけるそれぞれの形状に関する情報及びそれら壁面の部分それぞれの絶対位置に関する情報を含む。記憶装置７２には、壁面の複数の部分の形状と、その形状を有する壁面の部分におけるそれぞれの絶対位置との関係が記憶されている。処理装置７１は、運搬機械１０に設けられている測域センサ２０が検出したドリフトＤＲの壁面の検出結果（壁面の形状データ）と、記憶装置７２の記憶情報とに基づいて、ドリフトＤＲにおける運搬機械１０の絶対位置及び方位を求めることができる。
【００６２】
処理装置７１は、読取装置１９及び測域センサ２０の少なくとも一方を用いて導出された運搬機械１０の現在位置（絶対位置）に基づいて、坑内ＭＩの決められた経路（目標経路）にしたがって運搬機械１０が走行するように、ドリフトＤＲを走行する運搬機械１０を制御する。
【００６３】
処理装置７１は、例えば、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータである。処理装置７１は、非接触センサ１７Ａ、１７Ｂ、読取装置１９及び測域センサ２０等の検出結果に基づいて、駆動制御装置２４を介して走行用の電動機１３Ａ、１３Ｂ、制動システム１３ＢＳ及び車輪１２Ａ、１２Ｂの操舵システム１３ＳＳを制御する。そして、処理装置７１は、所定の走行速度及び加速度で、前述した目標経路にしたがって運搬機械１０を走行させる。
【００６４】
記憶装置７２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ及びハードディスクドライブの少なくとも１つを含み、処理装置７１と接続される。記憶装置７２は、処理装置７１が運搬機械１０を自律走行させるために必要なコンピュータプログラム及び各種の情報を記憶している。通信装置２５は、処理装置７１と接続され、積込機械３０に搭載された通信装置及び管理装置３の少なくとも一方との間でデータ通信する。
【００６５】
本実施形態において、運搬機械１０は、無人車両であり、自律走行が可能である。通信装置２５は、管理装置３及び積込機械３０の少なくとも一方から送信された情報（指令信号を含む）を受信可能である。また、通信装置２５は、撮像装置１６Ａ、１６Ｂ、周辺監視カメラ１７ＣＡ、１７ＣＢ、速度センサ２２及び加速度センサ２３等が検出した情報を管理装置３及び積込機械３０の少なくとも一方に送信可能である。運搬機械１０は、周辺監視カメラ１７ＣＡ、１７ＣＢ及び非接触センサ１７Ａ、１７Ｂの少なくとも一方が取得した運搬機械１０の周辺の情報を管理装置３に送信し、この周辺の情報を基に、オペレーターが運搬機械１０を遠隔操作することもできる。このように、運搬機械１０は、自律走行のみならず、オペレーターの操作によっても走行し、ベッセル１１をスライド及び昇降させることができる。
【００６６】
例えば、速度センサ２２及び加速度センサ２３等が検出した情報を取得した管理装置３は、この情報を運搬機械１０の稼働情報として、例えば、記憶装置３Ｍに蓄積する。また、周辺監視カメラ１７ＣＡ、１７ＣＢが撮像した情報を管理装置３が取得した場合、オペレーターは、周辺監視カメラ１７ＣＡ、１７ＣＢが撮像した運搬機械１０の周辺の画像を視認しながら、運搬機械１０を操作することもできる。さらに、質量センサ１８が検出したベッセル１１の鉱石ＭＲの質量に関する情報を取得した積込機械３０は、この情報に基づいて、ベッセル１１への鉱石ＭＲの積載量を制御することもできる。次に、積込機械３０について説明する。
【００６７】
＜積込機械３０＞
図１３は、本実施形態に係る積込機械３０の側面図である。図１４は、本実施形態に係る積込機械３０の上面図である。図１５は、本実施形態に係る積込機械３０の正面図である。図１３は、積込機械３０が地山ＲＭの鉱石ＭＲを掘削し、掘削した鉱石ＭＲを搬送する状態を示している。積込機械３０は、クロスカットＣＲ内で鉱石ＭＲの地山ＲＭを掘削し、掘削した鉱石ＭＲを図７及び図８等に示す運搬機械１０のベッセル１１に積載する。積込機械３０の車体３０Ｂには、フィーダー３１と、支持機構３２と、走行装置３４と、貫入部材３５と、回転体３６と、岩石ガード３７とが取り付けられる。貫入部材３５が取り付けられている側が積込機械３０の前方であり、貫入部材３５が取り付けられている側とは反対側が積込機械３０の後方である。なお、積込機械３０は、回転体３６及び岩石ガード３７を備えていなくてもよい。
【００６８】
フィーダー３１は、地山ＲＭから鉱石ＭＲを積み込んで、ドローポイントＤＰの地山ＲＭから離れる方向に搬送した後、排出する。すなわち、フィーダー３１は、積込機械３０の前方で積み込まれた鉱石ＭＲを後方に向かって搬送し、後方から排出する。フィーダー３１は、例えば、無端の搬送体として搬送ベルトを用い、これを一対のローラーに掛け回して回転させることにより、積込側３１Ｆから排出側３１Ｅに鉱石ＭＲを搬送する。積込側３１Ｆは、地山ＲＭ側であり、排出側３１Ｅは積込側３１Ｆとは反対側である。図１４に示すように、フィーダー３１は、幅方向Ｗの両側に、一対のガイド３１Ｇ、３１Ｇが設けられている。一対のガイド３１Ｇ、３１Ｇは、フィーダー３１から搬送途中の鉱石ＭＲが脱落することを抑制する。幅方向Ｗは、フィーダー３１が鉱石ＭＲを搬送する方向Ｆと直交する方向であり、フィーダー３１が備える一対のローラーの回転中心軸と平行な方向である。フィーダー３１の幅方向Ｗは、車体３０Ｂの幅方向でもある。フィーダー３１は、排出側３１Ｅに、鉱石ＭＲを運搬機械１０のベッセル１１内に導くためのガイド３９を備えている。フィーダー３１は、車体３０Ｂの前方、すなわちフィーダー３１の積込側３１Ｆの軸線を中心として揺動する。フィーダー３１は、地面Ｇに対する角度αを変更することができる。角度αは、フィーダー３１が備える一対のローラーの回転中心軸を結ぶ直線ＬＣと、地面Ｇとのなす角度である。
【００６９】
フィーダー３１に鉱石ＭＲを積み込むのは、回転ローラー３３である。回転ローラー３３は、フィーダー３１の積込側３１Ｆ、すなわちフィーダー３１の前方で回転しながら鉱石ＭＲをフィーダー３１に送り込む。このため、鉱石の掘削時において、回転ローラー３３は、ブーム３２ａとアーム３２ｂとを備える支持機構３２によってフィーダー３１の積込側３１Ｆに設置される。回転ローラー３３は、所定の軸線Ｚｒの周りを回転する回転部材３３Ｄ及び回転部材３３Ｄの外周部に設けられて鉱石ＭＲと接触して掘削する接触部材３３Ｂとを有する。本実施形態において、接触部材３３Ｂは、回転部材３３Ｄからその径方向外側に突出し、かつ回転部材３３Ｄの周方向に沿って所定の間隔で設けられた複数の板状部材である。接触部材３３Ｂの板面と平行な平面は、軸線Ｚｒとは直交しない。本実施形態において、接触部材３３Ｂの板面と平行な平面は、軸線Ｚｒと平行になっている。接触部材３３Ｂは、先端部、すなわち回転部材３３Ｄ側とは反対側の端部が、掘削対象である地山ＲＭに食い込むように曲げられていてもよい。
【００７０】
回転ローラー３３が回転することにより、接触部材３３Ｂは、上方Ｕに位置する場合にフィーダー３１から遠ざかり、下方Ｄに位置する場合にフィーダー３１に近づく。この動きによって、複数の接触部材３３Ｂは、地山ＲＭから鉱石ＭＲを掘削してフィーダー３１に送り込む。複数の接触部材３３Ｂは、回転部材３３Ｄとともに回転しているので、連続して鉱石ＭＲを掘削して、フィーダー３１に送り込むことができる。
【００７１】
回転ローラー３３を回転可能に支持する支持機構３２は、車体３０Ｂに取り付けられるブーム３２ａと、ブーム３２ａに連結されるアーム３２ｂとを有する。ブーム３２ａは、例えば、シャフト３８Ａを介して積込機械３０の車体３０Ｂに取り付けられて、シャフト３８Ａを中心として車体３０Ｂに対して揺動する。アーム３２ｂは、例えば、シャフト３８Ｂを介してブーム３２ａの車体３０Ｂとは反対側の端部と連結されて、ブーム３２ａに対してシャフト３８Ｂを中心として揺動する。アーム３２ｂは、ブーム３２ａと連結されている端部とは反対側の端部で、回転ローラー３３を回転可能に支持する。ブーム３２ａ及びアーム３２ｂは、例えば、アクチュエータとしての油圧シリンダによって駆動されて揺動してもよいし、電動機又は油圧モータによって駆動されて揺動してもよい。
【００７２】
ブーム３２ａは、車体３０Ｂに対して第１の軸線Ｚａの周りを揺動し、アーム３２ｂは、第１の軸線Ｚａと平行な軸線Ｚａ’の周りを揺動する。第１の軸線Ｚａは、ブーム３２ａと車体３０Ｂとを連結するシャフト３８Ａの中心軸であり、第１の軸線Ｚａと平行な軸線Ｚａ’は、ブーム３２ａとアーム３２ｂとを連結するシャフト３８Ｂの中心軸である。本実施形態において、アーム３２ｂは、さらに、第１の軸線Ｚａと直交する第２の軸線と平行な軸線の周りを揺動してもよい。このようにすると、回転ローラー３３が移動できる範囲が大きくなるので、掘削作業の自由度が向上する。
【００７３】
ブーム３２ａは、車体３０Ｂの幅方向Ｗの両側、本実施形態においてはフィーダー３１の幅方向Ｗの両側に設けられた一対の棒状部材（第１棒状部材）である。アーム３２ｂは、それぞれのブーム３２ａに連結された一対の棒状部材（第２棒状部材）である。図１４に示すように、一対のアーム３２ｂは、両者の間に回転ローラー３３を支持している。本実施形態において、一対のブーム３２ａは、梁３２Ｊによって連結されている。このような構造により、支持機構３２の剛性が向上するので、鉱石ＭＲの掘削時には、支持機構３２が回転ローラー３３を確実に地山ＲＭに押し付けることができるので、鉱石ＭＲの掘削効率の低下が抑制される。また、一対のアーム３２ｂを棒状又は板状の部材で連結してもよい。このようにすれば、支持機構３２の剛性がさらに向上するのでより好ましい。
【００７４】
支持機構３２は、ブーム３２ａが車体３０Ｂに対して揺動し、アーム３２ｂがブーム３２ａに対して揺動することにより、回転ローラー３３が移動する。支持機構３２は、回転ローラー３３を移動させることにより、回転ローラー３３とフィーダー３１及び車体３０Ｂとの相対的な位置関係を変更することができる。また、支持機構３２は、回転ローラー３３を移動させることによって、地山ＲＭの異なる位置を掘削したり、回転ローラー３３を地山ＲＭからフィーダー３１に向かって移動させることにより地山ＲＭから鉱石ＭＲをフィーダー３１側に掻き込んだりすることができる。また、例えば、積込機械３０の走行中、前方に物体が存在して走行の妨げとなっている場合において、支持機構３２は、回転ローラー３３を用いて物体をフィーダー３１に向かって掻き込んでからフィーダー３１に送り込むことにより、積込機械３０の進行方向前方の物体を取り除くこともできる。
【００７５】
本実施形態において、回転ローラー３３は、図１４に示すように、アーム３２ｂの先端部に取り付けられた電動機３３Ｍによって回転する。回転ローラー３３を駆動させる装置は電動機３３Ｍに限定されるものではなく、例えば、油圧モータであってもよい。また、電動機３３Ｍが取り付けられる箇所はアーム３２ｂの先端部に限定されるものではない。
【００７６】
車体３０Ｂには、これを走行させる走行装置３４が取り付けられている。走行装置３４は、車体３０Ｂの幅方向両側に設けられた一対の履帯３４Ｃと、車体３０Ｂの幅方向両側に設けられた一対の駆動輪３４Ｄと、車体３０Ｂの幅方向両側に設けられた一対の従動輪３４Ｓとを含む。駆動輪３４Ｄと従動輪３４Ｓとに履帯３４Ｃが掛け回されている。それぞれの駆動輪３４Ｄは、別個に独立して駆動される。本実施形態において、積込機械３０は、それぞれの駆動輪３４Ｄに走行用の電動機を備えている。このような構造により、一対の履帯３４Ｃ、３４Ｃは、別個独立に駆動される。
【００７７】
車体３０Ｂには、貫入部材３５が取り付けられる。貫入部材３５は、車体３０Ｂのフィーダー３１の積込側３１Ｆに配置される。貫入部材３５は、錐体の形状をした部材であり、本実施形態では四角錐の形状である。貫入部材３５の形状は、四角錐の形状に限定されるものではなく、例えば、三角錐の形状であってもよい。貫入部材３５は、錐体の頂部が車体３０Ｂの前方になるように、車体３０Ｂに取り付けられる。このようにすることで、積込機械３０が地山ＲＭに貫入するときには、貫入部材３５が頂部から地山ＲＭに貫入する。
【００７８】
貫入部材３５は、積込機械３０の掘削時において、錐体の頂部から地山ＲＭに貫入して、地山ＲＭを突き崩す。貫入部材３５が地山ＲＭに貫入する場合、走行装置３４は、フィーダー３１及び貫入部材３５が取り付けられた車体３０Ｂを前方に走行させ、かつフィーダー３１を動作させながら貫入部材３５を地山ＲＭに貫入させる。このとき、フィーダー３１は、上方の搬送ベルトが積込側３１Ｆから排出側３１Ｅに向かって移動する。積込機械３０は、貫入時において、このようにフィーダー３１を動作させることで、フィーダー３１の駆動力を貫入に利用できるので、地山ＲＭにより深く貫入することができる。
【００７９】
車体３０Ｂの幅方向両側、すなわち、フィーダー３１の搬送方向と直交する方向における両側には、一対の回転体３６が設けられる。一対の回転体３６は、走行装置３４の前方であってフィーダー３１の積込側３１Ｆに配置される。回転体３６は、所定の軸線周りを回転するドラム３６Ｄの周囲に複数の羽根３６Ｂが所定の間隔で設けられた構造体である。回転体３６は、例えば、電動機によって駆動される。回転体３６は、フィーダー３１を駆動する電動機によって駆動されてもよい。この場合、フィーダー３１の駆動と回転体３６の駆動とをクラッチ等で切り替えられるようにしてもよい。例えば、クラッチを係合させた場合にはフィーダー３１と回転体３６とが同時に回転し、クラッチを開放するとフィーダー３１のみが回転するようにすることができる。
【００８０】
回転体３６は、貫入部材３５が地山ＲＭに貫入するときには、積込機械３０の車体３０Ｂを地面Ｇに押し付ける方向に回転する。具体的には、回転体３６は、地山ＲＭ側の羽根３６Ｂが下方Ｄから上方Ｕに向かうように、また、走行装置３４側の羽根３６Ｂが上方Ｕから下方Ｄに向かうように回転する。このようにすることで、回転体３６は、地山ＲＭ側の羽根３６Ｂが地山ＲＭに接触すると、車体３０Ｂの前方を下方Ｄに向かって押し下げるので、走行装置３４の履帯３４Ｃが地面Ｇに対してより強く押し付けられる。その結果、履帯３４Ｃと地面Ｇとの間の摩擦力が増加するので、走行装置３４は、貫入部材３５を地山ＲＭに貫入させやすくなる。積込機械３０の地山ＲＭへの貫入が終了し、回転ローラー３３による掘削及びフィーダー３１による積み込みが開始されるときには、回転体３６の回転は停止する。
【００８１】
回転体３６と走行装置３４の履帯３４Ｃとの間には、岩石ガード３７が設けられる。本実施形態において、岩石ガード３７は、車体３０Ｂに取り付けられている。岩石ガード３７は、例えば、掘削中に回転ローラー３３から飛来する鉱石ＭＲから走行装置３４を保護したり、積込機械３０の走行時において坑道内に存在する岩石等から走行装置３４を保護したりする。岩石ガード３７によって、走行装置３４の耐久性低下が抑制される。
【００８２】
本実施形態において、車体３０Ｂは、車体３０Ｂの幅方向外側に向かって伸びて、ドローポイントＤＰにつながるクロスカットＣＲの壁面ＣＲＷに押し付けられる固定装置３０Ｆを有する。本実施形態では、固定装置３０Ｆを車体３０Ｂの幅方向両側にそれぞれ１個ずつ、対向するように設けてあるが、固定装置３０Ｆの数及び設置箇所はこれに限定されるものではない。例えば、固定装置３０Ｆは、車体３０Ｂの上方に設けられていてもよい。本実施形態において、固定装置３０Ｆは、例えば、油圧シリンダ３０ＦＣと、油圧シリンダ３０ＦＣのピストンの先端に設けられた押付部材３０ＦＰとを有する。積込機械３０の掘削時及び鉱石ＭＲの搬送時において、固定装置３０Ｆは、積込機械３０をクロスカットＣＲ内に固定する。具体的には、固定装置３０Ｆは、油圧シリンダ３０ＦＣを伸ばして押付部材３０ＦＰを壁面ＣＲＷに押し付けることにより、これらを介してクロスカットＣＲ内に積込機械３０の車体３０Ｂを固定する。このようにすることで、積込機械３０が地山ＲＭを掘削するときに発生する反力は、固定装置３０Ｆを介してクロスカットＣＲが受けることができる。その結果、積込機械３０は、姿勢が安定するので、安定して地山ＲＭを掘削することができる。固定装置３０Ｆと車体３０Ｂとの間に油圧シリンダを設け、固定装置３０ＦをクロスカットＣＲの壁面ＣＲＷに固定した後に、油圧シリンダの駆動力を利用して車体を貫入させてもよい。
【００８３】
車体３０Ｂの幅方向両側又は上方に固定装置３０Ｆを設ける場合、積込機械３０の貫入時には、固定装置３０Ｆによる固定は解除される。本実施形態では、油圧シリンダ３０ＦＣが縮んだ状態となり、押付部材３０ＦＰが壁面ＣＲＷを押さないようになる。積込機械３０の掘削時において、固定装置３０Ｆが動作して、積込機械３０をクロスカットＣＲ内に固定する。掘削中、積込機械３０が地山ＲＭに対してさらに貫入したり、地山ＲＭから遠ざかったりする場合には、固定装置３０Ｆによる固定が解除された後に、走行装置３４が積込機械３０を移動させる。
【００８４】
図１３に示すように、固定装置３０Ｆを車体３０Ｂの後方、すなわち、フィーダー３１の排出側３１Ｅに設け、クロスカットＣＲ内の地面Ｇから突出させた反力受けＴＧと車体３０Ｂとの間に固定装置３０Ｆを介在させて、前述した反力を受けてもよい。掘削時においては、積込機械３０の前後方向の反力が大きいが、このような構造にすることにより、より効果的に掘削時の反力を受けることができる。また、積込機械３０は、固定装置３０Ｆを伸ばすことにより、掘削時における積込機械３０の位置の調整をすることもできる。なお、積込機械３０は、固定装置３０Ｆを備えていなくてもよい。
【００８５】
本実施形態において、積込機械３０は、フィーダー３１に鉱石ＭＲが積み込まれる部分（積込側３１Ｆ）と、フィーダー３１から鉱石ＭＲが排出される部分（排出側３１Ｅ）との間に、鉱石ＭＲの排出と排出の停止とを切り替える切替機構８０が設けられる。切替機構８０は、支持体８１と、蓋８２と、蓋８２を開閉するアクチュエータとしての油圧シリンダ８３とを含む。支持体８１は、図１５に示すように、一端部が車体３０Ｂの幅方向両側、具体的にはフィーダー３１の幅方向両側に取り付けられる２本の脚部８１Ｒと、２本の脚部８１Ｒの他端部でこれらを連結する連結部８１Ｃとを含む、門型の部材である。２本の脚部８１Ｒと連結部８１Ｃとで囲まれる部分を、鉱石ＭＲが通過する。
【００８６】
蓋８２は、板状の部材であり、２本の脚部８１Ｒと連結部８１Ｃとで囲まれる部分に設けられる。蓋８２は、支持体８１の連結部８１Ｃ側に存在する所定の軸線Ｚｇ周りを回動する。蓋８２と支持体８１の連結部８１Ｃとの間には、油圧シリンダ８３が設けられる。油圧シリンダ８３が伸縮することにより、蓋８２は、２本の脚部８１Ｒと連結部８１Ｃとで囲まれる部分を開閉する。蓋８２が開くことによって、２本の脚部８１Ｒと連結部８１Ｃとで囲まれる部分を鉱石ＭＲが通過する。蓋８２が閉じることによって、鉱石ＭＲは、２本の脚部８１Ｒと連結部８１Ｃとで囲まれる部分を通過しない。このようにすることで、積込機械３０は、フィーダー３１からの鉱石ＭＲの排出量を調整することができる。
【００８７】
本実施形態において、積込機械３０は、情報収集装置４０を備える。情報収集装置４０は、車体３０Ｂの積込側３１Ｆ、すなわち前方に取り付けられる。より具体的には、情報収集装置４０が情報を収集する部分が、車体３０Ｂの積込側３１Ｆ、すなわち前方を向いて取り付けられる。情報収集装置４０は、３次元の空間データを取得し、出力する装置である。情報収集装置４０は、地山ＲＭの鉱石ＭＲの状態に関する情報としての鉱石情報を取得する。鉱石情報は、地山ＲＭの３次元の空間データである。
【００８８】
情報収集装置４０は、例えばカメラ、ステレオカメラ、レーザスキャナー又は３次元距離センサ等である。情報収集装置４０が情報を収集する部分は、カメラ又はステレオカメラの場合はレンズ、レーザスキャナー及び３次元距離センサの場合は受光部である。本実施形態において、情報収集装置４０としては、ステレオカメラが用いられる。本実施形態において、積込機械３０は、３個の情報収集装置４０を支持機構３２の梁３２Ｊに取り付けている。すなわち、複数の情報収集装置４０は、車体３０Ｂの幅方向において複数箇所に設置される。このようにすることで、積込機械３０は、１つの情報収集装置４０の撮像対象がアーム３２ｂに隠れる場合でも、他の情報収集装置４０によって撮像対象の鉱石情報を得ることができる。
【００８９】
本実施形態において、積込機械３０が備える制御装置は、情報収集装置４０が収集した鉱石情報を用いて積込機械３０の動作を制御する。例えば、前述した制御装置は、情報収集装置４０が取得した鉱石情報に基づいて、フィーダー３１、回転ローラー３３、支持機構３２及び走行装置３４の少なくとも１つを制御する。このようにすることで、積込機械３０は、地山ＲＭ及び鉱石ＭＲの状態に応じて柔軟に動作することができるので、例えば、鉱山Ｍの生産効率が向上する。
【００９０】
本実施形態において、積込機械３０は、車体３０Ｂの排出側３１Ｅ、すなわち後方に情報収集装置４１を備える。より具体的には情報収集装置４１が情報を収集する部分が、車体３０Ｂの排出側３１Ｅ、すなわち後方を向いて取り付けられる。情報収集装置４１は、前述した情報収集装置４０と同様に、３次元の空間データを取得し、出力する装置である。情報収集装置４１は、図４及び図５に示す運搬機械１０のベッセル１１に積載された鉱石ＭＲの状態に関する情報としての積荷情報を取得する。積荷情報は、鉱石ＭＲの３次元の空間データである。
【００９１】
情報収集装置４１は、前述した情報収集装置４０と同様に、例えばカメラ、ステレオカメラ、レーザスキャナー又は３次元距離センサ等である。情報収集装置４１が情報を収集する部分は、カメラ又はステレオカメラの場合はレンズ、レーザスキャナー及び３次元距離センサの場合は受光部である。本実施形態において、情報収集装置４１としては、ステレオカメラが用いられる。本実施形態において、積込機械３０は、２個の情報収集装置４１をフィーダー３１の幅方向両側に取り付けている。すなわち、複数の情報収集装置４１は、車体３０Ｂの幅方向において複数箇所に設置される。このようにすることで、積込機械３０は、１つの情報収集装置４１の撮像対象が坑道の影等に隠れる場合でも、他の情報収集装置４１によって撮像対象の鉱石情報を得ることができる。
【００９２】
本実施形態において、積込機械３０が備える制御装置は、情報収集装置４１が収集した積荷情報を用いて積込機械３０及び運搬機械１０の少なくとも一方を制御する。例えば、前述した制御装置は、情報収集装置４１が取得した積荷情報に基づいて、回転ローラー３３、フィーダー３１又は切替機構８０等の動作を制御したり、運搬機械１０が備えるベッセル１１の位置又はベッセル１１の運動を制御したりする。このようにすることで、積込機械３０は、運搬機械１０のベッセル１１に積載された鉱石ＭＲの状態に応じて、鉱石ＭＲの搬送量を変更したり、ベッセル１１の位置を調整したりすることができるので、例えば、鉱山Ｍの生産効率が向上する。
【００９３】
図１６は、本実施形態に係る積込機械３０が走行するときの姿勢を示す図である。積込機械３０が走行する場合、フィーダー３１地面Ｇに対する角度αは、積込機械３０が鉱石ＭＲを掘削及び搬送する場合（図１３参照）と比較して小さくなる。すなわち、フィーダー３１が備える一対のローラーの回転中心軸を結ぶ直線ＬＣは、地面Ｇに対してより平行に近くなる。このようにすると、積込機械３０の前方、すなわち進行方向側に配置されるフィーダー３１の積込側３１Ｆが地面と離れるので、積込機械３０の走行時にフィーダー３１と地面Ｇとが干渉する可能性を低減できる。
【００９４】
図１６に示すように、積込機械３０が走行する場合、支持機構３２は折り畳まれる。そして、回転ローラー３３は、積込機械３０が鉱石ＭＲを掘削及び搬送する場合（図１３参照）と比較して、よりフィーダー３１に近い位置に移動する。このため、積込機械３０は、重心から車体３０Ｂの前後方向に離れた位置に存在していた回転ローラー３３が、より重心に近い位置に移動することになるので、前後の質量のバランスが向上する。その結果、積込機械３０は、安定して走行することができる。
【００９５】
図１７は、本実施形態に係る積込機械３０が備える制御装置７５を示すブロック図の一例である。積込機械３０が備える制御装置７５は、フィーダー３１、支持機構３２、回転ローラー３３、走行装置３４、回転体３６及び切替機構８０を制御する。制御装置７０は、処理装置７６と記憶装置７７とを備える。処理装置７６には、情報収集装置４０に対応する前方撮像装置４０Ｃ、情報収集装置４１に対応する後方撮像装置４１Ｃ、非接触センサ４２、読取装置４３、測域センサ４４、ジャイロセンサ４５、速度センサ４６、加速度センサ４７、駆動制御装置４８、通信装置５２及び記憶装置７７等が接続されている。非接触センサ４２、読取装置４３、測域センサ４４は、積込機械３０の車体３０Ｂの外部に取り付けられる。
【００９６】
前方撮像装置４０Ｃ及び後方撮像装置４１Ｃは、ＣＣＤ又はＣＭＯＳのような撮像素子を含み、物体の光学像を取得して、その物体の外形を検出可能である。本実施形態において、前方撮像装置４０Ｃ及び後方撮像装置４１Ｃは、ステレオカメラを含み、物体の３次元の外形データを取得可能である。前方撮像装置４０Ｃ及び後方撮像装置４１Ｃは、撮像した結果を処理装置７６に出力する。処理装置７６は、前方撮像装置４０Ｃの検出結果を取得し、これに基づいて前述した鉱石情報を得る。また、処理装置７６は、後方撮像装置４１Ｃの検出結果を取得し、これに基づいて前述した積荷情報を得る。本実施形態において、地山ＲＭの鉱石ＭＲの外形及びベッセル１１に積載された鉱石ＭＲの外形は、レーザスキャナー及び３次元距離センサの少なくとも１つを用いて検出されてもよい。
【００９７】
非接触センサ４２は、積込機械３０の周囲に存在する物体を検出する。非接触センサ４２は、処理装置７６と接続され、検出結果を処理装置７６に出力する。非接触センサ４２は、取得した結果を処理装置７６に出力する。読取装置４３は、ドリフトＤＲ又はクロスカットＣＲに設けられたマークの識別情報（固有情報）を検出する。マークは、ドリフトＤＲ又はクロスカットＣＲに沿って複数配置されている。読取装置４３は、処理装置７６と接続され、検出結果を処理装置７６に出力する。マークは、バーコード及び２次元コードのような識別子（コード）でもよいし、ＩＣタグ又はＲＦＩＤのような識別子（タグ）でもよい。
【００９８】
本実施形態において、ドリフトＤＲ又はクロスカットＣＲにおいてマークが配置されている位置（絶対位置）に関する情報は、事前に測定された既知な情報である。マークの絶対位置に関する情報は、記憶装置７７に記憶されている。処理装置７６は、積込機械３０に設けられている読取装置４３で検出したマークの検出結果（マークの識別情報）と、記憶装置７７の記憶情報とに基づいて、ドリフトＤＲ又はクロスカットＣＲにおける積込機械３０の絶対位置を求めることができる。
【００９９】
測域センサ４４は、空間の物理的な形状データを取得して出力する。ジャイロセンサ４５は、積込機械３０の方位（方位変化量）を検出し、検出結果を処理装置７６に出力する。速度センサ４６は、積込機械３０の走行速度を検出し、検出結果を処理装置７６に出力する。加速度センサ４７は、積込機械３０の加速度を検出し、検出結果を処理装置７６に出力する。駆動制御装置４８は、例えば、マイクロコンピュータである。駆動制御装置４８は、処理装置７６からの指令に基づき、図１３に示す回転ローラー３３を駆動する電動機３３Ｍ、走行装置３４が備える電動機４８Ｌ、４８Ｒ、支持機構３２のブーム３２ａを揺動させる電動機４９、アーム３２ｂを揺動させる電動機５０、フィーダー３１を駆動する電動機５１Ｆ、回転体３６を回転させる電動機５１Ｒ、油圧ポンプ８５を駆動する電動機８６の動作を制御する。油圧ポンプ８５は、切替機構８０が備える油圧シリンダ８３、フィーダー３１の姿勢を変更するアクチュエータとしての油圧シリンダ８７及び固定装置３０Ｆの油圧シリンダ３０ＦＣに作動油を供給する装置である。ブーム３２ａ及びアーム３２ｂは、油圧シリンダによって揺動させられてもよい。この場合、ブーム３２ａを揺動させるブームシリンダ及びアーム３２ｂを揺動させるアームシリンダには、油圧ポンプ８５から作動油が供給される。電動機４８Ｌは、図１４に示す一方の履帯３４Ｃを駆動し、電動機４８Ｒは、他方の履帯３４Ｃを駆動する。電動機４８Ｌは、図１４に示す一方の履帯３４Ｃを駆動し、電動機４８Ｒは、他方の履帯３４Ｃを駆動する。
【０１００】
本実施形態において、積込機械３０は、走行装置３４が備える電動機４８Ｌ、４８Ｒによって走行するが、これに限定されない。例えば、積込機械３０は、油圧ポンプ８５から吐出される作動油によって駆動する油圧モータによって走行してもよい。また、支持機構３２のブーム３２ａ及びアーム３２ｂ、回転ローター３３及び回転体３６並びにフィーダー３１も、油圧ポンプ８５から吐出される作動油によって駆動する油圧シリンダ又は油圧モータによって駆動されてもよい。
【０１０１】
測域センサ４４は、空間の物理的な形状データを出力可能な走査型の光波距離計を含む。測域センサ４４は、例えば、レーザレンジファインダ、レーザスキャナー及び３次元スキャナの少なくとも１つを含み、３次元の空間データを取得し、出力することができる。測域センサ４４は、運搬機械１０、ドリフトＤＲ及びクロスカットＣＲの壁面の少なくとも１つを検出する。本実施形態において、測域センサ４４は、運搬機械１０の形状データ、ドリフトＤＲ又はクロスカットＣＲの壁面の形状データ及び運搬機械１０が備えるベッセル１１の積荷の形状データの少なくとも１つを取得可能である。また、測域センサ４４は、運搬機械１０との相対位置（相対的な距離及び方位）及びドリフトＤＲ又はクロスカットＣＲの壁面との相対位置の少なくとも一方を検出可能である。測域センサ４４は、検出した情報を処理装置７６に出力する。
【０１０２】
本実施形態において、ドリフトＤＲ及びクロスカットＣＲの壁面に関する情報が予め求められており、記憶装置７７に記憶されている。すなわち、ドリフトＤＲの壁面に関する情報は、事前に測定された既知の情報である。ドリフトＤＲの壁面に関する情報は、壁面の複数の部分におけるそれぞれの形状に関する情報及びそれら壁面の部分それぞれの絶対位置に関する情報を含む。記憶装置７７には、壁面の複数の部分の形状と、その形状を有する壁面の部分におけるそれぞれの絶対位置との関係が記憶されている。処理装置７６は、積込機械３０に設けられている測域センサ２０が検出したドリフトＤＲの壁面の検出結果（壁面の形状データ）と、記憶装置７７の記憶情報とに基づいて、ドリフトＤＲにおける積込機械３０の絶対位置及び方位を求めることができる。
【０１０３】
処理装置７６は、読取装置４３及び測域センサ４４の少なくとも一方を用いて導出された積込機械３０の現在位置（絶対位置）に基づいて、坑内ＭＩの決められた経路（目標経路）にしたがって積込機械３０が走行するように、ドリフトＤＲ又はクロスカットＣＲを走行する積込機械３０を制御する。このとき、処理装置７６は、積込機械３０が指定されたドローポイントＤＰに配置されるように、これを制御する。
【０１０４】
処理装置７６は、例えば、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータである。処理装置７６は、前方撮像装置４０Ｃ、後方撮像装置４１Ｃ、非接触センサ４２、読取装置４３等の検出結果に基づいて、駆動制御装置４８を介して走行装置３４が備える電動機４８Ｌ、４８Ｒを制御する。そして、処理装置７６は、所定の走行速度及び加速度で、前述した目標経路にしたがって積込機械３０を走行させる。
【０１０５】
記憶装置７７は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ及びハードディスクドライブの少なくとも１つを含み、処理装置７６と接続される。記憶装置７７は、処理装置７６が積込機械３０を自律走行させるために必要なコンピュータプログラム及び各種の情報を記憶している。通信装置５２は、処理装置７６と接続され、運搬機械１０に搭載された通信装置及び管理装置３の少なくとも一方との間でデータ通信する。
【０１０６】
本実施形態において、積込機械３０は、無人車両であり、自律走行が可能である。通信装置５２は、管理装置３及び運搬機械１０の少なくとも一方から送信された情報（指令信号を含む）を、アンテナ５３を介して受信可能である。また、通信装置５２は、前方撮像装置４０Ｃ、後方撮像装置４１Ｃ、非接触センサ４２、読取装置４３、測域センサ４４、ジャイロセンサ４５、速度センサ４６及び加速度センサ４７等が検出した情報を管理装置３及び運搬機械１０の少なくとも一方に、アンテナ５３を介して送信可能である。積込機械３０は、自律走行が可能な無人車両に限定されない。例えば、管理装置３が、前方撮像装置４０Ｃが撮像した画像を取得して図６に示す表示装置８に表示し、オペレーターは、表示された画像を視認しながら積込機械３０の掘削、積込及び走行を遠隔操作により制御してもよい。また、管理装置３が、後方撮像装置４１Ｃが撮像した画像を取得して図６に示す表示装置８に表示し、オペレーターは、表示された画像を視認しながら積込機械３０の掘削及び積込並びに運搬機械１０のベッセル１１の動作を遠隔操作により制御してもよい。
【０１０７】
例えば、速度センサ４６及び加速度センサ４７等が検出した情報を取得した管理装置３は、この情報を積込機械３０の稼働情報として、例えば、記憶装置３Ｍに蓄積する。また、前方撮像装置４０Ｃ又は後方撮像装置４１Ｃが撮像した情報を管理装置３が取得した場合、オペレーターは、前方撮像装置４０Ｃ又は後方撮像装置４１Ｃが撮像した積込機械３０の周辺の画像を視認しながら、積込機械３０を操作することもできる。さらに、後方撮像装置４１Ｃが検出したベッセル１１の鉱石ＭＲの状態に関する情報を取得した運搬機械１０は、この情報に基づいて、ベッセル１１への鉱石ＭＲの積載量又はベッセル１１の位置を制御することもできる。本実施形態において、積込機械３０は、電動であるが、内燃機関が動力源であってもよい。次に、図２に示す空間ＳＰに設置されている蓄電器取扱装置ＥＸについて説明する。
【０１０８】
図１８は、本実施形態に係る鉱山の管理システム１が備える蓄電器交換装置ＥＸの一例を示す図である。蓄電器交換装置ＥＸは、空間ＳＰ内に設置されている。本実施形態において、空間ＳＰには、運搬機械１０及び積込機械３０を整備するための整備スペースＭＳが設けられている。蓄電器交換装置ＥＸは、蓄電器保持装置９０と、この両側に設置された一対のガイド９１ａ、９１ｂと、それぞれのガイド９１ａ、９１ｂに案内される交換用の台車９２ａ、９２ｂとを備える。蓄電器保持装置９０は、交換用の蓄電器１４を複数保持している。蓄電器保持装置９０は、放電された蓄電器１４を充電する充電器としての機能を有している。ガイド９１ａは蓄電器保持装置９０の一方に設けられ、ガイド９１ｂは蓄電器保持装置９０の他方に設けられる。ガイド９１ａは、蓄電器保持装置９０から空間ＳＰの出入口ＳＰＧに向かって延在した２本のレールである。ガイド９１ｂもガイド９１ａと同様である。台車９２ａは、ガイド９１ａに取り付けられて、ガイド９１ａに沿って移動し、台車９２ｂは、ガイド９１ｂに取り付けられて、ガイド９１ｂに沿って移動する。
【０１０９】
蓄電器１４を交換するために空間ＳＰに進入した運搬機械１０は、ガイド９１ａとガイド９１ｂとの間に停車する。このとき、運搬機械１０は、一方の蓄電器１４をガイド９１ａに向けて、他方の蓄電器１４をガイド９１ｂに向けて停車する。台車９２ａ及び台車９２ｂは、充電済みの蓄電池１４を蓄電器保持装置９０から受け取り、運搬機械１０に向かって移動する。台車９２ａ及び台車９２ｂは、運搬機械１０と対向する位置に移動したら、運搬機械１０に搭載されている放電された蓄電器１４を運搬機械１０から自身の上部に移動させる。次に、台車９２ａ及び台車９２ｂは、それぞれに積載されている充電済みの蓄電器１４が運搬機械１０と対向する位置まで移動する。その後、台車９２ａ及び台車９２ｂは、充電済みの蓄電池１４を運搬機械１０に積み込む。台車９２ａ及び台車９２ｂは、蓄電器保持装置９０の位置まで戻り、運搬機械１０から回収した蓄電器１４を蓄電器保持装置９０に移動させる。蓄電器保持装置９０は、この蓄電器を充電する。このようにして、運搬機械１０の蓄電器１４が交換される。
【０１１０】
運搬機械１０が備える蓄電器１４は、着脱可能でなくてもよい。この場合、蓄電器取扱装置ＥＸは、運搬機械１０が備える蓄電器１４を充電するものであってもよい。
【０１１１】
本実施形態において、運搬機械１０は蓄電器１４によって走行するため、空間ＳＰ内の蓄電器交換装置ＥＸを用いて放電された蓄電器１４が充電済みの蓄電器１４と交換される。積込機械３０は、前述したように、図３等に示す給電ケーブル５から電力を供給されて回転ローラー３３及びフィーダー３１等が動作する。積込機械３０は、自身が坑内を移動するため、例えば、異なるドローポイントＤＰに移動するために走行するが、この場合、給電ケーブル５から切り離される。このため、積込機械３０は、図１７に示す走行用の電動機４８Ｌ、４８Ｒを駆動するための蓄電器を備えている。この蓄電器は、積込機械３０がドローポイントＤＰで掘削及び鉱石ＭＲを搬送しているときに、給電ケーブル５から供給される電力によって充電される。積込機械３０の蓄電器は、例えば、使用により性能が許容値よりも低下したような場合に、例えば、空間ＳＰ内の整備スペースＭＳで交換される。
【０１１２】
＜運搬機械１０が走行する経路＞
図１９は、本実施形態に係る鉱山の管理システム１において、運搬機械１０が坑内ＭＩのドリフトＤＲを進行する方向を示す図である。以下の説明において、坑内ＭＩに設けられた複数のドリフトＤＲ、複数の外周路ＴＲ、複数のドローポイントＤＰ又は複数のオアパスＯＰを区別する場合には、符号ＤＲ、符号ＴＲ、符号ＤＰ又は符号ＯＰに符号ａ、ｂ等を付す。複数のドリフトＤＲ、複数の外周路ＴＲ、複数のドローポイントＤＰ及び複数のオアパスＯＰを区別しない場合、符号ａ、ｂ等は付さない。
【０１１３】
図１９に示す鉱山の採掘システム１では、坑内に、６本のドリフトＤＲａ、ＤＲｂ、ＤＲｃ、ＤＲｄ、ＤＲｅ、ＤＲｆと２本の外周路ＴＲａ、ＴＲｂとが形成されている。本実施形態において、ドリフトＤＲと、外周路ＴＲとで周回路ＣＤが形成される。具体的には、複数本のドリフトＤＲと、複数本の外周路ＴＲとが接続されて、１つの周回路ＣＤが形成される。例えば、２本のドリフトＤＲｂ、ＤＲｄと２本の外周路ＴＲａ、ＴＲｂとで周回路ＣＤａが形成される。また、２本のドリフトＤＲｃ、ＤＲｅと２本の外周路ＴＲａ、ＴＲｂとで周回路ＣＤｂが形成される。このように、本実施形態では、２本のドリフトＤＲと、２本の外周路ＴＲとで、１つの周回路ＣＤが形成される。この場合、１つの周回路ＣＤは、２本のドリフトＤＲと、２本の外周路ＴＲとによって形成されるが、１つの周回路ＣＤが有する２本のドリフトＤＲは、走行可能な方向が互いに異なっている。
【０１１４】
１本のドリフトＤＲには最大１台の積込機械３０が配置されることが好ましい。同一のドリフトに２台以上の積込機械３０が配置されていても、無駄が生じるためである。
【０１１５】
運搬機械１０がドローポイントＤＰで採掘された鉱石ＭＲを積載し、オアパスＯＰで排出する場合、この運搬機械１０が走行する周回路ＣＤは、オアパスＯＰａ及びオアパスＯＰｂの少なくとも一方を含むように形成されることが好ましい。鉱石ＭＲを積載せず、図７及び図８に示す蓄電器１４を交換するため、空間ＳＰに設置された蓄電器交換装置ＥＸに向かう運搬機械１０が走行する周回路ＣＤは、オアパスＯＰａ及びオアパスＯＰｂを含まなくてもよい。管理装置３は、運搬機械１０毎に、周回路ＣＤを任意に生成することができる。例えば、管理装置３は、運搬機械１０の状態に応じて周回路ＣＤを生成してもよい。一例として、管理装置３は、運搬機械１０が備える蓄電器１４の容量が所定の閾値を下回り、かつ運搬機械１０がベッセル１１に鉱石ＭＲを積載していな場合は、運搬機械１０が蓄電器交換装置ＥＸで蓄電器１４を交換するものとして、現在位置から空間ＳＰまでの最短の周回路ＣＤを生成することができる。
【０１１６】
ドリフトＤＲを走行する運搬機械１０は、周回路ＣＤを同一方向に走行する。本実施形態では、周回路ＣＤを右回りに走行する。その過程で、運搬機械１０は、ドローポイントＤＰで積込機械３０から鉱石ＭＲを積載される。そして、運搬機械１０は、積載された鉱石ＭＲをオアパスＯＰａ又はオアパスＯＰｂで排出する。例えば、周回路ＣＤａを走行する運搬機械１０は、ドリフトＤＲｂにつながっているドローポイントＤＰｂで、積込機械３０から鉱石ＭＲの積載を受ける。その後、運搬機械１０は、ドリフトＤＲｂ及び外周路ＴＲａを走行し、外周路ＴＲａに隣接して設けられたオアパスＯＰａに鉱石ＭＲを排出する。鉱石ＭＲを排出した運搬機械１０は、ドリフトＤＲｄを走行して、ドリフトＤＲｄにつながっているドローポイントＤＰｄで、積込機械３０から鉱石ＭＲの積載を受ける。その後、運搬機械１０は、ドリフトＤＲｄ及び外周路ＴＲｂを走行し、外周路ＴＲｂに隣接して設けられたオアパスＯＰｂに鉱石ＭＲを排出する。
【０１１７】
周回路ＣＤｂを走行する運搬機械１０は、ドリフトＤＲｃにつながっているドローポイントＤＰｃで、積込機械３０から鉱石ＭＲの積載を受ける。その後、運搬機械１０は、ドリフトＤＲｃ及び外周路ＴＲａを走行し、外周路ＴＲａに隣接して設けられたオアパスＯＰａに鉱石ＭＲを排出する。鉱石ＭＲを排出した運搬機械１０は、ドリフトＤＲｅを走行して、ドリフトＤＲｅにつながっているドローポイントＤＰｅで、積込機械３０から鉱石ＭＲの積載を受ける。その後、運搬機械１０は、ドリフトＤＲｅ及び外周路ＴＲｂを走行し、外周路ＴＲｂに隣接して設けられたオアパスＯＰｂに鉱石ＭＲを排出する。
【０１１８】
このように、運搬機械１０が周回路ＣＤを一方向に走行することにより、ドローポイントＤＰからオアパスＯＰの間を往復する場合と比較して、運搬機械１０のすれ違いを最小限に抑制できる。また、周回路ＣＤがオアパスＯＰａとオアパスＯＰｂとの両方を含むようにすると、運搬機械１０が周回路ＣＤを１周する間に鉱石ＭＲの積込と排出とを２回行うことができるので、鉱石ＭＲの搬送量を大きくすることができる。その結果、鉱山の管理システム１は、サイクルタイムを改善し、鉱山の生産性を向上させることができる。また、運搬機械１０が周回路ＣＤを一方向に走行することにより、運搬機械１０のすれ違いを抑制できるので、すれ違いに要する箇所を少なくすることができ、また、すれ違いが不要であればすれ違いに要する箇所を設けなくてもよい。その結果、坑道の幅を無闇に大きくする必要がなくなるので、坑道を掘削する手間、時間及び費用を抑制できる。
【０１１９】
本実施形態において、それぞれのドリフトＤＲにおいて、運搬機械１０等が走行する方向は、ドリフトＤＲ毎に一方の方向（一方通行）に決められている。すなわち、それぞれのドリフトＤＲは、一方向のみ走行可能である。運搬機械１０等が周回路ＣＤを右回りに走行する場合、例えば、周回路ＣＤａに含まれるドリフトＤＲｂの走行方向は、オアパスＯＰｂからオアパスＯＰａに向かう方向である。この場合、運搬機械１０は、オアパスＯＰａからオアパスＯＰｂに向かうようにドリフトＤＲｂを走行することはできない。
【０１２０】
運搬機械１０等が周回路ＣＤを一方向に走行する場合、管理装置３は、それぞれのドリフトＤＲにおいて、運搬機械１０が他の運搬機械又は積込機械３０とすれ違わないように、周回路ＣＤを生成する。例えば、管理装置３は、周回路ＣＤを生成する場合、既に生成されている周回路ＣＤに含まれる結果、走行する方向が一方向に定められているドリフトＤＲを逆走するような周回路ＣＤは生成することができない。管理装置３は、既に生成されている周回路ＣＤに含まれるドリフトＤＲを用いて、新たな周回路ＣＤを生成する場合、新たな周回路ＣＤの走行方向が、既に生成されている周回路ＣＤに含まれるドリフトＤＲの走行方向と一致するようにする。このようにすることで、周回路ＣＤでの運搬機械１０のすれ違いが低減又は回避される。
【０１２１】
鉱山の管理システム１において、オアパスＯＰａが設けられている外周路ＴＲａには６本のドリフトＤＲが接続されており、オアパスＯＰｂが設けられている外周路ＴＲｂにも６本のドリフトＤＲが接続されている。外周路ＴＲａが延びる方向において、オアパスＯＰａを基準としていずれの方向においても同数（本実施形態では３本）のドリフトＤＲが外周路ＴＲａに接続されている。同様に、外周路ＴＲｂが延びる方向において、オアパスＯＰｂを基準としていずれの方向においても同数（本実施形態では３本）のドリフトＤＲが外周路ＴＲｂに接続されている。このようなドリフトＤＲ及び外周路ＴＲを有する鉱山の管理システム１において、オアパスＯＰａとオアパスＯＰｂとの両方を含むようにする周回路ＣＤは、次の９パターンがある。
（１）パターン１：ドリフトＤＲａ、外周路ＴＲａ、ドリフトＤＲｆ、外周路ＴＲｂ
（２）パターン２：ドリフトＤＲａ、外周路ＴＲａ、ドリフトＤＲｅ、外周路ＴＲｂ  
（３）パターン３：ドリフトＤＲａ、外周路ＴＲａ、ドリフトＤＲｄ、外周路ＴＲｂ  
（４）パターン４：ドリフトＤＲｂ、外周路ＴＲａ、ドリフトＤＲｆ、外周路ＴＲｂ  
（５）パターン５：ドリフトＤＲｂ、外周路ＴＲａ、ドリフトＤＲｅ、外周路ＴＲｂ
（６）パターン６：ドリフトＤＲｂ、外周路ＴＲａ、ドリフトＤＲｄ、外周路ＴＲｂ
（７）パターン７：ドリフトＤＲｃ、外周路ＴＲａ、ドリフトＤＲｆ、外周路ＴＲｂ  
（８）パターン８：ドリフトＤＲｃ、外周路ＴＲａ、ドリフトＤＲｅ、外周路ＴＲｂ
（９）パターン９：ドリフトＤＲｃ、外周路ＴＲａ、ドリフトＤＲｄ、外周路ＴＲｂ
【０１２２】
鉱山の管理システム１において、運搬機械１０が、これらの周回路ＣＤをいずれも一方向（例えば右回り）に走行することにより、運搬機械１０のすれ違いを最小限に抑制でき、かつ運搬機械１０が周回路ＣＤを１周する間に鉱石ＭＲの積込と排出とを２回行うことができるようになる。本実施形態において、それぞれの外周路ＴＲに設けられるオアパスＯＰの位置及び数は限定されるものではない。一対の外周路ＴＲに複数のドリフトＤＲが接続され、かつそれぞれの外周路ＴＲに１個ずつオアパスＯＰが設けられている場合、オアパスＯＰを基準として外周路ＴＲが延びる方向にそれぞれ同数のドリフトＤＲが接続されるようにすると、周回路ＣＤのパターンを多くできるので好ましい。次に、鉱山の管理システムにおける運搬機械１０の配車処理について説明する。
【０１２３】
＜運搬機械１０の配車処理＞
鉱山の管理システム１において、図６に示す管理装置３は、運搬機械１０の配車を実行する。運搬機械１０の配車処理とは、積荷、すなわち鉱石ＭＲを積載していない運搬機械１０が、鉱石ＭＲを積載するために向かうドローポイントＤＰを決定することである。本実施形態において、管理装置３は、積込機械３０の稼働率が最大になるように又は運搬機械１０の稼働率が最大になるように、運搬機械１０が向かうドローポイントＤＰを決定する。まず、積込機械３０の稼働率が最大になるように、運搬機械１０が向かうドローポイントＤＰを決定する処理（以下、第１の配車処理という）について説明する。第１の配車処理は、図６に示す管理装置３が実行する。
【０１２４】
（第１の配車処理）
図２０は、運搬機械１０が向かうドローポイントＤＰを決定する際の処理を説明するための図である。図２０において、ドローポイントＤＰを決定する対象の運搬機械１０を、運搬機械１０Ｔとする。運搬機械１０Ｔと、運搬機械１０Ｔが向かう候補のドローポイントＤＰとの間の運搬機械１０を運搬機械１０Ｆとする。運搬機械１０Ｔが向かう候補のドローポイントＤＰで積込機械３０が鉱石ＭＲを積載している最中の運搬機械１０を、運搬機械１０Ｌとする。前述したように、搬送機械１０は、２本のドリフトＤＲと２本の外周路ＴＲとで形成される周回路を右回りに走行するものとする。本実施形態においては、運搬機械１０の車速Ｖｍは一定であり、１本のドローポイントＤＰには最大１台の積込機械３０が配置されるものとする。このようにすることで、運搬機械１０が鉱石ＭＲを積載するために向かうドローポイントＤＰを決定する際の処理が比較的簡単になる。
【０１２５】
管理装置３は、第１の配車処理を実行するにあたって、ドローポイントＤＰに配置された積込機械３０が、鉱石ＭＲを運搬機械１０に積み込み作業を行っていない空き時間Ｔｆが最大となるドローポイントＤＰを、運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰとして決定する。空き時間Ｔｆは、例えば、積込機械３０のフィーダー３１が停止している時間に相当する。空き時間Ｔｆは、ドローポイントＤＰを決定する対象の運搬機械１０Ｔが、候補のドローポイントＤＰまで移動する移動時間Ｔｓから、候補のドローポイントＤＰに設置された積込機械３０が現時点における鉱石ＭＲの積み込みに要する時間Ｔｌ又は候補のドローポイントＤＰに向かう他の運搬機械１０Ｆの到達時間Ｔｒのうち大きい方と、他の運搬機械１０Ｆへの鉱石ＭＲの積み込みに要する予測積込時間Ｔｌｇとの和を減算した値である。すなわち、空き時間Ｔｆは、式（２）によって求めることができる。
Ｔｆ＝Ｔｓ−（ｍａｘ（Ｔｌ、Ｔｒ）＋Ｔｌｇ）・・・（２）
【０１２６】
例えば、運搬機械１０が配車される候補のドローポイントＤＰにアーチングが発生したり、鉱石ＭＲの大塊が現れたりした場合、管理装置３は、候補のドローポイントＤＰで掘削している積込機械３０を他のドローポイントＤＰへ移動させる。候補のドローポイントＤＰに配置されている積込機械３０の移動が予定されている場合、候補のドローポイントＤＰに設置された積込機械３０が現時点における鉱石ＭＲの積み込みに要する時間Ｔｌ又は候補のドローポイントＤＰに向かう他の運搬機械１０Ｆの到達時間Ｔｒのうち大きい方と、他の運搬機械１０Ｆへの鉱石ＭＲの積み込みに要する予測積込時間Ｔｌｇとの和に、積込機械３０の移動時間Ｔｍをさらに加算した上で、移動時間Ｔｓから減算する。この場合、空き時間Ｔｆは、式（３）によって求めることができる。移動時間Ｔｍは、積込機械３０が、候補のドローポイントＤＰから他のドローポイントＤＰに移動する時間である。
Ｔｆ＝Ｔｓ−（ｍａｘ（Ｔｌ、Ｔｒ）＋Ｔｌｇ＋Ｔｍ）・・・（３）
【０１２７】
積込機械３０の空き時間Ｔｆは、運搬機械１０の移動時間Ｔｓが短い場合等において、負の値をとる場合がある。この場合、積込機械３０の空き時間Ｔｆは、運搬機械１０の待ち時間となる。例えば、積込機械３０の空き時間Ｔｆが−２０秒であれば、運搬機械１０の待ち時間は２０秒である。積込機械３０の空き時間Ｔｆが負の値になったとしても、運搬機械１０は、最も大きい空き時間ＴｆのドローポイントＤＰに配車される。例えば、積込機械３０の空き時間Ｔｆが−２０秒のドローポイントＤＰと−３０秒のドローポイントＤＰとが存在する場合、積込機械３０の空き時間Ｔｆが−２０秒のドローポイントＤＰに運搬機械１０が配車される。
【０１２８】
管理装置３は、運搬機械１０Ｔが、オアパスＯＰを出発するときに、運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰを決定する。このようにすることで、複数の運搬機械１０の空き時間Ｔｆを求める際の基準を統一することができるので、管理装置３は、それぞれの運搬機械１０に対する空き時間Ｔｆを正確に見積もることができる。
【０１２９】
図２０に示す例において、ドローポイントＤＰを決定する対象の運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰの候補を、ドリフトＤＲｃのドローポイントＤＰｃとする。また、図２０に示す例において、対象の運搬機械１０Ｔは、外周路ＴＲｂに設けられたオアパスＯＰｂで鉱石ＭＲを排出し、オアパスＯＰｂを出発するタイミングであるとする。移動時間Ｔｓは、運搬機械１０Ｔの現在地、すなわちオアパスＯＰｂの位置からドローポイントＤＰｃまでの距離Ｌｓｃを、運搬機械１０の移動速度、すなわち車速Ｖｍで除した値Ｌｓｃ／Ｖｍである。移動時間Ｔｓは、運搬機械１０Ｔが途中で停止したり、前方に他の運搬機械１０Ｆが存在する結果、車速Ｖｍを低下させたりすることを考慮しないで求めた、最短の時間である。
【０１３０】
図２０に示す例において、候補のドローポイントＤＰｃに設置された積込機械３０は、運搬機械１０Ｌに鉱石ＭＲを積載している。現時点、すなわち、対象の運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰを管理装置３が決定するタイミングにおいて、候補のドローポイントＤＰｃに設置された積込機械３０が鉱石ＭＲの積み込みに要する時間Ｔｌは、運搬機械１０Ｌへの残りの積載量Ｍａを、積込機械３０の積込能力Ｍｐで除した値Ｍａ／Ｍｐである。残りの積載量Ｍａは、目標とする積載量Ｍｔから現在の積載量Ｍｎを減算した値である。目標とする積載量Ｍｔは、鉱山Ｍの生産計画に基づき、運搬機械１０Ｌの限界積載量を超えないように設定される。運搬機械１０Ｌの目標とする積載量Ｍｔは、通常は一定値である。
【０１３１】
現在の積載量Ｍｎは、例えば、運搬機械１０Ｌが備える質量センサ１８（図１２参照）の検出値から求めることができる。積込機械３０の積込能力Ｍｐは、積込機械３０が、単位時間で運搬機械１０Ｌに積み込むことができる鉱石ＭＲの量（トン／時間）である。鉱石ＭＲの比重及び図１７に示す前方撮像装置４０Ｃの撮像結果から見積もられた鉱石ＭＲの体積から、積込機械３０のフィーダー３１が搬送中の鉱石ＭＲの量を求め、これに基づいて積込能力Ｍｐが求められてもよい。
【０１３２】
管理装置３は、図６に示す通信装置３Ｒ及び坑内ＭＩに設置されている無線通信装置４を介して、例えば、運搬機械１０Ｌ又は積込機械３０から現在の積載量Ｍｎに関する情報又はフィーダー３１が搬送する鉱石ＭＲの体積に関する情報を取得して、鉱石ＭＲの積み込みに要する時間Ｔｌを求める。候補のドローポイントＤＰｃに設置された積込機械３０が鉱石ＭＲを積載していない場合、例えば、運搬機械１０Ｌに対する鉱石ＭＲの積載を終了した場合又は次の運搬機械１０（図２０に示す例では運搬機械１０Ｆ）が候補のドローポイントＤＰｃに到達するまでに時間がある場合等は、鉱石ＭＲの積み込みに要する時間Ｔｌが０になる。
【０１３３】
候補のドローポイントＤＰに向かう他の運搬機械１０Ｆの到達時間Ｔｒは、現時点、すなわち、対象の運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰを管理装置３が決定するタイミングにおいて、ドリフトＤＲｃ内での他の運搬機械１０Ｆの位置と候補のドローポイントＤＰとの距離Ｌｓｆを、運搬機械１０Ｆの移動速度、すなわち車速Ｖｍで除した値Ｌｓｆ／Ｖｍである。到達時間Ｔｒは、運搬機械１０Ｆの途中停止等を考慮しないで求めた、最短の時間である。他の運搬機械１０Ｆは、対象の運搬機械１０Ｔと候補のドローポイントＤＰｃとの間の経路に存在する運搬機械１０である。
【０１３４】
他の運搬機械１０Ｆへの鉱石ＭＲの積み込みに要する予測積込時間Ｔｌｇは、現時点、すなわち、対象の運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰを管理装置３が決定するタイミングを基準として、候補のドローポイントＤＰｃに向かう運搬車両１０Ｆに対する鉱石ＭＲの積み込みに必要とされる時間である。他の運搬機械１０Ｆが１台である場合、他の運搬機械１０Ｆの目標とする積載量Ｍｔを、積込機械３０の積込能力Ｍｐで除した値Ｍｔ／Ｍｐが、予測積込時間Ｔｌｇになる。目標とする積載量Ｍｔ及び積込能力Ｍｐは、前述した通りである。他の運搬機械１０Ｆがｎ台の場合、予測積込時間Ｔｌｇは、ｎ×Ｍｔ／Ｍｐとなる。ｎは１以上の整数である。
【０１３５】
積込機械３０の移動時間Ｔｍは、積込機械３０が、鉱石ＭＲの掘削及び積載を行っているドローポイントＤＰから、次に掘削及び積載を行うドローポイントＤＰへの移動時間である。例えば、ドローポイントＤＰｃで掘削及び積載を行っている積込機械３０がこれに隣接するドローポイントＤＰｃ’まで移動する場合、積込機械３０がドローポイントＤＰｃからドローポイントＤＰｃ’まで移動する時間が、積込機械３０の移動時間Ｔｍになる。積込機械３０は、クロスカットＣＲ内で鉱石ＭＲの掘削及び搬送を行う。このため、積込機械３０は、ドローポイントＤＰとドローポイントＤＰ’との間を移動するために、ドローポイントＤＰのクロスカットＣＲからドリフトＤＲｃまでの退避と、ドリフトＤＲｃでの方向変換と、ドリフトＤＲｃの走行と、ドリフトＤＲｃ内においてドローポイントＤＰ’のクロスカットＣＲにつながる位置での方向変換と、ドローポイントＤＰ’のクロスカットＣＲへの進入とを実行する。
【０１３６】
ドローポイントＤＰのクロスカットＣＲからドリフトＤＲｃまでの退避、ドリフトＤＲｃの移動及びドローポイントＤＰ’のクロスカットＣＲへの進入において、積込機械３０は、一定の車速Ｖｃで走行するものとする。ドリフトＤＲｃ内における方向変換は、積込機械３０がクロスカットＣＲとドリフトＤＲｃとのなす角度分、方向変換する時間を予め求めておく。本実施形態において、ドローポイントＤＰのクロスカットＣＲからドリフトＤＲｃまでの距離、ドリフトＤＲｃの移動距離及びクロスカットＣＲからドローポイントＤＰ’までの距離は、鉱山Ｍの坑内ＭＩの位置情報として、図６に示す管理装置３の記憶装置３Ｍが記憶している。したがって、管理装置３は、記憶装置３Ｍから前述した距離を読み出し、積込機械３０の車速Ｖｃでこれらを除することにより、それぞれの距離の移動に要する時間を求めることができる。管理装置３は、このようにして求めた時間と、ドリフトＤＲｃ内で積込機械３０が方向変換する時間とを加算することによって、鉱石ＭＲの掘削及び積載を行っているドローポイントＤＰから、次に掘削及び積載を行うドローポイントＤＰへの移動時間Ｔｍを求めることができる。
【０１３７】
管理装置３は、移動時間Ｔｓ、鉱石ＭＲの積み込みに要する時間Ｔｌ、到達時間Ｔｒ及び予測積込時間Ｔｌｇを求め、式（２）にこれらを与えることにより、空き時間Ｔｆを求めることができる。積込機械３０の移動が予定されている場合、管理装置３は、移動時間Ｔｓ、鉱石ＭＲの積み込みに要する時間Ｔｌ、到達時間Ｔｒ及び予測積込時間Ｔｌｇに加えて、積込機械３０の移動時間Ｔｍを求め、これらを式（３）に与えることにより、空き時間Ｔｆを求めることができる。この方法により、空き時間Ｔｆを正しく見積もることができる。
【０１３８】
坑内ＭＩに複数のドローポイントＤＰが存在する場合、管理装置３は、それぞれのドローポイントＤＰに対して空き時間Ｔｆを求め、得られた空き時間Ｔｆが最も大きいドローポイントＤＰに運搬機械１０を向かわせる。その結果、鉱山Ｍの管理システム１は、積込機械３０の稼働率を最大にすることができるので、鉱山の生産性を向上させることができる。次に、運搬機械１０の稼働率が最大になるように、運搬機械１０が向かうドローポイントＤＰを決定する処理（以下、第２の配車処理という）について説明する。
【０１３９】
（第２の配車処理）
第２の配車処理は、第１の配車処理と同様に、図６に示す管理装置３が実行する。管理装置３は、第２の配車処理を実行するにあたって、運搬機械１０ＴがオアパスＯＰを出発してから、運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰで鉱石ＭＲの積み込みが開始されるまでに要する積込開始時間Ｔｌｓを予測し、予測した積込開始時間Ｔｌｓが最小となるドローポイントＤＰを、運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰとして決定する。積込開始時間Ｔｌｓは、例えば、運搬機械１０ＴがオアパスＯＰを出発してドローポイントＤＰに到着し、そのドローポイントＤＰに設置されている積込機械３０のフィーダー３１が動作を開始するまでの時間に相当する。
【０１４０】
積込開始時間Ｔｌｓは、ドローポイントＤＰを決定する対象の運搬機械１０Ｔが候補のドローポイントＤＰまで移動する移動時間Ｔｓと、候補のドローポイントＤＰに設置された積込機械３０が現時点における鉱石ＭＲの積み込みに要する時間Ｔｌ又は候補のドローポイントＤＰに向かう他の運搬機械１０Ｆの到達時間Ｔｒのうち大きい方を、他の運搬機械１０Ｆへの鉱石ＭＲの積み込みに要する予測積込時間Ｔｌｇに加算した値と、のうち大きい方の値である。すなわち、積込開始時間Ｔｌｓは、式（４）によって求めることができる。
Ｔｌｓ＝ｍａｘ（Ｔｓ、（ｍａｘ（Ｔｌ、Ｔｒ）＋Ｔｌｇ））・・・（４）
【０１４１】
第１の配車処理と同様に、候補のドローポイントＤＰに配置されている積込機械３０の移動が予定されている場合、候補のドローポイントＤＰに設置された積込機械３０が現時点における鉱石ＭＲの積み込みに要する時間Ｔｌ又は候補のドローポイントＤＰに向かう他の運搬機械１０Ｆの到達時間Ｔｒのうち大きい方と、他の運搬機械１０Ｆへの鉱石ＭＲの積み込みに要する予測積込時間Ｔｌｇとの和に、積込機械３０の移動時間Ｔｍをさらに加算する。そして、移動時間Ｔｓとの大きい方を積込開始時間Ｔｌｓとする。この場合、積込開始時間Ｔｌｓは、式（５）によって求めることができる。
Ｔｌｓ＝ｍａｘ（Ｔｓ、（ｍａｘ（Ｔｌ、Ｔｒ）＋Ｔｌｇ＋Ｔｍ））・・・（５）
【０１４２】
管理装置３は、移動時間Ｔｓ、鉱石ＭＲの積み込みに要する時間Ｔｌ、到達時間Ｔｒ及び予測積込時間Ｔｌｇを求め、式（４）にこれらを与えることにより、積込開始時間Ｔｌｓを求めることができる。積込機械３０の移動が予定されている場合、管理装置３は、移動時間Ｔｓ、鉱石ＭＲの積み込みに要する時間Ｔｌ、到達時間Ｔｒ及び予測積込時間Ｔｌｇに加えて、積込機械３０の移動時間Ｔｍを求め、これらを式（５）に与えることにより、積込開始時間Ｔｌｓを求めることができる。この方法により、積込開始時間Ｔｌｓを正しく見積もることができる。
【０１４３】
坑内ＭＩに複数のドローポイントＤＰが存在する場合、管理装置３は、それぞれのドローポイントＤＰについて、それぞれのドローポイントＤＰに向かうルート毎に積込開始時間Ｔｌｓを求め、得られた積込開始時間Ｔｌｓが最も小さいドローポイントＤＰに運搬機械１０を向かわせる。その結果、鉱山の管理システム１は、運搬機械１０の稼働率を最大にすることができるので、鉱山の生産性を向上させることができる。
【０１４４】
本実施形態において、管理装置３は、第１の配車処理又は第２の配車処理のいずれか一方を用いて、運搬機械１０が向かうドローポイントＤＰを決定するが、これに限定されない。例えば、管理装置３は、鉱山の採掘の状況に応じて、第１の配車処理と第２の配車処理とを切り替えて、運搬機械１０が向かうドローポイントＤＰを決定してもよい。一例として、鉱山で稼働する積込機械３０の数が相対的に少ない場合、積込機械３０の稼働率は高いが、運搬機械１０の稼働率は低くなる傾向がある。このような場合、管理装置３は、第２の配車処理を用いて搬機械１０が向かうドローポイントＤＰを決定する。このようにすれば、管理装置３は、運搬機械１０の稼働率の低下を抑制して、鉱山の生産性の低下を抑制することができる。また、鉱山で稼働する運搬機械１０の数が相対的に少ない場合、運搬機械１０の稼働率は高いが、積込機械３０の稼働率は低くなる傾向がある。このような場合、管理装置３は、第１の配車処理を用いて運搬機械１０が向かうドローポイントＤＰを決定する。このようにすれば、管理装置３は、積込機械３０の稼働率の低下を抑制して、鉱山Ｍの生産性の低下を抑制することができる。
【０１４５】
＜配車の処理例＞
図２１は、本実施形態に係る運搬機械１０の配車の手順例を示すフローチャートである。前述した配車処理に基づいて対象の運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰを決定し、そのドローポイントＤＰへ運搬機械１０Ｔを向かわせるにあたり、ステップＳ１０１において、管理装置３は、運搬機械１０Ｔに異常が発生しているか否かを判定する。この場合、管理装置３は、図１２に示す通信装置２５、アンテナ１５、図６に示すアンテナ４Ａ、無線通信装置４及び通信装置３Ｒを介して、運搬機械１０Ｔの稼働情報を取得する。管理装置３は、取得した稼働情報に基づき、運搬機械１０Ｔに異常が発生しているか否かを判定する。
【０１４６】
運搬機械１０Ｔに異常が発生していない場合（ステップＳ１０１、Ｙｅｓ）、管理装置３は、ステップＳ１０２において、運搬機械１０Ｔが搭載する蓄電器１４の残量が所定値以上であるか否かを判定する。所定値は、例えば、運搬機械１０Ｔが、現在のオアパスＯＰから次のドローポイントＤＰに移動して鉱石ＭＲを積載され、オアパスＯＰで鉱石ＭＲを排出した後、図１８に示す蓄電器交換装置ＥＸまで自走できるだけの電力量とすることができる。蓄電器１４の残量は、稼働情報から得ることができる。
【０１４７】
蓄電器１４の残量が所定値以上である場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３において、管理装置３は、前述した第１の配車処理又は第２の配車処理により、運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰを決定する。ドローポイントＤＰが決定されたら、ステップＳ１０４に進み、管理装置３は、決定されたドローポイントＤＰに運搬機械１０Ｔが向かう経路、すなわちドリフトＤＲ及び外周路ＴＲに岩石又は故障した他の作業機械、すなわち運搬機械１０及び積込機械３０等の障害物が存在するか否かを判定する。例えば、管理装置３は、坑内ＭＩで稼働している運搬機械１０及び積込機械３０等の稼働情報から故障した作業機械の有無を判定したり、坑内ＭＩを走行する運搬機械１０の周辺監視カメラ１７ＣＡ、１７ＣＢ及び非接触センサ１７Ａ、１７Ｂの検出結果から坑道内の岩石等の有無を判定したりする。
【０１４８】
決定されたドローポイントＤＰに運搬機械１０Ｔが向かう経路に障害物が存在しない場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５において、管理装置３は、決定されたドローポイントＤＰに運搬機械１０Ｔが向かう経路、すなわちドリフトＤＲ及び外周路ＴＲに他の作業機械、すなわち運搬機械１０及び積込機械３０等が存在するか否かを判定する。これは、管理装置３が坑内ＭＩで稼働している運搬機械１０及び積込機械３０等の稼働情報からそれぞれの位置情報を抽出して比較することにより判定できる。ステップＳ１０５における判定の対象となる作業機械は、故障している作業機械ではなく、正常な作業機械である。決定されたドローポイントＤＰに運搬機械１０Ｔが向かう経路に他の作業機械が存在しない場合（ステップＳ１０５、Ｙｅｓ）、管理装置３は、運搬機械１０Ｔに、決定されたドローポイントＤＰに移動する指令を与える。この指令を受けた運搬機械１０Ｔは、ステップＳ１０６において、決定されたドローポイントＤＰまで走行する。
【０１４９】
ステップＳ１０１において、運搬機械１０Ｔに異常が発生している場合（ステップＳ１０１、Ｎｏ）、ステップＳ１０７において、管理装置３は、運搬機械１０Ｔに、その場で停止する指令又は図１８に示す整備スペースＭＳまで移動する指令を、異常の程度に応じて与える。この場合、例えば、管理装置３は、運搬機械１０Ｔが自走可能であれば整備スペースＭＳに移動する指令を与え、自走不可能であればその場で停止する指令を与える。この指令を受けた運搬機械１０Ｔは、指令の内容にしたがって動作する。
【０１５０】
ステップＳ１０２において、蓄電器１４の残量が所定値未満である場合（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、ステップＳ１０８において、管理装置３は、運搬機械１０Ｔに、図１８に示す蓄電器交換装置ＥＸまで移動して蓄電器１４を交換する旨の指令を与える。この指令を受けた運搬機械１０Ｔは、蓄電器交換装置ＥＸまで移動し、ここで蓄電器１４が交換される。決定されたドローポイントＤＰに運搬機械１０Ｔが向かう経路に障害物が存在する場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、管理装置３は、ステップＳ１０３に戻り、再度、前述した第１の配車処理又は第２の配車処理により、運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰを決定する。この場合、管理装置３は、現時点において運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰとして決定されているものを除外して、運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰを決定する。ステップＳ１０３において、運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰが決定できなかった場合、管理装置３は、坑道内の障害物を除去するための作業機械を手配する。そして、坑道内の障害物が除去された後、再度前述した第１の配車処理又は第２の配車処理により、運搬機械１０Ｔが向かうドローポイントＤＰを決定する。
【０１５１】
決定されたドローポイントＤＰに運搬機械１０Ｔが向かう経路に他の作業機械が存在する場合（ステップＳ１０５、Ｎｏ）、管理装置３は、運搬機械１０Ｔと他の作業機械との距離（車間距離）ΔＬの大きさに応じて、運搬機械１０Ｔの走行速度を制御する。このため、ステップＳ１０９において、車間距離ΔＬを判定する。車間距離ΔＬが所定の第１閾値ａ以下である場合、ステップＳ１１０において、管理装置３は、運搬機械１０Ｔに、その場で停止する指令を与える。この指令を受けて、運搬機械１０Ｔは、その場で停止する。このようにすれば、他の作業機械に運搬機械１０Ｔが接近し過ぎることを回避できる。
【０１５２】
車間距離ΔＬが所定の第１閾値ａよりも大きく所定の第２閾値ｂ以下である場合（ｂ＞ａ）、ステップＳ１１１において、管理装置３は、運搬機械１０Ｔに、徐行する指令を与える。この指令を受けて、運搬機械１０Ｔは徐行する。ｂ≧ΔＬ＞ａである場合、他の作業機械との距離がある程度確保されているので、運搬機械１０Ｔが徐行することにより、自身のサイクルタイムの増加を抑制することができる。車間距離ΔＬが所定の第２閾値ｂよりも大きい場合（ｂ＞ａ）、ステップＳ１１２において、管理装置３は、運搬機械１０Ｔに、通常走行する指令を与える。この指令を受けて、運搬機械１０Ｔは通常の速度で走行する。ΔＬ＞ｂである場合、他の作業機械との距離が十分に確保されているので、運搬機械１０Ｔが通常走行することにより、自身のサイクルタイムの増加をさらに抑制することができる。本実施形態においては、このようにして、運搬機械１０ＴがドローポイントＤＰに配車される。次に、鉱山Ｍが複数のオアパスＯＰを有する場合において、積荷としての鉱石ＭＲを積載した運搬機械１０が向かうオアパスＯＰを決定する処理（以下、排出時配車処理という）について説明する。
【０１５３】
＜排出時配車処理＞
図２２は、積荷として鉱石ＭＲを積載した運搬機械１０が向かうオアパスＯＰを決定する際の処理を説明するための図である。図２２に示す鉱山の坑内ＭＩには、外周路ＴＲａ側に複数のオアパスＯＰａ、ＤＰｂ、ＤＰｃが設けられており、外周路ＴＲｂ側に複数のオアパスＯＰｄ、ＤＰｅ、ＤＰｆが設けられている。これらを区別しない場合、オアパスＯＰという。外周路ＴＲａには、バイパス路ＴＲａｓが設けられている。外周路ＴＲａにはオアパスＯＰａが設けられており、バイパス路ＴＲａｓにはオアパスＯＰｂ、ＤＰｃが設けられている。同様に、外周路ＴＲｂには、バイパス路ＴＲｂｓが設けられている。外周路ＴＲｂにはオアパスＯＰｄが設けられており、バイパス路ＴＲｂｓにはオアパスＯＰｅ、ＤＰｆが設けられている。次においては、外周路ＴＲａ側に向かう運搬機械１０が、外周路ＴＲａ側のオアパスＯＰａ、ＤＰｂ、ＤＰｃのいずれかに鉱石ＭＲを排出する例を説明するが、外周路ＴＲｂ側に向かう運搬機械１０が外周路ＴＲｂ側のオアパスＯＰｄ、ＤＰｅ、ＤＰｆのいずれかに鉱石ＭＲを排出する場合も同様である。
【０１５４】
ドローポイントＤＰで鉱石ＭＲを積載した運搬機械１０は、オアパスＯＰで鉱石ＭＲを排出する。本実施形態において、複数のオアパスＯＰの中から、鉱石ＭＲを積載した運搬機械１０が向かうオアパスＯＰを決定するにあたり、管理装置３は、複数のオアパスＯＰのうち、運搬機械１０が鉱石ＭＲを排出することができるまでの時間（排出開始時間ともいう）が最も短いものを、運搬機械１０が向かうオアパスＯＰとする。複数のオアパスＯＰの中から、鉱石ＭＲを積載した運搬機械１０が向かうオアパスＯＰを決定する処理を、排出時の配車処理という。
【０１５５】
図２２において、オアパスＯＰを決定する対象の運搬機械１０を、運搬機械１０Ｔとする。候補のオアパスＯＰで鉱石ＭＲの排出を予定している他の運搬機械１０を運搬機械１０Ｆとする。前述したように、搬送機械１０は、２本のドリフトＤＲと２本の外周路ＴＲとで形成される周回路を右回りに走行するものとする。本実施形態においては、運搬機械１０の車速Ｖｍは一定であるとする。このようにすることで、運搬機械１０が鉱石ＭＲを排出するために向かうオアパスＯＰを決定する際の処理が比較的簡単になる。
【０１５６】
管理装置３は、排出時の配車処理を実行するにあたって、オアパスＯＰを決定する対象の運搬機械１０Ｔが、候補のオアパスＯＰまで移動する移動時間Ｔｄｓと、対象の運搬機械１０ＴがオアパスＯＰに到達する時刻以降に、候補のオアパスＯＰで鉱石ＭＲの排出を予定している他の運搬機械１０Ｆが鉱石ＭＲを排出するために要する時間である排出時間Ｔｄｄと、の合計である排出開始時間ＴａｄをそれぞれのオアパスＯＰについて求める。そして、管理装置３は、排出開始時間Ｔａｄが最も小さいオアパスＯＰを、運搬機械１０Ｔが向かうオアパスＯＰとする。排出時間Ｔｄｄは、候補のオアパスＯＰで鉱石ＭＲの排出を予定している他の運搬機械１０Ｆが存在しない場合は０になる。候補のオアパスＯＰで排出を予定している他の運搬機械１０Ｆがｎ台であれば、１台の運搬機械１０Ｆが排出に要する時間Ｔｄｕ×ｎが、排出時間Ｔｄｄとなる。ｎは、０以上の整数である。排出開始時間Ｔａｄは、式（６）によって求めることができる。
Ｔａｄ＝Ｔｄｓ＋Ｔｄｄ＝Ｔｄｓ＋Ｔｄｕ×ｎ・・・（６）
【０１５７】
管理装置３は、運搬機械１０Ｔに対する鉱石ＭＲの積載が完了したときに、運搬機械１０Ｔが向かうオアパスＯＰを決定する。このようにすることで、複数の運搬機械１０の排出開始時間Ｔａｄを求める際の基準を統一することができるので、管理装置３は、それぞれの運搬機械１０に対する排出開始時間Ｔａｄを正確に見積もることができる。
【０１５８】
図２２に示す例において、オアパスＯＰを決定する対象の運搬機械１０Ｔが向かうオアパスＯＰの候補を、例えば、外周路ＴＲａのオアパスＯＰａとする。また、図２２に示す例において、対象の運搬機械１０Ｔは、ドリフトＤＲｂのドローポイントＤＰｂで鉱石ＭＲの積載が完了したとする。移動時間Ｔｄｓは、運搬機械１０Ｔの現在地、ドローポイントＤＰｂに対応するドリフトＤＲｂの位置からオアパスＯＰａまでの距離Ｌｓｄを、運搬機械１０の移動速度、すなわち車速Ｖｍで除した値Ｌｓｄ／Ｖｍである。移動時間Ｔｄｓは、運搬機械１０Ｔが途中で停止したり、前方に他の運搬機械１０Ｆが存在する結果、車速Ｖｍを低下させたりすることを考慮しないで求めた、最短の時間である。
【０１５９】
管理装置３は、移動時間Ｔｄｓ及び排出時間Ｔｄｄを求め、式（６）にこれらを与えることにより、排出開始時間Ｔａｄを求めることができる。坑内ＭＩに複数のオアパスＯＰが存在する場合、管理装置３は、それぞれのオアパスＯＰに対して排出開始時間Ｔａｄを求め、得られた排出開始時間Ｔａｄが最も短いオアパスＯＰに運搬機械１０を向かわせる。このため、鉱山の管理システム１は、オアパスＯＰで運搬機械１０が鉱石ＭＲを排出するための待ち時間を最小にすることができる。その結果、管理装置３は、運搬機械１０のサイクルタイム、すなわち、鉱石ＭＲの積載を受けてからこれを排出し、再び鉱石ＭＲの積載を受けるまでの時間の増加を抑制できるので、鉱山の生産性を向上させることができる。
【０１６０】
本実施形態において、対象の運搬機械１０Ｔの進行方向に、複数のオアパスＯＰが設けられており、かついずれのオアパスＯＰも空いている場合、管理装置３は、進行方向側のオアパスＯＰを、対象の運搬機械１０Ｔが向かうオアパスＯＰとする。例えば、図２２に示す例では、外周路ＴＲａのバイパス路ＴＲａｓに、対象の運搬機械１０Ｔの進行方向に
沿って２つのオアパスＯＰｂ、ＤＰｃが設けられている。いずれのオアパスＯＰｂ、ＤＰｃも空いている場合、管理装置３は、進行方向側、すなわち、運搬機械１０Ｔからより離れたオアパスＯＰｃを、対象の運搬機械１０Ｔが向かうオアパスＯＰとする。このようにすることで、運搬機械１０Ｔは、自身の進行方向後方側のオアパスＯＰｂを空いた状態にすることができるので、管理装置３は、空いたオアパスＯＰｂを、他の運搬機械１０に割り当てることができる。その結果、管理装置３は、運搬機械１０のサイクルタイムの増加を抑制して、鉱山の生産性を向上させることができる。
【０１６１】
＜配車の処理例＞
図２３は、本実施形態に係る運搬機械１０のオアパスＯＰへの配車の手順例を示すフローチャートである。前述した配車処理に基づいて対象の運搬機械１０Ｔが向かうオアパスＯＰを決定し、そのオアパスＯＰへ運搬機械１０Ｔを向かわせるにあたり、管理装置３は、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２を実行する。ステップＳ２０１及びステップＳ２０２は、前述した運搬機械１０の配車処理のステップＳ１０１及びステップＳ１０２と同様なので説明を省略する。
【０１６２】
蓄電器１４の残量が所定値以上である場合（ステップＳ２０２、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３において、管理装置３は、前述した排出時配車処理により、運搬機械１０Ｔが向かうオアパスＯＰを決定する。オアパスＯＰが決定されたら、ステップＳ２０４に進み、管理装置３は、決定されたオアパスＯＰに運搬機械１０Ｔが向かう経路、すなわちドリフトＤＲ及び外周路ＴＲに岩石又は故障した他の作業機械、すなわち運搬機械１０及び積込機械３０等の障害物が存在するか否かを判定する。この判定方法は、前述した通りである。
【０１６３】
決定されたオアパスＯＰに運搬機械１０Ｔが向かう経路に障害物が存在しない場合（ステップＳ２０４、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５において、管理装置３は、決定されたオアパスＯＰに運搬機械１０Ｔが向かう経路、すなわちドリフトＤＲ及び外周路ＴＲに他の作業機械、すなわち運搬機械１０及び積込機械３０等が存在するか否かを判定する。この判定方法は、前述した通りである。決定されたオアパスＯＰに運搬機械１０Ｔが向かう経路に他の作業機械が存在しない場合（ステップＳ２０５、Ｙｅｓ）、管理装置３は、運搬機械１０Ｔに、決定されたオアパスＯＰに移動する指令を与える。この指令を受けた運搬機械１０Ｔは、ステップＳ２０６において、決定されたオアパスＯＰまで走行する。
【０１６４】
ステップＳ２０１において、運搬機械１０Ｔに異常が発生している場合（ステップＳ２０１、Ｎｏ）、ステップＳ２０７において、管理装置３は、運搬機械１０Ｔが積載している鉱石ＭＲを排出することができるか否かを判定する。例えば、管理装置３は、取得した運搬機械１０Ｔの稼働情報から、ベッセル１１をダンプさせる機能が正常か否かを判定することにより、ステップＳ２０７の判定をすることができる。運搬機械１０Ｔが積載している鉱石ＭＲを排出することができる場合（ステップＳ２０７、Ｙｅｓ）、管理装置３は、ステップＳ２０２以降の処理を実行する。運搬機械１０Ｔが積載している鉱石ＭＲを排出することができない場合（ステップＳ２０７、Ｎｏ）、ステップＳ２０８において、管理装置３は、運搬機械１０Ｔに、その場で停止する指令又は図１８に示す整備スペースＭＳまで移動する指令を、異常の程度に応じて与える。この場合、例えば、管理装置３は、運搬機械１０Ｔが自走可能であれば整備スペースＭＳに移動する指令を与え、自走不可能であればその場で停止する指令を与える。この指令を受けた運搬機械１０Ｔは、指令の内容にしたがって動作する。
【０１６５】
ステップＳ２０２において、蓄電器１４の残量が所定値未満である場合（ステップＳ２０２、Ｎｏ）、管理装置３はステップＳ２０９に進み、運搬機械１０Ｔが積載している鉱石ＭＲを排出することができるか否かを判定する。この判定方法は、前述した通りである。運搬機械１０Ｔが積載している鉱石ＭＲを排出することができる場合（ステップＳ２０９、Ｙｅｓ）、管理装置３は、ステップＳ２０３以降の処理を実行する。
【０１６６】
運搬機械１０Ｔが積載している鉱石ＭＲを排出することができない場合（ステップＳ２０９、Ｎｏ）、ステップＳ２１０において、管理装置３は、運搬機械１０Ｔに、図１８に示す蓄電器交換装置ＥＸまで移動する旨の指令を与える。この指令を受けた運搬機械１０Ｔは、蓄電器交換装置ＥＸまで移動し、ここで蓄電器１４が交換される。決定されたオアパスＯＰへ運搬機械１０Ｔが向かう経路に障害物が存在する場合（ステップＳ２０４、Ｎｏ）の処理は、前述した運搬機械１０の配車処理のステップＳ１０４と同様なので説明を省略する。また、決定されたオアパスＯＰへ運搬機械１０Ｔが向かう経路に他の作業機械が存在する場合（ステップＳ２０５、Ｎｏ）の処理は、ステップＳ２１１からステップＳ２１４であるが、これらのステップは、いずれも前述した運搬機械１０の配車処理のステップＳ１０９からステップＳ１１２と同様なので説明を省略する。本実施形態においては、このようにして、運搬機械１０Ｔが向かうオアパスＯＰが決定される。次に、積込機械３０が配置されるドローポイントＤＰを決定する処理（以下、積込機械３０の配車処理という）について説明する。
【０１６７】
＜積込機械３０の配車処理＞
図２４は、積込機械３０の配車処理を説明するための図である。管理装置３は、積込機械３０の配車処理を実行する。図１に示す、ブロックケービング工法により鉱石を採掘する鉱山Ｍは、図２４に示すように、坑内ＭＩに複数のドローポイントＤＰを有する。このため、複数のドローポイントＤＰからバランスよく鉱石ＭＲが採掘されることが好ましい。鉱山Ｍの生産計画は、特定のドローポイントＤＰから偏って鉱石ＭＲが採掘されないように、鉱山Ｍが有する複数のドローポイントＤＰからバランスよく鉱石ＭＲが採掘されるように立案される。管理装置３は、鉱山Ｍの生産計画にしたがって、積込機械３０を複数のドローポイントＤＰに移動させて、鉱石ＭＲを採掘させる。また、前述したように、ドローポイントＤＰに鉱石詰まりが発生したり、ドローポイントＤＰに積込機械３０が掘削又は搬送できない鉱石ＭＲの大塊が現れたりすることがある。このような場合も、管理装置３は、鉱石詰まり又は鉱石ＭＲの大塊が現れていないドローポイントＤＰに積込機械３０を移動させる。このため、管理装置３は、積込機械３０の配車処理を実行する。
【０１６８】
図２４に示す、ドリフトＤＲｃにつながっているドリフトＤＲｂ側のドローポイントＤＰを、ドローポイントＤＰｂという。本実施形態において、坑内ＭＩの１本のドリフトＤＲｃには、その片側に１０個のドローポイントＤＰｂがつながっている。説明の便宜上、これらの１０個のドローポイントＤＰｂを、外周路ＴＲａ側から外周路ＴＲｂ側に向かい、番号１〜１０で識別する。坑内ＭＩにおいて異なるドローポイントＤＰに移動する対象の積込機械３０を、積込機械３０Ｔというものとする。
【０１６９】
（第１の配車処理）
本実施形態において、管理装置３は、積込機械３０の配車処理を実行するにあたって、鉱山Ｍの生産計画と実際の生産量（採掘量）との差に基づいて、積込機械３０が配置されるドローポイントＤＰを決定する。第１の配車処理において、管理装置３は、積込機械３０が配置されるドローポイントＤＰの優先順位を、ドローポイントＤＰの実際の生産量が鉱山Ｍの生産計画により定められたそのドローポイントＤＰの生産量よりも小さく、かつ鉱山Ｍの生産計画による生産量と実際の生産量との差が相対的に大きいドローポイントＤＰの順とする。そして、管理装置３は、この優先順位にしたがって積込機械３０が配置されるドローポイントＤＰを決定する。この場合、１本のドリフトＤＲには、最大１台の積込機械３０が配置されるものとする。このようにすることで、積込機械３０が配置されるドローポイントＤＰを決定する際の処理が比較的簡単になる。
【０１７０】
図２４に示す例において、積込機械３０Ｔは、ドローポイントＤＰｂ６で鉱石ＭＲを掘削及び搬送し、運搬機械１０へ鉱石ＭＲを積載している。例えば、管理装置３が、積込機械３０Ｔを、ドリフトＤＲｃにつながる複数のドローポイントＤＰｂ１、ＳＴｂ２、・・・ＳＴｂ１０のうち、ＳＴｂ６を除いたいずれかに移動させる場合を考える。それぞれのドローポイントＤＰｂ１、ＳＴｂ２、・・・ＳＴｂ１０の実際の生産量（実生産量）をＲＶ１、ＲＶ２、・・・ＲＶ１０とし、鉱山Ｍの生産計画により定められた生産量（目標生産量）をＲＶｐ１、ＲＶｐ２、・・・ＲＶｐ１０とする。それぞれのドローポイントＤＰｂ１、ＳＴｂ２、・・・ＳＴｂ１０の実生産量は、それぞれのドローポイントＤＰｂ１、ＳＴｂ２、・・・ＳＴｂ１０で操業した積込機械３０の掘削量を管理装置３が取得し、統計処理することにより求められる。目標生産量ＲＶｐ１、ＲＶｐ２、・・・ＲＶｐ１０は、生産計画によって予め定められており、例えば、図６に示す管理装置３の記憶装置３Ｍに記憶されている。
【０１７１】
管理装置３は、積込機械３０Ｔが配置されるドローポイントＤＰｂを決定する場合、まず、それぞれのドローポイントＤＰｂ１、ＳＴｂ２、・・・ＳＴｂ１０における実生産量ＲＶ１、ＲＶ２、・・・ＲＶ１０と、目標生産量ＲＶｐ１、ＲＶｐ２、・・・ＲＶｐ１０との差（生産量差）ΔＲＶ１、ΔＲＶ２、・・・ΔＲＶ１０を求める。次に、管理装置３は、実生産量ＲＶ１、ＲＶ２、・・・ＲＶ１０が目標生産量ＲＶｐ１、ＲＶｐ２、・・・ＲＶｐ１０よりも小さいドローポイントＤＰｂを抽出する。管理装置３は、実生産量ＲＶ１、ＲＶ２、・・・ＲＶ１０が目標生産量ＲＶｐ１、ＲＶｐ２、・・・ＲＶｐ１０よりも小さく、かつ生産量差ΔＲＶ１、ΔＲＶ２、・・・ΔＲＶ１０が最も大きいドローポイントＤＰｂを、積込機械３０ＴがドローポイントＤＰｂ６の次に配置されるドローポイントＤＰｂとする。例えば、実生産量ＲＶ９が目標生産量ＲＶｐ９よりも小さく、かつ生産量差ΔＲＶ９が最も大きかった場合、積込機械３０ＴがドローポイントＤＰｂ６の次に配置されるのは、ドローポイントＤＰｂ９になる。
【０１７２】
積込機械３０ＴがドローポイントＤＰｂ９に配置されることが決定されたら、積込機械３０Ｔは、決定されたドローポイントＤＰｂ９に移動する。本実施形態では、坑内ＭＩの運搬機械１０及び積込機械３０は、ドリフトＤＲと外周路ＴＲとで形成される周回路を一方向（本実施形態では右回り）に走行する。したがって、積込機械３０Ｔは、前方、すなわちフィーダー３１の積込側を外周路ＴＲａに向けるように現在のドローポイントＤＰｂ６からドリフトＤＲｃに移動する。そして、積込機械３０Ｔは、ドリフトＤＲｂ、外周路ＴＲａ、ドリフトＤＲｆ及び外周路ＴＲｂを通った後、再びドリフトＤＲｃを通って、決定されたドローポイントＤＰｂに進入する。
【０１７３】
本実施形態において、積込機械３０は、ドリフトＤＲ及び外周路ＴＲを一方向だけでなく、逆方向にも移動できるようにしてもよい。例えば、積込機械３０は、移動方向に関わらず、同一のドリフトＤＲ及び外周路ＴＲ内で目的地までの距離が短い方向に走行してもよい。これは、積込車両３０の走行速度が運搬機械１０と比較して遅いため、積込機械３０の移動の効率を優先させるためである。積込機械３０が移動する場合、管理装置３は、そのドリフトＤＲには運搬機械１０を配車しないか、運搬機械１０は積込機械３０の移動範囲の手前で待機するように制御する。例えば、ドローポイントＤＰｂ６に配置されている積込機械３０ＴがドローポイントＤＰｂ７に移動する場合、管理装置３は、ドリフトＤＲｃにおける運搬機械１０の走行を一時的に禁止する。そして、管理装置３は、積込機械３０ＴをドリフトＤＲｃ内で逆走させて、積込機械３０Ｔの移動距離を短くしてもよい。
【０１７４】
このように、積込機械３０Ｔも、運搬機械１０と同様に、坑内ＭＩのドリフトＤＲ及び外周路ＴＲを一方向に走行することで、ドリフトＤＲ内で運搬機械１０との離合する可能性を低くできる。また、本実施形態では、最も外側のドリフトＤＲａ、ＤＲｆ側からは、ドローポイントＤＰで採掘しないので、積込機械３０Ｔの移動において、最も外側のドリフトＤＲｆを通ることにより、ドリフトＤＲ内で運搬機械１０との離合する可能性を低くできる。その結果、積込機械３０Ｔは、速やかに次のドローポイントＤＰｂ９に移動できるので、移動に要する時間を短縮して速やかに鉱石ＭＲの掘削を開始できる。このため、鉱山の管理システム１は、鉱山Ｍの生産性の低下を最小限に抑制できる。
【０１７５】
第１の配車処理において、ドローポイントＤＰｂ６の実生産量ＲＶ６が目標生産量ＲＶｐ６よりも小さく、かつ生産量差ΔＲＶ６が最も大きい場合、管理装置３は、積込機械３０Ｔの配置されるドローポイントＤＰｂをドローポイントＤＰｂ６とする。すなわち、積込機械３０Ｔが配置されるドローポイントＤＰｂ６は、ドローポイントＤＰｂ６のまま維持される。また、管理装置３は、鉱石ＭＲの大塊及び鉱石詰まりの少なくとも一方が存在するドローポイントＤＰｂは、積込機械３０が配置される対象から除外する。このようにすることで、積込機械３０は、移動先のドローポイントＤＰｂで鉱石ＭＲの掘削ができなくなるという事態を回避することができる。
【０１７６】
例えば、前述した例では、目標生産量ＲＶｐと実生産量ＲＶとに基づけば、ドローポイントＤＰｂ９に積込機械３０Ｔが配置されるが、ドローポイントＤＰｂ９に大塊等が発生したとする。この場合、管理装置３は、次の優先順位のドローポイントＤＰｂ、すなわち、ドローポイントＤＰの実生産量ＲＶが目標生産量ＲＶｐよりも小さく、かつ生産量差ΔＲＶがドローポイントＤＰｂ９の次に大きいドローポイントＤＰｂを、積込機械３０Ｔが配置される場所として決定する。
【０１７７】
管理装置３は、定期的に生産量差ΔＲＶ１、ΔＲＶ２、・・・ΔＲＶ１０を求め、積込機械３０Ｔが配置されるドローポイントＤＰｂを決定する。１本のドリフトＤＲには最大１台の積込機械３０が配置されるので、積込機械３０は、他のドリフトＤＲに配置されている他の作業機械３０と干渉しないように、同じドリフトＤＲ内でドローポイントＤＰを移動することが好ましい。しかし、これに限定されるものではなく、積込機械３０は、坑内ＭＩのいずれのドリフトＤＲに接続されているドローポイントＤＲに移動してもよい。
【０１７８】
第１の配車処理は、積込機械３０が配置されるドローポイントＤＰの優先順位を、ドローポイントＤＰの実生産量ＲＶが目標生産量ＲＶｐよりも小さく、かつ生産量差ΔＲＶが相対的に大きいドローポイントＤＰの順とする。このようにすることで、鉱山の管理システム１は、それぞれのドローポイントＤＰからバランスよく鉱石ＭＲを採掘することができる。また、第１の配車処理において、管理装置３は、ドローポイントＤＰの実生産量ＲＶが目標生産量ＲＶｐよりも小さいドローポイントＤＰｂが複数存在する場合、積込機械３０が現在配置されているドローポイントＤＰｂ６からの移動距離が最も小さくなるドローポイントＤＲｂを、次に積込機械３０が配置されるドローポイントＤＰｂとして決定してもよい。このようにすることで、積込機械３０は、移動時間が短くなるので、移動開始から短時間で鉱石ＭＲの掘削を開始できる。このため、鉱山の管理システム１は、鉱山Ｍの生産性の低下を最小限に抑制できる。
【０１７９】
（第２の配車処理）
本実施形態において、第２の配車処理において、管理装置３は、積込機械３０が配置されるドローポイントＤＰを、同一のドリフトＤＲにつながるドローポイントＤＰから決定し、決定されたドローポイントＤＰでの生産量を、鉱山Ｍの生産計画により定められた生産量、すなわち目標生産量と、実際の生産量、すなわち実生産量との差に基づいて調整する。このとき、管理装置３は、積込機械３０が既に所定のドローポイントＤＰに配置されている場合、所定のドローポイントＤＰに隣接する他のドローポイントＤＰを、積込機械３０が次に配置されるドローポイントＤＰとして決定する。
【０１８０】
図２４に示す例において、積込機械３０Ｔは、ドローポイントＤＰｂ６で鉱石ＭＲ掘削及び搬送し、運搬機械１０へ鉱石ＭＲを積載している。第２の配車処理において、管理装置３は、積込機械３０Ｔを、同一のドリフトＤＲｃにつながる複数のドローポイントＤＰｂ１、ＳＴｂ２、・・・ＳＴｂ１０のうち、ＳＴｂ６を除いたいずれかを、積込機械３０Ｔが配置されるドローポイントＤＰｂとして決定し、決定されたドローポイントＤＰｂに積込機械３０Ｔを移動させる。本例では、管理装置３は、ドローポイントＤＰｂ６に隣接するドローポイントＤＰｂ５を、積込機械３０Ｔが次に配置される場所として決定する。第２の配車処理を実行するにあたっては、管理装置３は、同一のドリフトＤＲｃにつながっているドローポイントＤＰｂ１、ＳＴｂ２、・・・ＳＴｂ１０におけるそれぞれの実生産量ＲＶ１、ＲＶ２、・・・ＲＶ１０が、目標生産量ＲＶｐ１、ＲＶｐ２、・・・ＲＶｐ１０よりも小さいドローポイントＤＰｂの中から、積込機械３０Ｔが配置されるドローポイントＤＰｂを決定する。
【０１８１】
管理装置３は、ドローポイントＤＰｂ５において、ドローポイントＤＰｂ５における現在の生産量ＲＶが目標生産量ＲＶｐとなるように、ドローポイントＤＰｂ５での生産量を決定する。管理装置３は、決定されたドローポイントＤＰｂ５での生産量となるまで、積込機械３０ＴをドローポイントＤＰｂ５で掘削させる。このように、積込機械３０Ｔが現在配置されているドローポイントＤＰｂ６に隣接するドローポイントＤＰｂ５を、次に積込機械３０Ｔが配置されるドローポイントＤＰｂとすることで、積込機械３０Ｔの移動量を少なくすることができる。
【０１８２】
この例において、積込機械３０Ｔが現在配置されているドローポイントＤＰｂ６には、２つのドローポイントＤＰｂ５、ＳＴｂ７が隣接している。例えば、ドローポイントＤＰｂ５の実生産量ＲＶ５は目標生産量ＲＶｐ５を下回っていたが、ドローポイントＤＰｂ７の実生産量ＲＶ７は目標生産量ＲＶｐ７を上回っていた場合、管理装置３は、ドローポイントＤＰｂ５を積込機械３０Ｔが次に配置される場所として決定する。また、ドローポイントＤＰｂ５、ＳＴｂ７の実生産量ＲＶ５、ＲＶ７はいずれも目標生産量ＲＶｐ５、ＲＶｐ７を下回っていたが、ドローポイントＤＰｂ５の生産量差ΔＲＶ５がドローポイントＤＰｂ７の生産量差ΔＲＶ７よりも大きい場合も、管理装置３は、ドローポイントＤＰｂ５を積込機械３０Ｔが次に配置される場所として決定する。
【０１８３】
ドローポイントＤＰｂ５、ＳＴｂ７の実生産量ＲＶ５、ＲＶ７はいずれも目標生産量ＲＶｐ５、ＲＶｐ７を下回っていたが、ドローポイントＤＰｂ７の生産量差ΔＲＶ７がドローポイントＤＰｂ５の生産量差ΔＲＶ５よりも大きい場合、管理装置３は、ドローポイントＤＰｂ７を積込機械３０Ｔが次に配置される場所として決定してもよい。また、ドローポイントＤＰｂ５、ＳＴｂ７の実生産量ＲＶ５、ＲＶ７がいずれも目標生産量ＲＶｐ５、ＲＶｐ７を下回っている場合、管理装置３は、それぞれの生産量差ΔＲＶ５、ΔＲＶ７の大きさに関わらず、現在積込機械３０Ｔが配置されているドローポイントＤＰｂ６からの移動距離が小さい方を、積込機械３０Ｔが次に配置される場所として決定してもよい。
【０１８４】
本実施形態において、積込機械３０Ｔは、坑内ＭＩのドリフトＤＲ及び外周路ＴＲを一方向（右回り）に走行するので、図２４に示す例では、ドローポイントＤＰｂ５の方がドローポイントＤＰｂ７よりも積込機械３０Ｔの移動距離は短い。したがって、管理装置３は、現在積込機械３０Ｔが配置されているドローポイントＤＰｂ６からの移動距離が短いドローポイントＤＰｂ５を、積込機械３０Ｔが次に配置される場所として決定する。また、管理装置３は、ドリフトＤＲｃ内における積込機械３０Ｔの逆走を一時的に許可してもよい。このようにすれば、積込機械３０Ｔの移動時間を短くできるので、速やかに鉱石ＭＲの掘削を開始できる。このため、鉱山の管理システム１は、鉱山Ｍの生産性の低下を最小限に抑制できる。
【０１８５】
第２の配車処理においても、管理装置３は、鉱石ＭＲの大塊及び鉱石詰まりの少なくとも一方が存在するドローポイントＤＰｂは、積込機械３０が配置される対象から除外する。このようにすることで、積込機械３０は、移動先のドローポイントＤＰｂで鉱石ＭＲの掘削ができなくなるという事態を回避することができる。
【０１８６】
＜例外事項に対する処理＞
前述した運搬機械１０の配車処理及び積込機械３０の配車処理は、運搬機械１０及び積込機械３０に異常がないこと、蓄電器１４の残量が十分であること及びドリフトＤＲ内の障害物がないこと等が前提となる。この前提が成立しなくなる事項（以下において、例外事項という）発生した場合の処理を説明する。例外事項が発生した場合、管理装置３は、例外事項の発生によって影響を受ける運搬機械１０及び積込機械３０と、影響を受けない運搬機械１０及び積込機械３０とを分類し、影響を受ける運搬機械１０及び積込機械３０を識別するための指標をこれらの管理情報に付して記憶装置３Ｍに記憶する。管理装置３は、積込機械３０から取得した積込機械３０の稼働情報から例外事項による影響の有無を判定する。管理装置３は、例外事項によって影響を受けない運搬機械１０及び積込機械３０の動作を継続させ、影響を受ける運搬機械１０及び積込機械３０の動作を停止させ、オペレーターによる指示を待つ状態で待機させる。また、管理装置３は、運搬機械１０等の故障車又は岩石等の障害物がドリフトＤＲに発生した場合、必要に応じて迂回ルートを探索し、その迂回ルートに基づいて、運搬機械１０の配車処理及び積込機械３０の配車処理を実行する。
【０１８７】
積込機械３０に異常が発生した場合、管理装置３は、異常が発生した積込機械３０が移動可能であれば、異常の発生した積込機械３０が配置されているドリフトＤＲの通行を禁止したり、採掘エリア全体を停止したりする。そして、管理装置３は、異常の発生した積込機械３０に対して、整備スペースＭＳに移動する指令を与える。この指令を受けた積込機械３０は、整備スペースＭＳに移動する。異常の発生した積込機械３０が走行する経路が他の運搬機械１０等が走行する経路と重なる場合、管理装置３は、重なる部分については、異常が発生した積込機械３０以外の通行を禁止する。積込機械３０に発生した、移動可能な異常は、例えば、回転ローラー３３又はフィーダー３１の異常といった、走行に関する装置以外の異常である。
【０１８８】
異常が発生した積込機械３０が移動できない場合、管理装置３は、異常の発生した積込機械３０が配置されているドリフトＤＲの通行を禁止したり、採掘エリア全体を停止したりする。そして、管理装置３は、他の車両に、異常が発生した積込機械３０を整備スペースＭＳまで運搬させる。他の車両とは、異常が発生した積込機械３０以外の運搬機械１０又はメンテナンス用のサービス車両である（以下同様）。異常の発生した積込機械３０が走行する経路が他の運搬機械１０等が走行する経路と重なる場合、管理装置３は、重なる部分については、異常が発生した積込機械３０以外の通行を禁止する。積込機械３０に発生した、移動ができない異常は、例えば、走行装置３４の異常、積込機械３０が自律走行するためのシステムの異常又は管理装置３から積込機械３０を遠隔操作するシステムの異常等である。
【０１８９】
運搬機械１０に異常が発生した場合、管理装置３は、異常が発生した運搬機械１０が移動可能であれば、異常の発生した運搬機械１０が配置されているドリフトＤＲの通行を禁止したり、採掘エリア全体を停止したりする。そして、管理装置３は、異常の発生した運搬機械１０に対して、整備スペースＭＳに移動する指令を与える。この指令を受けた運搬機械１０は、整備スペースＭＳに移動する。異常の発生した運搬機械１０が走行する経路が他の運搬機械１０等が走行する経路と重なる場合、管理装置３は、重なる部分については、異常が発生した運搬機械１０以外の通行を禁止する。運搬機械１０に発生した、移動可能な異常は、例えば、作動油の温度に異常が発生した場合等のように、走行に関する装置以外の異常である。管理装置３は、運搬機械１０から取得した運搬機械１０の稼働情報から例外事項による影響の有無を判定する。
【０１９０】
異常が発生した運搬機械１０が移動できない場合、管理装置３は、異常の発生した運搬機械１０が配置されているドリフトＤＲの通行を禁止したり、採掘エリア全体を停止したりする。そして、管理装置３は、他の車両に、異常が発生した運搬機械１０を整備スペースＭＳまで運搬させる。異常の発生した運搬機械１０が走行する経路が他の運搬機械１０等が走行する経路と重なる場合、管理装置３は、重なる部分については、異常が発生した運搬機械１０以外の通行を禁止する。運搬機械１０に発生した、移動できない異常は、例えば、運搬機械１０を走行させる装置の異常、ベッセル１１をスライドさせる装置の異常、ベッセル１１を昇降させる装置の異常又は運搬機械１０が自律走行するためのセンサ類の異常等である。
【０１９１】
ドリフトＤＲに落石若しくは鉱石ＭＲの荷こぼれ等に起因して岩石等が存在する場合又は故障した作業機械等が停止している場合、運搬機械１０及び積込機械３０はそのドリフトＤＲを通過することができない。このため、管理装置３は、このようなドリフトＤＲを除いて、運搬機械１０の配車処理及び積込機械３０の配車処理を実行する。ドリフトＤＲに人又は運搬機械１０及び積込機械３０等の作業車両以外の車両が立ち入った場合、管理装置３は、坑内ＭＩにおけるすべての作業車両を停止させる。作業車両以外の車両は、例えば、オペレーターが搭乗したサービス用の車両である。運搬機械１０同士の接触又は運搬機械１０と積込機械３０とが接触した場合、管理装置３は、安全のため、接触が発生したドリフトＤＲを除いて、運搬機械１０の配車処理及び積込機械３０の配車処理を実行する。前述した接触が発生した場合、管理装置３は、坑内ＭＩにおけるすべての作業車両を停止させてもよい。管理装置３は、運搬機械１０から送信される運搬機械１０の周辺の情報又は積込機械３０から送信される積込機械３０の周辺の情報等に基づいて、ドリフトＤＲの異常を判定する。
【０１９２】
ドローポイントＤＰに異常が発生した場合を説明する。管理装置３は、積込機械３０から送信されるドローポイントＤＰの情報等に基づいて、ドローポイントＤＰの異常を判定する。例えば、ドローポイントＤＰに鉱石ＭＲの大塊が出現した場合において、自動運転では積込が困難であるがオペレーターの操作によれば積込が可能であると積込機械３０が判定した場合、管理装置３は、大塊が出現したドローポイントＤＰに配置されている積込機械３０の運転を、自動運転からオペレーターによる遠隔操作に切り替える。オペレーターは、積込機械３０の回転ローラー３３及び支持機構３２を操作して、鉱石ＭＲの大塊を取り除いたり、掻き寄せたりする。
【０１９３】
ドローポイントＤＰに鉱石ＭＲの大塊が出現した場合、自動運転であっても、オペレーターの操作によっても積込が不可能であると積込機械３０が判定した場合、積込機械３０は、その旨の情報を管理装置３に送信するとともに、大塊が出現したドローポイントＤＰとは異なるドローポイントＤＰに移動する。この場合、管理装置３は、積込機械３０の配車処理によって、積込機械３０が配置されるドローポイントＤＰを決定する。
【０１９４】
ドローポイントＤＰに鉱石詰まりが発生した場合、例えば、鉱石ＭＲの大塊は出現していないが鉱石ＭＲが落下してこない場合、積込機械３０は、その旨の情報を管理装置３に送信するとともに、鉱石詰まりが発生したドローポイントＤＰとは異なるドローポイントＤＰに移動する。ドローポイントＤＰへつながるクロスカットＣＲへの落石により、ドローポイントＤＰへ積込機械３０が進入できない場合、積込機械３０は、その旨の情報を管理装置３に送信するとともに、鉱石詰まりが発生したドローポイントＤＰとは異なるドローポイントＤＰに移動する。これらの場合、管理装置３は、積込機械３０の配車処理によって、積込機械３０が配置されるドローポイントＤＰを決定する。
【０１９５】
オアパスＯＰに鉱石詰まりが発生したり、オアパスＯＰが満杯になったりした場合、運搬機械１０は、そのオアパスＯＰを通過して他のオアパスＯＰに移動する。あるいは、運搬機械１０は、オアパスＯＰの手前で停止したり、管理装置３は、迂回ルートを探索したりしてもよい。オアパスＯＰの手前に落石等が発生して運搬機械１０がそのオアパスＯＰに進入できない場合、運搬機械１０は、オアパスＯＰの手前で待機する。その間に、管理装置３は、迂回ルートを探索する。蓄電器交換装置ＥＸに異常が発生した場合、管理装置３は、蓄電器１４の残量が所定値未満になった運搬機械１０を、蓄電器交換装置ＥＸが設置されている空間ＳＰの手前で停止させる。管理装置３は、運搬機械１０から送信される運搬機械１０の周辺の情報又はオアパスＯＰの管理情報等に基づいて、オアパスＯＰの異常を判定する。
【０１９６】
このように、本実施形態において、管理装置３、運搬機械１０及び積込機械３０は、運搬機械１０の配車処理及び積込機械３０の配車処理の実行時に例外事項が発生した場合は、前述した処理を実行することにより、鉱山Ｍの操業が停止する期間を抑制して、生産性の低下を抑制することができる。
【０１９７】
以上、本実施形態において、鉱山の管理システム１は、積込機械３０と運搬機械１０との機能を分離している。このため、積込機械３０は、掘削及び搬送に特化でき、運搬機械１０は鉱石ＭＲの運搬に特化できるので、それぞれの能力を最大限発揮させることができる。結果として、鉱山の管理システム１は、鉱山Ｍの生産性を向上させることができる。
【０１９８】
鉱山の管理システム１は、積込機械３０及び運搬機械１０を移動可能としているので、掘削現場の状況変化に容易に対応することができる。例えば、ドローポイントＤＰにアーチングと呼ばれる鉱石ＭＲの詰まりが発生したり、積込機械３０のフィーダー３１が搬送できない大塊の鉱石ＭＲがドローポイントＤＰに現れたりした場合、積込機械３０は別のドローポイントＤＰに移動して、鉱石ＭＲの採掘を継続することができる。このため、鉱山の管理システム１は、鉱石ＭＲが採掘できない時間を最小限に抑えることができるので、鉱山Ｍの生産性を向上させることができる。なお、アーチング又は大塊が発生したドローポイントＤＰは、岩石の破砕機能を有した掘削機械が配車され、この掘削機械によって、アーチング又は大塊が破砕される。
【０１９９】
積込機械３０は、回転ローラー３３及びフィーダー３１を備えているので、連続して鉱石ＭＲを掘削して、運搬機械１０に積載することができる。このため、積込機械３０は、掘削した鉱石ＭＲを迅速に運搬機械１０に積載することができるので、積載に要する時間を短縮して、鉱山Ｍの生産性を向上させることができる。
【０２００】
ドローポイントＤＰに設置した掘削機械を用いて鉱石ＭＲを採掘する手法があるが、この手法は、ドローポイントＤＰに掘削機械を固定するため、掘削機械の移動が制限される。このため、ドローポイントＤＰにアーチングが発生したり、鉱石ＭＲの大塊がドローポイントＤＰに現れたりした場合には、岩石の破砕機能を有した掘削機械がドローポイントＤＰに接近することが困難である。また、大塊を破砕するための発破により、掘削機械がダメージを受ける可能性もある。鉱山の管理システム１は、前述したように、積込機械３０が自走できるので、積込機械３０は、アーチング等が発生したドローポイントＤＰとは別のドローポイントＤＰに移動して、鉱石ＭＲの採掘を継続することができる。結果として、鉱山の管理システム１は、鉱石ＭＲが採掘できない時間を最小限に抑えることができるので、鉱山Ｍの生産性を向上させることができる。
【０２０１】
鉱山の管理システム１は、ドリフトＤＲと外周路ＴＲとで形成される周回路の走行方向を一方向にしている。このようにすることで、運搬機械１０は、ダンプ時においてベッセル１１が一方向のみに傾斜するようにすることができる。例えば、周回路を右回りに走行するようにした場合、運搬機械１０の進行方向左側にオアパスＯＰを設けておけば、運搬機械１０のベッセル１１は、ダンプ時に進行方向右側が高くなるようにすればよい。その結果、運搬機械１０の構造を簡単にすることができるので、運搬機械１０の製造コスト及びメンテナンスコストを低減できる。
【０２０２】
管理装置３は、運搬機械１０の配車処理を実行するにあたり、積込機械３０の稼働率が最大になるように又は運搬機械１０の稼働率が最大になるように、運搬機械１０が向かうドローポイントＤＰを決定する。このため、鉱山の管理システム１は、鉱山Ｍの生産性の低下を抑制することができる。また、運搬機械１０の配車処理において、坑内ＭＩに形成された周回路を運搬機械１０が一方向に走行するようにすることで、運搬機械１０の走行する方向が一方向になるので、運搬機械１０の配車処理のアルゴリズムが簡略化される。また、坑内ＭＩに形成された周回路を運搬機械１０が一方向に走行することで、管理装置３は、運搬機械１０同士の離合を考慮しないで配車することができる。このため、運搬機械１０の配車処理のアルゴリズムが簡略化される。
【０２０３】
管理装置３は、積込機械３０の配車処理を実行するにあたり、鉱山Ｍの生産計画と実際の生産量との差に基づいて、積込機械３０が配置されるドローポイントＤＰを決定する。このようにすることで、鉱山の管理システム１は、複数のドローポイントＤＰからバランスよく鉱石を採掘することができる。同時に、鉱山の管理システム１は、例えば、採掘の継続が不可能になったドローポイントＤＰから積込機械３０を移動させて、鉱石ＭＲの採掘を継続することができるので、鉱石ＭＲが採掘できない時間を最小限に抑えて鉱山Ｍの生産性を向上させることができる。同時に、鉱山の管理システム１は、複数のドローポイントＤＰからバランスよく鉱石ＭＲを採掘することができる。本実施形態に係る積込機械３０の配車処理は、特に、ブロックケービング工法を用いる場合に好適である。本実施形態において、運搬機械１０の配車処理及び積込機械３０の配車処理は管理装置３が実行するが、運搬機械１０の制御装置７０及び積込機械３０の制御装置７５の少なくとも一方がこれらの配車処理を実行してもよい。この場合、運搬機械１０同士、運搬機械１０と積込機械３０との間又は運搬機械１０若しくは積込機械３０と管理装置３との間で運搬機械１０の稼働情報、積込機械３０の稼働情報及び鉱山Ｍの生産計画等、配車処理に必要な情報をやり取りする。
【０２０４】
前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【０２０５】
１  鉱山の管理システム
３  管理装置
３Ｃ  処理装置
３Ｍ  記憶装置
５  給電ケーブル
１０  運搬機械
１０Ｂ  車体
１１  ベッセル
１２Ａ、１２Ｂ  車輪
１４  蓄電器
２４  駆動制御装置
３０  積込機械
３０Ｂ  車体
３１  フィーダー
３２  支持機構
３３  回転ローラー
３４  走行装置
３５  貫入部材
３６  回転体
４０、４１  情報収集装置
４８  駆動制御装置
７０、７５  制御装置
７１、７６  処理装置
７２、７７  記憶装置
８０  切替機構
９０  蓄電器保持装置
ＣＲ  クロスカット（第２坑道）
ＣＤ、ＣＤａ、ＣＤｂ  周回路
ＤＰ、ＤＰａ、ＤＰｂ、ＤＰｃ、ＤＰｅ  ドローポイント（採掘場所）
ＤＲ、ＤＲａ、ＤＲｂ、ＤＲｃ、ＤＲｄ、ＤＲｅ、ＤＲｆ  ドリフト（第１坑道）
ＥＸ  蓄電器交換装置
ＯＰ、ＯＰａ、ＯＰｂ  オアパス（排土場所）
ＲＭ  地山
ＴＲ、ＴＲａ、ＴＲｂ  外周路（第３坑道）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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