[发明专利]一种基于灰度-厚度的多通道煤矸识别方法

说明书

本发明涉及煤和矸石智能识别技术领域，具体涉及一种基于灰度‑厚度的多通道煤矸识别方法，使用分选设备，分选设备包括给料斗、皮带传送装置、透明隔板、喷阀、铅隔离板、X射线发生器和厚度测量仪，煤矸石进入料斗后经过透明隔板的格挡作用依次进入皮带上，厚度测量仪测得煤矸石的厚度，经过射线发生区域得到X射线穿过煤矸石后的衰减值，再经过对厚度‑灰度的处理后进行煤矸识别；识别方法包括标准数据采集、建立分离阈值、建立煤和矸石的灰度‑厚度模型和实现分选；本发明具备高识别精度高、分选效率高、分选算法简洁、所需设备成本低的优点，能实现对煤和矸石的高效率的稳定识别需求，尤其适用于不可见光基础下的干法选煤行业。

技术领域

本发明涉及煤矸石智能分选技术领域，具体涉及一种基于灰度-厚度的多通道煤矸识别方法。

背景技术

随着煤炭开采量的逐年增加，优质品位的煤炭资源几乎被开采殆尽，煤炭资源已经向“贫、细、杂”方向发展。为了提高煤炭质量，目前选煤厂采用煤炭的全粒级洗选。当前主流的煤炭洗选方法分为湿法选煤和干法选煤两种。对于湿法选煤而言，重介质选煤成为主导工艺，其精度较高，但是其缺点也尤为明显：脱介脱水工艺复杂且用水量大，需要后续的煤泥水处理工艺。对于干法选煤而言，主要是空气重介质流化床干法选煤、风选、复合式干选以及射线选煤等，由于无需用水、工艺简单，因此一度成为研究热点。但是，干法选煤分选精度较低且空气污染严重，因此使用范围较小，仅限于西北缺水地区。后来，γ射线、X射线选煤技术开始进入选煤工作者的视线，特别是部分射线选煤设备已经开始在现场进行应用，虽然取得了一定的效果，但是其弊端也尤为明显：首先是设备大都选用γ射线作为射线，虽然穿透力强，但是射源管理是个难题，残余的γ射线会给检修工人的身体带来辐射伤害；另外，部分设备为了射源安全和节约成本采用了伪双能X射线，但却会带来“厚度效应”，使得设备对煤和矸石的识别精度大大降低，使得精煤中夹带矸石的比率与矸石中夹带精煤的比率均达不到选煤厂对主选设备的精度需求，很难得到广泛应用和推广。此外，近些年的研究主要集中在煤和矸石的特征选择和算法选择及优化上，其中特征选择包括灰度值、灰度共生矩阵、表面纹理特征、图像熵等，均为基于可见光的特征，而对于不可见光的研究还比较少，亟待解决。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明提供了一种基于灰度-厚度的多通道煤矸识别方法，其具备高识别精度高、分选效率高、分选算法简洁、所需设备成本低的优点，能实现对煤和矸石的高效率的稳定识别需求，尤其适用于不可见光基础下的干法选煤行业。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于灰度-厚度的多通道煤矸识别方法，使用分选设备，分选设备包括料斗、皮带传送装置、透明隔板、喷阀、铅隔离板、X射线发生器和厚度测量仪，煤矸石矿物进入料斗后经过透明隔板的格挡作用依次进入皮带上，透明隔板壁上装有厚度测量仪，用于测得煤矸石的厚度，经过X射线发生区域得到X射线穿过煤矸石后的衰减值，再经过对厚度-灰度的处理后进行煤矸识别。

一种基于灰度-厚度的多通道煤矸识别方法，包括以下步骤：

步骤1)，标准数据采集；以所选矿区煤和矸石的标准数据为依据，将所选矿区的煤和矸石制成不同厚度的标准样后X射线成像，统计出灰度值；

步骤2)，建立分离阈值：处理煤和矸石不同厚度下的灰度值，分别建立煤和矸石的衰减系数范围，对比分析后确定可分离下限和分离阈值；

步骤3)，建立煤和矸石的灰度-厚度模型：以X射线衰减原理为基础，将灰度和厚度带入比尔定律，得到相对厚度下的平均衰减系数，建立煤和矸石的灰度-厚度模型；

步骤4)，实现分选：煤矸石分别经过厚度测量仪和射线发生区域，得到物质的厚度数据和灰度数据，带入模型进行处理，再与分离阈值对比分析，实现分选。