[实用新型]一种应用于煤矿井下的智能干法排矸系统

说明书

技术领域

本实用新型属于煤炭选煤技术领域，其涉及一种应用于煤矿井下的智能干法排矸系统,其适用于井下煤矸石的优先分离以及基于煤与煤矸石密度不同利用X射线及点阵探测器和超声波测距装置协同作用在线识别煤与煤矸石并进行分拣。

背景技术

煤矸石是煤生产、加工过程中的伴生物，发热量低、有害物料多，严重影响产品质量，需要及时进行识别和分拣。在常规煤炭井下开采中，矸石与煤炭一起运到地面进行分选，浪费了大量运输、提升的人力物力，分选后的矸石堆积成山，占用土地，污染环境。如果在井下将原煤中的矸石排除不升井，对于一些井下有弃矸条件、或采用井下矸石充填新工艺的矿井，无疑具有非常重大的意义。特别是近年来采煤机械化程度的不断提高，将井下工作面断层或夹矸大量混入原煤中，尤其是放顶煤开采技术的广泛应用，使原煤灰分不稳定，原煤质量下降，市场销售难度大，影响了企业经济效益；同时矿井为了控制原煤灰分，遇到断层时往往舍弃不采，导致工作面回采率低，不仅浪费资源，而且缩短了矿井的服务年限。

现有技术中，因煤矿井下条件有限一般采用非常有限的矸石分拣，例如目前有重介浅槽分选机井下排矸系统、动筛跳汰机井下排矸系统等，这基本上也就是进行矸石初步分选(粗分选)，无法进行有效地矸石分离；使用这种设备分离后的煤还会混有大量矸石，在井上必须进行二次分离或分选，进而造成资源的重复浪费。此外因重介浅槽排矸系统工艺复杂，动筛跳汰机排矸系统配套设备多，体积庞大且动力消耗大等在使用上受到一定的局限，因此将现有技术在煤矿井上进行分选的技术一般无法移植到井下来使用。目前，在各个专利申请中提及的井下矸石分选技术仅仅停留在理论阶段，而无法在现场实践中得到规模化应用。

此外，即使在现有煤矸石分选技术中，对粒径较小的煤与煤矸石可以通过介质洗煤或复合干法(风选)选煤的方法去除煤中的煤矸石，对于块状煤与煤矸石，现有技术的识别方法主要有人工分拣、图像识别方法、伽马射线识别和X射线识别等几种，这些识别方法均有各自的优点和生产适应范围，但是均有一定的缺陷或不足。例如人工进行分拣，普遍存在问题是劳动强度大、作业环境恶劣、效率低下；图像识别方法是根据煤与煤矸石的颜色灰度进行识别，存在问题是难以识别与煤相似的黑色煤矸石；矿石识别成像技术中普遍使用线阵探测器，而线阵探测器像素多，数据处理量大，需要配备工控机专门来处理，另外无法解决物料粒径大小的影响，不适应煤矿特定的使用环境。

实用新型内容

基于现实和生产实践的需要，本申请人投入大量资金及长期研究，提供了一种应用于煤矿井下的智能干法排矸系统,其工艺简单、智能化程度高、分选效果好、投资小，能够实现在煤矿井下从原煤中分选出矸石的智能干法排矸系统。

依据本实用新型的技术方案，提供一种应用于煤矿井下的智能干法排矸系统，该智能干法排矸系统应用于井下。其中原煤经给料装置进入输送装置，物料经过识别机构中的射线源进行穿透作业，与此同时物料高度测量装置测量识别点高度，信号接收装置同时接收射线源信号及高度信号并将其反馈给控制装置，控制装置经综合分析后将执行命令传递给分拣执行机构，分拣执行机构将矸石或煤炭选出。

进一步地，应用于煤矿井下的智能干法排矸系统包括给料装置、输送装置、识别机构和分拣执行机构，所述给料装置位于输送机构的入料端，给料装置将原料送入输送装置上，所述的识别机构是由位于输送装置上方的射线源和位于输送装置下方的信号接收装置组成，识别机构将识别的信息传递给分拣执行机构；所述分拣执行机构位于输送装置的尾端，执行识别机构传递的信息将煤炭和矸石分离开。此外，该智能干法排矸系统进一步包括保护装置，保护装置为铅板密封而成，位于射线源外侧，防止射线的外泄。

优选地，给料装置由缓冲仓和振动给料机组成，既能保证原煤均匀给入，又能调节处理量。识别机构由射线源、物料高度测量装置以及信号接收装置组成。射线源可以是X射线也可以是Y射线，物料高度测量装置由超声波或激光组成；信号接收装置由射线探测器组成的探测单元；射线源与高度测量装置并排位于输送装置正上方，信号接收装置则位于输送装置正下方。

优选地，分拣执行机构既可以用用伺服电机连接翻板实现对物料的精确分离，又可使用高频电磁阀配合喷气嘴实现对物料的精确击打。

优选地，控制装置接收射线信号和高度测量装置信号，通过自动控制信号的采集处理和分析并将命令反馈给分拣执行机构。

本实用新型的应用于煤矿井下的智能干法排矸系统相比于现有技术，具有如下技术优点：