CN101634842A - 煤矸识别与自动化放煤控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矸识别与自动化放煤控制系统。在放煤设备的放煤口处安装声纹传感器和图像传感器，采集放煤过程中的煤与矸石流出时的音频和视频信号，再将信号传给DSP快速处理器进行运算处理，然后将结果传给单片机控制器；同时，单片机控制器采集皮带运输机的电流互感器的信号，以检测皮带运输机的负荷状态；单片机控制器通过对这些数据的分析来控制电液控制设备，进而控制放煤设备。实现放顶煤过程中煤矸比率的自动识别和放顶煤工艺的自动化控制，加快了放煤速度，控制了矸石的混入率，增加了煤炭采出率，提高了煤矿生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种厚及特厚煤层开采技术，尤其涉及一种煤矸识别与自动化放煤控制系统。
背景技术
目前，在煤矿开采工艺中，放煤手段主要采用人工放煤，工人较多依赖经验和对声音的判断来终止放煤，操作存在着随机性，有时放煤率低，有时矸石率高。且放煤工人离放煤口比较近，散体煤矸在放出过程中产生大量的粉尘，易造成职业伤害，。
上述现有技术至少存在以下缺点：
顶煤放出率较低，矸石率高，且粉尘对人体的伤害较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种顶煤放出率高，且对人体危害小的煤矸识别与自动化放煤控制系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的煤矸识别与自动化放煤控制系统，用于控制放煤设备实现放顶煤，包括：声纹传感器和图像传感器、DSP快速处理器、单片机控制器，所述声纹传感器和图像传感器设于所述放煤设备的放煤口处；
所述声纹传感器和图像传感器分别采集放顶煤过程中的煤与矸石流出时的音频信号和视频信号；然后将采集到的音频信号和视频信号发送到所述DSP快速处理器中进行匹配处理；
所述DSP快速处理器将匹配处理后的信息传给单片机控制器，所述单片机控制器将接收的信息进行运算处理后，根据处理后的结果发出控制指令，通过电液控制设备控制所述放煤设备实现放顶煤的控制。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的煤矸识别与自动化放煤控制系统，由于通过声纹传感器和图像传感器分别采集放顶煤过程中的煤与矸石流出时的音频信号和视频信号；然后将采集到的音频信号和视频信号发送到所述DSP快速处理器中进行匹配处理，并将匹配处理的信息传给单片机控制器，单片机控制器将接收的信息进行运算处理后，根据处理后的结果发出控制指令，控制电液控制设备支配放煤设备，实现放顶煤的控制。能够合理选择放顶煤的时机、控制点、速率等，顶煤放出率高，且对人体危害小。
附图说明
图1为本发明煤矸识别与自动化放煤控制系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的煤矸识别与自动化放煤控制系统，用于控制放煤设备实现放顶煤，其较佳的具体实施方式包括：声纹传感器和图像传感器、DSP快速处理器、单片机控制器，所述声纹传感器和图像传感器设于所述放煤设备的放煤口处；
声纹传感器和图像传感器分别采集放顶煤过程中的煤与矸石流出时的音频信号和视频信号；然后将采集到的音频信号和视频信号发送到所述DSP快速处理器中进行匹配处理；
DSP快速处理器将匹配处理后的信息传给单片机控制器，单片机控制器将接收的信息进行运算处理后，根据处理后的结果发出控制指令，通过电液控制设备控制所述放煤设备实现放顶煤的控制。
具体DSP快速处理器的匹配处理可以包括：
将煤和矸石流出时的音频信号与预设的声音频谱进行比较匹配；
对煤和矸石的视频信号进行数字化图像分析，给出煤和矸石的粒度分布数据和灰度，与预设的粒度分布数据和灰度进行比较匹配；
单片机控制器根据上述比较匹配的结果，得出放顶煤的控制信息。
可以通过将煤和矸石的音频信号与预设的声音频谱进行比较匹配，确定放顶煤的控制点；通过对煤和矸石的视频信号进行数字化图像分析，识别煤和矸石，并测算各自的比例，及给出煤和矸石的粒度分布，确定放顶煤的控制点。
本发明还包括皮带运输机的电流互感器，皮带运输机的电流互感器检测皮带运输机的负荷信息，并将该信息传给单片机控制器；单片机控制器将接收的信息进行运算处理后，根据处理后的结果发出控制指令，控制电液控制设备支配放煤设备，实现自动化放顶煤。电液控制设备可以通过电信号控制其放煤设备的尾梁和插板的千斤顶的液压阀实现放顶煤的控制。
当皮带负荷过重时，将无法正常工作。这时候单片机就会控制放煤口减慢放煤速度，减轻皮带的负荷。当皮带负荷较轻时，单片机会控制放煤口加大放煤速度，使皮带在保持正常工作的情况下能够达到最佳的放煤速度。
下面结合具体实施例对说明做详细的阐述：
如图1所示，声纹传感器和图像传感器采集音频和视频信号，再将信号传给DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)快速处理器进行运算处理后，将结果传给单片机控制器；同时，皮带运输机的电流互感器检测皮带负荷状态，并将该信息传给单片机控制器；单片机控制器通过对这些数据分析的结果来控制电液控制设备，进而控制放煤设备。
本发明所述的煤矸识别与自动化放煤控制系统，以声纹识别技术为主、以图像识别技术为辅，用来实现放煤过程中煤矸自动识别和放煤工艺的自动化控制。DSP快速处理器采用高速运算模式，有利于提高顶煤的放出率和降低矸石混入率。实现了多口同时放煤或多点放煤，加快了放煤速度，实现了采放平衡，保证了顶煤开采率，达到了自动检测煤矸比率与自动化放顶煤的目的，提高煤矿生产效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1、一种煤矸识别与自动化放煤控制系统，用于控制放煤设备实现放顶煤，其特征在于，包括：声纹传感器和图像传感器、DSP快速处理器、单片机控制器，所述声纹传感器和图像传感器设于所述放煤设备的放煤口处；
所述声纹传感器和图像传感器分别采集放顶煤过程中的煤与矸石流出时的音频信号和视频信号；然后将采集到的音频信号和视频信号发送到所述DSP快速处理器中进行匹配处理；
所述DSP快速处理器将匹配处理后的信息传给单片机控制器，所述单片机控制器将接收的信息进行运算处理后，根据处理后的结果发出控制指令，通过电液控制设备控制所述放煤设备实现放顶煤的控制。
2、根据权利要求1所述的煤矸识别与自动化放煤控制系统，其特征在于，所述DSP快速处理器的匹配处理包括：
将所述煤和矸石流出时的音频信号与预设的声音频谱进行比较匹配；
对所述煤和矸石的视频信号进行数字化图像分析，给出煤和矸石的粒度分布数据和灰度，与预设的粒度分布数据和灰度进行比较匹配；
所述单片机控制器根据上述比较匹配的结果，得出放顶煤的控制信息。
3、根据权利要求1或2所述的煤矸识别与自动化放煤控制系统，其特征在于，包括皮带运输机的电流互感器，所述电流互感器用于检测所述放煤口下方的皮带运输机的负荷信息，并将该负荷信息传给单片机控制器。
4、根据权利要求3所述的煤矸识别与自动化放煤控制系统，其特征在于，所述单片机控制器将所述皮带运输机的负荷信息与其额定的负荷信息进行比较，并根据比较的结果得出放顶煤的控制信息。
5、根据权利要求1所述的煤矸识别与自动化放煤控制系统，其特征在于，所述电液控制设备根据所述单片机控制器给出的控制指令，控制所述放煤设备的尾梁和插板的千斤顶的液压阀，实现放顶煤的控制。
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