CN107413677A - 智能机器人井下排矸系统 - Google Patents

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白霄
李腾
高涵
重红伟
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Abstract

本发明一种智能机器人井下排矸系统，包括依次设置在运输大巷内的前段大巷皮带、滚轴筛和后段大巷皮带，设置在智能机器人拣矸硐室内的智能机器人拣矸系统皮带、智能机器人拣矸系统和特大块精煤返煤皮带，以及设置在矸石运输巷道内的矸石皮带；其中，前段大巷皮带的末端与滚轴筛的前端搭接，滚轴筛的末端分别与智能机器人拣矸系统皮带的前端和后段大巷皮带的前端搭接，智能机器人拣矸系统皮带的末端和特大块精煤返煤皮带的前端均与智能机器人拣矸系统的一端搭接，特大块精煤返煤皮带的末端与后段大巷皮带的前端搭接，智能机器人拣矸系统的另一端与矸石皮带的前端搭接。本发明创造选用智能拣矸机器人，工艺简单，合理布置，减小施工难度，节约投资。

Description

智能机器人井下排矸系统
技术领域
本发明属于煤矿井下煤矸分离技术领域，尤其涉及一种智能机器人井下排矸系统。
背景技术
在煤矿开采生产过程中可利用的煤中混有大量无法利用的矸石，在传统的生产系统中，煤与矸石一同提升至地面经过人工拣矸，分选后实现分离，分离的矸石排弃堆放，堆积的矸石山对矿区生态环境和条件带来很大的威胁与危害，包括侵占土地，致空气环境、水质和土壤的污染等。国内目前有一些煤矿通过矸石井下回填作为减少矸石排放的主要措施，洗选后矸石通过辅助运输下井回填，无效的提升和运输增加了生产成本。井下常用的分选方法包括跳汰、动筛及浅槽，它们都为湿法选煤，需要煤泥水回收环节，其中浅槽为重介选煤，还需要复杂的介质回收环节，整个分选系统较复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能机器人井下排矸系统，用于在井下实现大块煤干法分选，分选出大块矸石不升井，减少无效运输，增强矿井提煤能力。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：
智能机器人井下排矸系统，包括依次设置在运输大巷内的前段大巷皮带、滚轴筛和后段大巷皮带，设置在智能机器人拣矸硐室内的智能机器人拣矸系统皮带、智能机器人拣矸系统和特大块精煤返煤皮带，以及设置在矸石运输巷道内的矸石皮带；其中，
前段大巷皮带的末端与滚轴筛的前端搭接，滚轴筛的末端分别与智能机器人拣矸系统皮带的前端和后段大巷皮带的前端搭接，智能机器人拣矸系统皮带的末端和特大块精煤返煤皮带的前端均与智能机器人拣矸系统的一端搭接，特大块精煤返煤皮带的末端与后段大巷皮带的前端搭接，智能机器人拣矸系统的另一端与矸石皮带的前端搭接。
本发明进一步的改进在于，运输大巷与矸石运输巷道平行布置，智能机器人拣矸硐室与运输大巷和矸石运输巷道垂直布置。
本发明进一步的改进在于，智能机器人拣矸系统皮带的带速为0.3m/s～0.6m/s。
本发明进一步的改进在于，特大块精煤指的是粒径不小于100mm的煤块。
本发明进一步的改进在于，智能机器人拣矸系统包括X射线识别系统、抓取机器人和控制系统，其中，X射线识别系统用于通过X射线煤和矸石进行识别，控制系统用于计算矸石的位置信息传递给安装在皮带机上方的抓取机器人，抓取机器人按照预测的位置和时间，在矸石到达预定位置时抓取机器人执行抓取动作，抓出矸石放到皮带两侧的矸石溜槽内，矸石溜槽下连接矸石皮带。
本发明进一步的改进在于，X射线识别系统包括X射线源、X射线探测器和图像采集卡，X射线源用于发出双能X射线照射物料，并利用X射线探测器与图像采集卡采集X射线衰减信号，并传输至控制系统。
本发明具有如下的有益效果：
本发明实现了将智能机器人拣矸系统布置于井下，毛煤经前段大巷皮带给至滚轴筛入料端，实现+100mm(150mm)大块煤煤矸分离，大块矸石不升井，减少无效运输，提高提煤能力。分选方法选用干法分选，没有介质回收及煤泥水环节，生产系统简单，工程量小，投资省，方便井下布置。
附图说明
图1是本发明智能机器人井下排矸系统的布置示意图。
图中：1-前段大巷皮带，2-滚轴筛，3-智能机器人拣矸系统皮带，4-智能机器人拣矸系统，5-特大块精煤返煤皮带，6-矸石皮带，7-后段大巷皮带，8-运输大巷，9-智能机器人拣矸硐室，10-矸石运输巷道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明提供的智能机器人井下排矸系统中，运输大巷皮带分为两段，即前段大巷皮带1与后段大巷皮带7，在运输大巷8合理位置局部加高，布置滚轴筛2，井下毛煤经前段大巷皮带1运输，然后经机头溜槽给至滚轴筛2，以100mm(150mm)分级，筛下-100mm(-150mm)经筛下溜槽给至布置于滚轴筛2下的后段大巷皮带7上。筛上特大块物料经溜槽给至布置于局部拉底槽段的智能机器人拣矸系统皮带3上，进入智能机器人拣矸硐室9，此皮带带速较低，带速为0.3m/s～0.6m/s。
垂直于主井运输大巷开拓智能机器人拣矸硐室9，布置智能机器人拣矸系统皮带3、智能机器人拣矸系统4，矸石皮带6机尾及特大块精煤返煤皮带5。智能机器人拣矸系统4由X射线识别系统、抓取机器人和控制系统组成。X射线识别系统包括X射线源、X射线探测器和图像采集卡，特大块煤进入机器人拣矸系统4后，X射线源发出双能X射线照射物料，当合适能量的X射线透过煤块或者矸石时，因矸石的密度比煤块的密度大，因此透过矸石的射线衰减程度较大，而透过煤块的射线衰减程度较小，利用X射线探测器与图像采集卡采集X射线衰减信号，并传输至控制系统，控制系统对数据的分析和处理后标识出煤与矸石并进行定位，利用抓取机器人拣出煤或矸石。
工作过程为，煤和矸石通过智能机器人拣矸系统皮带3进行运输，煤和矸石首先进入X射线识别系统的图像识别区，通过X射线识别系统把矸石和杂质识别出，控制系统计算矸石的位置信息传递给安装在皮带机上方的抓取机器人，抓取机器人按照预测的位置和时间，在矸石到达预定位置时抓取机器人执行抓取动作，抓出矸石放到皮带两侧的矸石溜槽内，矸石溜槽下接矸石皮带6。特大块精煤在皮带上继续向前运动，在机头处经溜槽给至同硐室内布置的特大块精煤返煤皮带5，转载至经机头溜槽给至后段大巷皮带7。特大块精煤及-100mm原煤混合经后段大巷皮带7提升至地面处理。
本发明将运输大巷8局部加高设计，前段大巷皮带1机头抬高，便于毛煤给入后续的滚轴筛2。
本发明在运输大巷布置滚轴筛2实现100mm(150mm)分级，滚轴筛2煤流方向与后段大巷皮带7输送方向一致，滚轴筛2筛下直接给至筛子下方布置的后段大巷皮带7，有效降低了巷道高度。筛上直接给到布置于巷道局部拉底段的智能机器人拣矸系统皮带3上，进入智能机器人拣矸系统4。
本发明在智能机器人拣矸硐室9内布置智能机器人拣矸系统4及特大块精煤返煤皮带5，系统简单，节约土建工程。
本发明将+100mm(+150mm)特大块选用智能机器人拣矸系统4，拣矸系统中的识别记录反馈系统用于对煤矸进行识别并将数据特征值与设定值对比，认定为目标物时，智能机器人用于拣出矸石。
本发明经智能机器人拣矸系统4分选后的特大块精煤在智能机器人拣矸系统皮带3的机头直接利用溜槽给入返煤带式输送机，无需转载，工艺简单。

Claims (6)

1.智能机器人井下排矸系统，其特征在于，包括依次设置在运输大巷(8)内的前段大巷皮带(1)、滚轴筛(2)和后段大巷皮带(7)，设置在智能机器人拣矸硐室(9)内的智能机器人拣矸系统皮带(3)、智能机器人拣矸系统(4)和特大块精煤返煤皮带(5)，以及设置在矸石运输巷道(10)内的矸石皮带(6)；其中，
前段大巷皮带(1)的末端与滚轴筛(2)的前端搭接，滚轴筛(2)的末端分别与智能机器人拣矸系统皮带(3)的前端和后段大巷皮带(7)的前端搭接，智能机器人拣矸系统皮带(3)的末端和特大块精煤返煤皮带(5)的前端均与智能机器人拣矸系统(4)的一端搭接，特大块精煤返煤皮带(5)的末端与后段大巷皮带(7)的前端搭接，智能机器人拣矸系统(4)的另一端与矸石皮带(6)的前端搭接。
2.根据权利要求1所述的智能机器人井下排矸系统，其特征在于，运输大巷(8)与矸石运输巷道(10)平行布置，智能机器人拣矸硐室(9)与运输大巷(8)和矸石运输巷道(10)垂直布置。
3.根据权利要求1所述的智能机器人井下排矸系统，其特征在于，智能机器人拣矸系统皮带(3)的带速为0.3m/s～0.6m/s。
4.根据权利要求1所述的智能机器人井下排矸系统，其特征在于，特大块精煤指的是粒径不小于100mm的煤块。
5.根据权利要求1所述的智能机器人井下排矸系统，其特征在于，智能机器人拣矸系统(4)包括X射线识别系统、抓取机器人和控制系统，其中，X射线识别系统用于通过X射线煤和矸石进行识别，控制系统用于计算矸石的位置信息传递给安装在皮带机上方的抓取机器人，抓取机器人按照预测的位置和时间，在矸石到达预定位置时抓取机器人执行抓取动作，抓出矸石放到皮带两侧的矸石溜槽内，矸石溜槽下连接矸石皮带(6)。
6.根据权利要求5所述的智能机器人井下排矸系统，其特征在于，X射线识别系统包括X射线源、X射线探测器和图像采集卡，X射线源用于发出双能X射线照射物料，并利用X射线探测器与图像采集卡采集X射线衰减信号，并传输至控制系统。
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