[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于煤礦井下的智能干法排矸系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710194286.5
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106862103A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李功民;王新華;朱衛(wèi)坡;吳青柏;楊勇;郭建英;劉呈兵;馮穎;劉偉;藺森森;朱利偉;趙陽
• 申請（專利權(quán)）人: 唐山市神州機械有限公司
• 主分類號: B07C5/34
• 分類號: B07C5/34;B07C5/36;B07C5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤炭選煤技術(shù)領(lǐng)域，其涉及一種應(yīng)用于煤礦井下的智能干法排矸系統(tǒng)及方法,其適用于井下煤矸石的優(yōu)先分離以及基于煤與煤矸石密度不同利用X射線及點陣探測器和超聲波測距裝置協(xié)同作用在線識別煤與煤矸石并進行分揀。

背景技術(shù)

煤矸石是煤生產(chǎn)、加工過程中的伴生物，發(fā)熱量低、有害物料多，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量，需要及時進行識別和分揀。在常規(guī)煤炭井下開采中，矸石與煤炭一起運到地面進行分選，浪費了大量運輸、提升的人力物力，分選后的矸石堆積成山，占用土地，污染環(huán)境。如果在井下將原煤中的矸石排除不升井，對于一些井下有棄矸條件、或采用井下矸石充填新工藝的礦井，無疑具有非常重大的意義。特別是近年來采煤機械化程度的不斷提高，將井下工作面斷層或夾矸大量混入原煤中，尤其是放頂煤開采技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使原煤灰分不穩(wěn)定，原煤質(zhì)量下降，市場銷售難度大，影響了企業(yè)經(jīng)濟效益；同時礦井為了控制原煤灰分，遇到斷層時往往舍棄不采，導(dǎo)致工作面回采率低，不僅浪費資源，而且縮短了礦井的服務(wù)年限。

現(xiàn)有技術(shù)中，因煤礦井下條件有限一般采用非常有限的矸石分揀，例如目前有重介淺槽分選機井下排矸系統(tǒng)、動篩跳汰機井下排矸系統(tǒng)等，這基本上也就是進行矸石初步分選(粗分選)，無法進行有效地矸石分離；使用這種設(shè)備分離后的煤還會混有大量矸石，在井上必須進行二次分離或分選，進而造成資源的重復(fù)浪費。此外因重介淺槽排矸系統(tǒng)工藝復(fù)雜，動篩跳汰機排矸系統(tǒng)配套設(shè)備多，體積龐大且動力消耗大等在使用上受到一定的局限，因此將現(xiàn)有技術(shù)在煤礦井上進行分選的技術(shù)一般無法移植到井下來使用。目前，在各個專利申請中提及的井下矸石分選技術(shù)僅僅停留在理論階段，而無法在現(xiàn)場實踐中得到規(guī)模化應(yīng)用。

此外，即使在現(xiàn)有煤矸石分選技術(shù)中，對粒徑較小的煤與煤矸石可以通過介質(zhì)洗煤或風(fēng)力選煤的方法去除煤中的煤矸石，對于塊狀煤與煤矸石，現(xiàn)有技術(shù)的識別方法主要有人工分揀、圖像識別方法、伽馬射線識別和X射線識別等幾種，這些識別方法均有各自的優(yōu)點和生產(chǎn)適應(yīng)范圍，但是均有一定的缺陷或不足。例如人工進行分揀，普遍存在問題是勞動強度大、作業(yè)環(huán)境惡劣、效率低下；圖像識別方法是根據(jù)煤與煤矸石的顏色灰度進行識別，存在問題是難以識別與煤相似的黑色煤矸石；現(xiàn)在普遍使用的線陣探測器像素多，數(shù)據(jù)處理量大，需要配備工控機專門來處理，另外無法解決物料粒徑大小的影響，不適應(yīng)煤礦特定的使用環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)實和生產(chǎn)實踐的需要，本申請人投入大量資金及長期研究，提供了一種應(yīng)用于煤礦井下的智能干法排矸系統(tǒng)及方法,其工藝簡單、智能化程度高、分選效果好、投資小，能夠?qū)崿F(xiàn)在煤礦井下從原煤中分選出矸石的智能干法排矸系統(tǒng)。

依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種應(yīng)用于煤礦井下的智能干法排矸系統(tǒng)，其中該智能干法排矸系統(tǒng)應(yīng)用于井下，所述智能干法排矸系統(tǒng)包括給料裝置、輸送裝置、識別機構(gòu)和分揀執(zhí)行機構(gòu)，所述給料裝置位于輸送機構(gòu)的入料端，給料裝置將原料送入輸送裝置上，所述的識別機構(gòu)是由位于輸送裝置上方的射線源和位于輸送裝置下方的信號接收裝置組成，識別機構(gòu)將識別的信息傳遞給分揀執(zhí)行機構(gòu)；所述分揀執(zhí)行機構(gòu)位于輸送裝置的尾端，執(zhí)行識別機構(gòu)傳遞的信息將煤炭和矸石分離開。

該智能干法排矸系統(tǒng)進一步包括保護裝置，保護裝置為鉛板密封而成，位于射線源外側(cè)，防止射線的外泄。

其中，給料裝置由緩沖倉和振動給料機組成，既能保證原煤均勻給入，又能調(diào)節(jié)處理量。識別機構(gòu)由射線源、物料高度測量裝置以及信號接收裝置組成。射線源可以是X射線也可以是Y射線，物料高度測量裝置由超聲波或激光組成；信號接收裝置由射線探測器組成的探測單元；射線源與高度測量裝置并排位于輸送裝置正上方，信號接收裝置則位于輸送裝置正下方。分揀執(zhí)行機構(gòu)既可以用用伺服電機連接翻板實現(xiàn)對物料的精確分離，又可使用高頻電磁閥配合噴氣嘴實現(xiàn)對物料的精確擊打。

優(yōu)選地，控制裝置接收射線信號和高度測量裝置信號，通過自動控制信號的采集處理和分析并將命令反饋給分揀執(zhí)行機構(gòu)。

依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種使用應(yīng)用于煤礦井下的智能干法排矸系統(tǒng)的方法，其包括如下步驟：

第一步、原煤經(jīng)給料裝置18進入輸送裝置1；

第二步、物料經(jīng)過識別機構(gòu)中的射線源2進行穿透作業(yè)，與此同時物料高度測量裝置4測量識別點高度；

第三步、信號接收裝置3同時接收這兩組信號并將其反饋給控制裝置5，控制裝置5經(jīng)計算機軟件程序綜合分析后將執(zhí)行命令傳遞給分揀執(zhí)行機構(gòu)6；

第四步、分揀執(zhí)行機構(gòu)6將矸石或煤炭選出；