[发明专利]一种基于X射线衍射技术的煤矸识别方法

说明书

本发明公开一种基于X射线衍射技术的煤矸识别方法，所述煤矸识别方法包括以下步骤：S1：使用X射线衍射仪采集煤与煤矸石的XRD图谱；S2：对采集的煤与煤矸石XRD图谱进行降噪预处理；S3：根据降噪后煤与煤矸石XRD图谱的差异提取二者的识别特征；S4：建立煤与煤矸石识别特征的训练集及其识别模型。本发明煤矸识别方法结合X射线衍射技术在物相分析方面的应用，从物质的组成成分及结构分析出发，通过煤与煤矸石在XRD图谱中呈现的显著差异来识别煤与煤矸石，此方法识别特征明显且易于提取、识别准确率高、时效性强。同时，X射线衍射技术对于小粒径(≤10mm)的煤或煤矸石可以进行有效的识别。

技术领域

本发明涉及一种煤矸石识别技术领域，具体是一种基于X射线衍射技术的煤矸识别方法。

背景技术

在煤炭的开采过程中，原煤中会夹杂着许多煤矸石，不仅影响分选工作，还会降低煤炭品质与燃烧质量。因此，煤矸分选技术势在必行，这也将是煤炭行业发展的重要方向之一。目前传统的选矸技术主要为人工选矸、动筛跳汰选矸、重介质浅槽选矸等，新型的选矸技术主要为基于图像识别选矸、基于射线识别选矸等。以上方法均是利用煤与煤矸石的物理、化学性质差异来实现煤与煤矸石的识别，比如，密度、灰度与纹理、硬度、能量吸收以及反射光谱等特征差异，以上特征均属于间接提取煤与煤矸石的识别特征。归根结底，以上识别特征的差异主要还是由煤与煤矸石的组成成分不同而造成的，其中煤的主要组成成分是碳，而煤矸石的主要组成成分是氧化铝和石英，另外还有一些微量的稀有金属和重金属元素，由于碳与氧化铝、石英、金属的物理、化学性质不同，进而导致煤与煤矸石呈现的物理、化学性质不同。

传统的选矸技术中，人工选矸需要大量劳动且非自动化；动筛跳汰选矸以及重介质浅槽选矸消耗大量的水资源，排放的物料会污染周围环境，且跳汰机不适合在缺水地区使用。新型的选矸主要结合计算机视觉技术的发展，探讨了在煤矸石分选中采用图像识别的可能性，但在光照不均匀、光照条件差等多种干扰因素的影响下，图像的表面和纹理差异可能不明显。此外，煤矸石周围的粉尘也会影响识别性能。针对这种情况，现提出一种基于X射线衍射技术的煤矸识别方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于X射线衍射技术的煤矸识别方法，能够有效解决背景技术中的不足，本发明煤矸识别方法结合X射线衍射技术在物相分析方面的应用，从物质的组成成分及结构分析出发，通过煤与煤矸石在XRD图谱中呈现的显著差异来识别煤与煤矸石，此方法识别特征明显且易于提取、识别准确率高、时效性强。同时，X射线衍射技术对于小粒径(≤10mm)的煤或煤矸石可以进行有效的识别。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于X射线衍射技术的煤矸识别方法，所述煤矸识别方法包括以下步骤：

S1：使用X射线衍射仪采集煤与煤矸石的XRD图谱；

S2：对采集的煤与煤矸石XRD图谱进行降噪预处理；

S3：根据降噪后煤与煤矸石XRD图谱的差异提取二者的识别特征；

S4：建立煤与煤矸石识别特征的训练集及其识别模型。

进一步的，所述识别方法是检测煤与煤矸石的物相组成而非间接提取外部特征识别煤矸。

进一步的，所述S1中，煤与煤矸石XRD图谱中2θ的范围根据煤与煤矸石XRD图谱的差异或实际需求更改。

进一步的，所述S3中，提取的识别特征包括煤与煤矸石特征衍射峰的2θ值及其强度，特征衍射峰的2θ值及其强度的比值，2θ范围为20-30°的XRD图谱。

进一步的，所述煤与煤矸石的XRD图谱中提取的识别特征可以根据实际需求更改组合。

进一步的，所述煤矸识别方法能够识别其他在物相组成有明显差异的物料。

本发明的有益效果：