[发明专利]微波照射-红外线探测煤、矸的识别方法

说明书

微波照射‑红外线探测煤、矸的识别方法，包括以下步骤：将识别装置固定安装到顶煤液压支架的底部后侧；调节识别装置中的好微波发射装置和红外热成像仪的高度；根据煤、矸的化学成分不同，对微波的吸收能力是煤炭远大于矸石，这就是使得在煤、矸在相同的微波照射条件下，煤炭升高的温度大于矸石升高的温度，通过红外热成像仪即可探测到煤和矸的升温情况，从而确定下落的煤和矸的比例，从而为执行放顶煤窗口的开、关提供依据。相比较于以往的煤、矸识别方法，具有快速、准确、可靠的优点，并且将微波发射器设置在安装箱内，起到良好的安全和防尘作用。本发明的识别方法不局限于井下综放工作面的使用，也可扩展到其它领域。

技术领域

本发明属于煤矿安全生产技术领域，具体涉及一种微波照射-红外线探测煤、矸的识别方法。

背景技术

煤、矸识别方法是影响综放面顶煤回收率的重要因素，当前的放煤过程控制主要依靠井下放煤工，通过人工目测耳闻的方式，按照“见矸关门”的原则来进行控制，由于综放面粉尘大，能见度低，井下杂音多等因素影响，该判断方法具有很大的不准确性和人为主观性。必然存在顶煤欠放或者过放的情况，欠放会丢失煤炭，造成工作面煤炭回收率降低；过放会使煤层上方的矸石大量放出，造成煤质下降、运输及洗选成本增加。这就需要改变目前靠现场工人目看、耳闻的粗略煤、矸识别方法为快速、准确、可靠的自动化煤、矸识别方法，为放煤过程的精确控制提供参照标准，这样才能准确实施设计的合理放煤方式，进而提高综放工作面煤炭回收率和有效降低煤炭含矸率和生产成本。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种准确度高、安全可靠、识别效果好的微波照射-红外线探测煤、矸的识别方法；该方法利用的是微波照射物料，对物料的升温具有选择性，瞬时性，即时性和可控性；红外热成像仪探测物料温度具有非接触，探测精度高，探测速度快，适应能力强，可以在无光照、嘈杂环境等条件下使用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：微波照射-红外线探测煤、矸的识别方法，该识别方法采用的识别装置包括微波发射装置、红外热成像仪和数据处理控制器；微波发射装置设置在综放工作面放顶煤液压支架后部，红外热成像仪安装在微波发射装置的后侧，微波发射装置的发射方向和红外热成像仪探测方向均朝向综放工作面放顶煤液压支架后方，微波发射装置和红外热成像仪分别通过控制电缆与数据处理控制器连接；

微波发射装置包括高度调节架和安装箱，安装箱的前侧面板的前侧面固定设置有连接块，连接块通过连接螺栓设置在高度调节架上，安装箱内设置有微波发射器，安装箱的后侧面板上均匀开设有若干个投射孔，红外热成像仪通过紧固螺钉安装在设置在安装箱的后侧面板的后侧面上，红外热成像仪在安装箱的后侧面板上设置有若干个；

安装箱的前侧面板上开设有一个前穿线孔，安装箱的后侧面板的前侧面通过螺钉设置有滤尘网，安装箱的后侧面板和滤尘网上设置有前穿线孔，红外热成像仪通过控制电缆依次穿过前穿线孔和后穿线孔后与数据处理控制器连接，红外热成像仪通过控制电缆穿过前穿线孔与数据处理控制器连接。

所述的识别方法包括以下步骤：

（1）、将高度调节架固定安装到顶煤液压支架的底部后侧，数据处理控制器设置在顶煤液压支架上；

（2）、通过拧动连接螺栓调节好微波发射装置和红外热成像仪的高度；

（3）、在放煤过程中，仅打开当前放煤口后方的微波发射器及红外热成像仪，其余微波发射器和红外热成像仪均不开启，在煤和矸石下落过程中，微波发射器发射出的微波通过滤尘网和投射孔对顶煤液压支架后方冒落的煤或者矸石进行照射，煤、矸石在微波照射下，能够吸收微波，引起材料内的极性分子剧烈运动摩擦产热，瞬时升高了煤、矸石温度，由于微波照射时间短，煤、矸石的升温范围可控制在较低范围内；与此同时，红外热成像仪对微波照射后的煤、矸石的温度进行测定，红外热成像仪探测的是放煤支架后方的物料一个面的温度，包含这个面的最大温度，最小温度，平均温度，以及探测面中心点的温度；红外热成像仪并将探测的温度数值通过控制电缆传输到数据处理控制器；