[发明专利]一种基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置

说明书

本发明公开了一种基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置，包括煤矸识别装置、粒径分选装置、传送装置、煤矸分离装置和控制装置；煤矸识别装置包括化学喷雾装置和摄像装置；传送装置包括改良皮带、外附皮带、传动装置和矸石刮板；粒径分选装置包括陶瓷滑槽、三叶拨片和可调高度支撑杆；煤矸分离装置包括机械爪、伸缩杆、限位开关、导轨和矸石槽；控制装置包括：处理器、气动控制器、电机驱动、图像处理模块、采集模块和存储模块。本发明通过普通相机识别煤料纹理特征和红外相机识别由化学药剂与矸石反应产生的热量，并使用了粒径分选装置弥补了单一人工智能图像识别中因为粒径大小相差太大导致识别准确率降低的缺陷，结果更加准确，且可以多级串联布置。

技术领域

本发明涉及一种基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置，属于煤矿开采技术领域。

背景技术

长期以来，在煤矿生产实践中，采出的原煤要进行除矸，主要通过将原煤夹带矸石输送至地面后，在选煤厂进行洗选处理来实现。但是，随着生产的不断进行，分选出的矸石在地面堆积称为矸石山，不但带来了额外的矸石运输和处理费用，还造成了排矸场占用土地以及形成地面环境污染等问题。使煤炭开采矸石“不升井”，节能减排，井下矸石循环利用已成为急需攻克的关键问题。因此，推进井下分选技术的发展与完善，是煤炭行业未来发展的必由之路。对于智能煤矸识别技术，传统工艺大多采用物理方法(例如振动、密度区分等方法)，通过煤与矸石的物理性质差别进行区分，但由于煤和矸石同属于煤系地层，两者的物理性质一般较为接近；且受井下多因素干扰的影响，传统物理方法识别准确率低、识别过程中极易形成误判，加之有些方法成本较高，大都不易于在井下实施。且现有单一图像识别的智能煤矸分选由于井下粉尘大、照明程度低导致识别准确率不高。因此有必要提供一种能够精确地实现煤矸识别的装置。

发明内容

本发明旨在提供一种结构简单、操作方便、可靠性强、分选效果好的基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置。

本发明将化学喷雾和智能图像识别相结合，通过化学喷雾与煤矸石化学反应产生的热量提高摄像装置的煤矸识别率；通过三叶拨片不断将不同粒径大小的煤分离，减少因为粒径大小差距过大而降低图像识别率；通过机械爪将识别到的矸石抓起，放入矸石滑槽中，随皮带运回。

本发明提供了一种基于化学喷雾和智能图像识别的井下煤矸分离装置，包括煤矸识别装置、粒径分选装置、传送装置和煤矸分离装置；

所述传送装置主要由改良皮带、外附皮带、传动装置和矸石刮板组成；改良皮带与传统皮带相比，通过增加一对托辊，使它上下两面皮带的间距变大，均可以起到运输的作用；改良皮带间距变大后，使在上方向前运行的皮带和在下方向后运行的皮带的垂直距离增大，使矸石可以在下方皮带通过；传动装置内部由齿轮、传动轴和轴承组成，皮带滚轴与传动轴通过联轴器连接，传动轴通过轴承安装在传动装置内部，使其可以顺畅的转动，传动装置拐角处通过齿轮连接两个垂直的传动轴，传递动力；传动装置带动皮带滚轴运动将力传递给三叶拨片；矸石刮板是一个90°弯折的L形刮板，固定安装在改良皮带的下方皮带上，用于清扫皮带，将改良皮带的下方皮带上的矸石和灰尘刮下皮带；外附皮带设置在改良皮带的侧下方；

所述煤矸识别装置主要由化学喷雾装置和摄像装置组成；化学喷雾装置由喷头和储存罐组成，持续的进行喷洒药剂；其中，喷头安装在改良皮带上方的顺槽顶板上，通过导管和储存罐相连，储存罐放置在顺槽底板上；摄像装置为两个平行排列的摄像机，在皮带上方间隔设置；

所述粒径分选装置主要由陶瓷滑槽、三叶拨片、可调高度支撑杆组成；三叶拨片由三个拨片组成,设置在改良皮带上方；三叶拨片固定在可调高度支撑杆上，可以随之转动，可调高度支撑杆由伸缩杆构成，可以随传动装置转动，可调高度支撑杆与传动装置的传动轴通过联轴器连接，传动轴转动带动可调高度支撑杆随之转动。陶瓷滑槽固定在外附皮带上，使三叶拨片所拨动的矸石可以从较高的改良皮带通过它滑落到较低的外附皮带上；