[發明專利]一種井下煤矸石分級高精度智能分選系統及方法

在審

• 申請號: 202110398996.6
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113000409A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 趙洪寶;秦逢緣;程輝;秦兆博;蒯振敏;李勖
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: B07C5/34
• 分類號: B07C5/34;B07C5/02;B07C5/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種井下煤矸石分級高精度智能分選系統，其特征在于：所述系統主要包括整列喂料裝置、第一皮帶輸送裝置、降溫除塵裝置、升溫分級裝置、第二皮帶輸送裝置、紅外識別裝置、智能分揀中樞、煤矸分離裝置；

所述降溫除塵裝置為兩側開口的箱體結構，箱體頂部預設有兩個噴灑裝置，每個噴灑裝置下端連接四個噴頭，且噴灑裝置下端可帶動噴頭自動旋轉；

所述升溫分級裝置由上、中、下三部分組成，上部為兩端開口箱體且箱體頂部依次安裝有兩個半球形鹵素光照燈源，中部為自旋式可替換圓柱鋼管，鋼管內嵌有恒溫加熱燈柱，下部內設煤粉篩分裝置；

所述第二皮帶輸送裝置與升溫分級裝置相連，上設有煤矸分離裝置，用于將升溫處理后原煤送至煤矸識別區域而后進行分選；

所述紅外識別裝置與智能分揀中樞相連，布置于煤矸分離裝置上部，用于識別煤矸紅外圖像；

所述智能分揀中樞包括紅外信號處理單元、煤矸識別單元、分揀控制單元；

所述煤矸分離裝置包括機械手臂和矸石滑槽，篩分后矸石由機械手臂抓取進入矸石滑槽，后輸送至工作面采空區進行破碎充填。

2.根據權利要求1所述的一種井下煤矸石分級高精度智能分選系統，其特征在于：所述升溫分級裝置上部鹵素光照燈源及中部恒溫加熱燈柱提供雙向熱源，所施加熱源溫度控制在35℃，溫度波動正負0.5℃。

3.根據權利要求1所述的一種井下煤矸石分級高精度智能分選系統，其特征在于：所述升溫分級裝置中部自旋式可替換鋼管通過兩幫護幫板連接，護幫板下側預留自旋式鋼管接口，排列間距可根據現場所需粒度級別進行微調。

4.根據權利要求1所述的一種井下煤矸石分級高精度智能分選系統，其特征在于：所述紅外攝像頭對稱布置于防爆金屬殼內前部左右獨立區域內，視角范圍呈交叉布置聚焦第二輸送裝置原煤入口，所述金屬防爆外殼紅外攝像頭正對煤矸對象處布置兩面透視窗。

5.根據權利要求1所述的一種井下煤矸石分級高精度智能分選系統，其特征在于：所述整列喂料裝置、降溫除塵裝置、升溫分級裝置、紅外識別裝置、智能分揀中樞、煤矸分離裝置均可進行拆卸重組。

6.根據權利要求1所述一種井下煤矸石分級高精度智能分選系統的分選方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.原煤整列：裝置啟動，整列喂料裝置將工作面采出原煤經整列平鋪后輸送至第一皮帶輸送裝置，防止物料堆疊。

S2.樣本降溫：整列后原煤輸送至降溫裝置，噴灑裝置灑水降溫除塵，使原煤溫度處于同一水平，避免因采煤機械摩擦碰撞而導致的煤或矸石局部高溫。

S3.升溫分級：降溫后原煤進入升溫分級裝置，設置篩選粒度之上原煤加溫后送入第二輸送裝置，篩選粒度之下碎煤或矸石進入下部煤粉篩分裝置，篩分煤粉由底部煤粉倉收集，余下碎煤或矸石進入下級處理，若碎煤粒度太小無收集必要則隨矸石一起運回工作面直接充填采空區，若設置粒度較大，則將碎煤和矸石利用濕法分選后收集碎煤，余下矸石充填。

S4.識別預測：紅外攝像頭對設別區域內煤矸樣本進行拍攝，樣本數據輸送至紅外信號處理單元進行濾波、降噪和坐標定位，并將輸出結果轉入煤矸識別單元進行處理及煤矸識別，得出預測結果，由原劃分坐標及皮帶輸送速度預判到達煤矸分揀裝置下部時間。

S5.煤矸分選：預測結果輸入分揀控制模塊，控制機械手臂根據預判結果進行煤矸分選，抓取后矸石進入矸石滑槽，后續處理后充填采空區，余下精煤隨皮帶輸送進入煤倉提升出井。