[发明专利]一种煤矸石自动分选系统与方法

说明书

一种煤矸石自动分选系统与方法，属于煤矸石分选系统与方法。分选系统：振动给料机、排队装置、煤接料斗，矸石接料斗、皮带输送机，检测设备：摄像机，工控机，遮光罩，LED光源，执行设备：控制器，高速电磁阀，喷枪。本发明利用摄像机对皮带进行实时监控，选定两个正方形子区域，其对应的皮带成像区域边长小于煤和矸石的粒度下限，实时计算两个子区域的灰度直方图均值，与由试验确定的矸石和煤块、皮带的阈值比较，当子区域的灰度直方图均值大于该阈值，判定为矸石，控制器控制高速电磁阀开启，喷枪将矸石吹进矸石接料斗，块煤继续运动落进煤接料斗或转载皮带。采用摄像机实时监控，控制及时，分选效果准确，布局接近现场人工排矸，易于实际改造。

技术领域

本发明涉及一种煤矸石分选系统与方法。特别是一种煤矸石自动分选系统与方法。

背景技术

矸石是煤形成过程中与之伴生的黑色固体岩石，含碳量和发热值都很低，但在煤炭开采过程中会夹带大量矸石。在煤炭的深加工中，矸石预选是煤矿生产中的重要环节，可以极大地提高煤炭品质和利用率，降低煤炭的运输成本。目前，矸石的预选主要采用人工分选的方法，人工分选是指工人坐在皮带两侧，靠肉眼看，用手工选，从运动的煤块中找出矸石。人工分选的方法劳动强度大，生产效率低，工作环境差，严重影响工人身体健康。

发明内容

本发明的目的是要提供一种煤矸石自动分选系统与方法，替代现有依靠肉眼识别，手工挑选矸石的人工分选方法，改善工人工作环境，提高分选生产效率。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：

一种煤矸石自动分选系统包括：分选系统包括：振动给料机、排队装置、皮带输送机、矸石接料斗、煤接料斗、检测设备和执行设备；在皮带输送机进料端的上方有振动给料机，在皮带输送机出料端的下方有煤接料斗，在皮带输送机的中部上方有检测设备，在检测设备与振动给料机之间的皮带输送机上方有排队装置；在检测设备与皮带输送机出料端之间的皮带输送机上方有执行设备，检测设备与执行设备电气连接。

所述检测设备包括：遮光罩、工控机、摄像机和LED光源；在遮光罩内连接有摄像机和LED光源，摄像机和LED光源受工控机控制，工控机的输出端与执行器的控制器输入端连接。

所述执行设备包括：控制器、高速电磁阀和喷枪；所述的喷枪有二个，分别为第一喷枪和第二喷枪；喷枪和高速电磁阀串接在高压空气管道上，高速电磁阀受控制器控制。

所述LED光源为4个，布置在摄像机四周并对称安装；在LED光源前端配有毛玻璃罩。

所述遮光罩带有金属骨架，在金属骨架外采用不透光材质包裹，形成一个工作空间。

所述第一喷枪和第二喷枪为背向布置，安装在皮带输送机纵向轴线的上方。

所述的矸石接料斗有二个，分别为第一矸石接料斗和第二矸石接料斗，两个矸石接料斗布置在皮带输送机两侧且定位在喷枪对矸石作用后，矸石运动轨迹的落料位置。

煤矸石自动分选方法：

(1)当块状煤块和矸石由振动给料机落到皮带上，煤块和矸石通过排队机构排列成两列进入遮光罩遮罩的范围内时，摄像机对通过的煤块和矸石进行拍摄，并将拍摄到的视频传输给工控机；

(2)工控机对摄像机拍摄到的煤块和矸石图像进行实时的数字图像处理，在摄像区域中选定两个正方形子区域，每个子区域对应的皮带上成像区域边长小于煤块和矸石的粒度下限，实时分别计算出这两个子区域的灰度直方图，得到此时区域的灰度均值；

(3)将此灰度均值与事先设定的矸石、煤块和皮带灰度均值的阈值进行比较，小于该阈值的判定为煤块或皮带，大于该阈值的判定为矸石；