CN110404824A - 一种原煤与煤矸石快速分选装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种原煤与煤矸石快速分选装置及方法，装置包括煤矸混合料上料传送带、煤矸混合料分选传送带、煤矸石排料传送带、原煤排料传送带、煤矸混合料破碎机构、煤矸混合料加热机构、红外图像采集机构及煤矸石分拣机构。方法为：由煤矸混合料上料传送带将煤矸混合料送至煤矸混合料分选传送带上，首先通过煤矸混合料破碎机构对煤矸混合料进行破碎，破碎后的煤矸混合料移至煤矸混合料加热机构进行加热，加热后的煤矸混合料移至红外图像采集机构进行红外图像采集，然后将煤矸混合料移至煤矸石分拣机构，根据原煤和煤矸石的红外图像颜色差异，由机械手将煤矸石抓起并移至挡料板上方，松开机械手使煤矸石落到煤矸石排料传送带上，原煤则移入原煤排料传送带。

Description

一种原煤与煤矸石快速分选装置及方法

技术领域

本发明属于原煤与煤矸石分选技术领域，特别是涉及一种原煤与煤矸石快速分选装置及方法。

背景技术

在煤炭生产过程中，选煤是重要的一个环节，如果原煤中混杂过多的煤矸石，会导致原煤质量的下降，而通过选煤，则可以获得不同质量的煤炭，进而对煤炭进行综合利用。

目前，传统的选煤方式主要包括人工分选法、湿选法及γ射线选煤法等，其中湿选法又分为重介质选煤法和跳汰选煤法。

对于人工分选法来说，存在工人劳动强度大、工作环境差、分选效率低等弊端；对于重介质选煤法来说，虽然具有分选效率高、易于大块原煤排矸的特点，但该方法对管道、溜槽等设备材料的性能有较高要求；对于跳汰选煤法来说，虽然具有工艺流程简单、处理能力大的特点，但该方法所用的选煤设备占主厂房体积较大，其基建投资较高；由于重介质选煤法和跳汰选煤法均属于湿选法，选煤过程中需要大量的水资源，其在一定程度上还会造成水污染；对于γ射线选煤法来说，虽然具有设备安装简单、体积小的特点，但该方法的分选能力较为有限，而γ射线还会对人体产生危害。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种原煤与煤矸石快速分选装置及方法，具有较高的机械化和自动化程度，有效提高分选效率，能够有效降低工人的劳动强度，能够有效避免选煤过程中水资源的消耗。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种原煤与煤矸石快速分选装置，包括煤矸混合料上料传送带、煤矸混合料分选传送带、煤矸石排料传送带、原煤排料传送带、煤矸混合料破碎机构、煤矸混合料加热机构、红外图像采集机构及煤矸石分拣机构；所述煤矸混合料上料传送带的出料端与煤矸混合料分选传送带的进料端相连，煤矸混合料分选传送带的出料端与原煤排料传送带的进料端相连，所述煤矸石排料传送带的进料端与煤矸混合料分选传送带的出料端相邻设置；所述煤矸混合料破碎机构设置在煤矸混合料分选传送带的进料端，所述煤矸石分拣机构设置在煤矸混合料分选传送带的出料端，所述煤矸混合料加热机构和红外图像采集机构设置在煤矸混合料破碎机构与煤矸石分拣机构之间的煤矸混合料分选传送带中部，且煤矸混合料加热机构与煤矸混合料破碎机构相邻，红外图像采集机构与煤矸石分拣机构相邻。

所述煤矸混合料破碎机构包括破碎辊、破碎辊支座、破碎辊驱动电机及电机支架，所述破碎辊水平设置在煤矸混合料分选传送带上方，破碎辊一端通过破碎辊支座与煤矸混合料分选传送带的主体框架相连，破碎辊另一端与破碎辊驱动电机的电机轴相固连，破碎辊驱动电机固装在电机支架上，电机支架固连在煤矸混合料分选传送带的主体框架上。

所述煤矸混合料分选传送带采用钢链输送带，钢链输送带与破碎辊的线速度相等，在破碎辊正下方的钢链输送带下方设置有支撑辊，钢链输送带下表面与支撑辊滚动接触配合，在破碎辊与钢链输送带上表面之间留有煤矸混合料定尺间隙。

所述煤矸混合料加热机构包括加热器及加热器固定架，加热器固定架跨装在煤矸混合料分选传送带的主体框架上，所述加热器吊装在加热器固定架顶部，且加热器位于煤矸混合料分选传送带的上方。

所述红外图像采集机构包括红外热像仪和红外热像仪固定架，红外热像仪固定架跨装在煤矸混合料分选传送带的主体框架上，所述红外热像仪吊装在红外热像仪固定架顶部，且红外热像仪位于煤矸混合料分选传送带的上方。

所述煤矸石分拣机构包括机械手、气动滑台、导向滑轨及滑轨固定架，滑轨固定架跨装在煤矸混合料分选传送带的主体框架上，所述导向滑轨水平固装在滑轨固定架上，所述气动滑台安装在导向滑轨上，气动滑台可沿导向滑轨直线移动，所述机械手吊装在气动滑台上，机械手可调整高度位置。

所述导向滑轨的长度大于煤矸混合料分选传送带主体框架的宽度，当机械手位于导向滑轨两端时，机械手处于煤矸混合料分选传送带外部并位于煤矸石排料传送带进料端的正上方，且在机械手正下方的煤矸混合料分选传送带主体框架上安装有煤矸石挡料板。

所述煤矸混合料上料传送带、煤矸混合料分选传送带、煤矸石排料传送带、原煤排料传送带均由电机驱动，电机的电机轴通过皮带带轮机构与传送带的托辊辊轴传动连接。

一种原煤与煤矸石快速分选方法，采用了所述的原煤与煤矸石快速分选装置，包括如下步骤：

步骤一：启动煤矸混合料上料传送带，通过煤矸混合料上料传送带将原煤与煤矸石的混合料转移到煤矸混合料分选传送带上；

步骤二：启动煤矸混合料分选传送带，将原煤与煤矸石的混合料转移到煤矸混合料破碎机构；

步骤三：启动破碎辊驱动电机，驱动破碎辊转动，当大块的原煤和煤矸石经过破碎辊与支撑辊之间的煤矸混合料定尺间隙时，将被挤压破碎成小块的原煤和煤矸石，这些小块的原煤和煤矸石将被转移到煤矸混合料加热机构；

步骤四：启动加热器，通过加热器对途径其下方的原煤和煤矸石进行加热，加热后的原煤和煤矸石将被转移到红外图像采集机构；

步骤五：启动红外热像仪，通过红外热像仪对途径其下方的原煤和煤矸石的红外图像进行采集，由于原煤和煤矸石的比热容不同，在相同的加热时间内，原煤的红外图像颜色深，而煤矸石的红外图像颜色浅，完成红外图像采集后的原煤和煤矸石将被转移到煤矸石分拣机构；

步骤六：启动气动滑台和机械手，根据原煤和煤矸石的红外图像的颜色差异，气动滑台首先移动到煤矸石正上方，再由机械手将煤矸石抓起，然后气动滑台会快速移动到导向滑轨端部，之后松开机械手，煤矸石在重力作用下掉落到下方的煤矸石挡料板上，并最终滑落至煤矸石排料传送带上，通过煤矸石排料传送带将收集的煤矸石统一排出；同时，完成煤矸石分离后的原煤将直接转移到原煤排料传送带上，通过原煤排料传送带将原煤统一排出，进而完成原煤与煤矸石的分离。

本发明的有益效果：

本发明的原煤与煤矸石快速分选装置及方法，具有较高的机械化和自动化程度，有效提高分选效率，能够有效降低工人的劳动强度，能够有效避免选煤过程中水资源的消耗。

附图说明

图1为本发明的一种原煤与煤矸石快速分选装置的结构示意图；

图2为本发明的煤矸混合料破碎机构的结构示意图；

图3为本发明的煤矸混合料加热机构的结构示意图；

图4为本发明的红外图像采集机构的结构示意图；

图5为本发明的煤矸石分拣机构的结构示意图；

图中，1—煤矸混合料上料传送带，2—煤矸混合料分选传送带，3—煤矸石排料传送带，4—煤矸混合料破碎机构，5—煤矸混合料加热机构，6—红外图像采集机构，7—煤矸石分拣机构，8—破碎辊，9—破碎辊支座，10—破碎辊驱动电机，11—电机支架，12—加热器，13—加热器固定架，14—红外热像仪，15—红外热像仪固定架，16—机械手，17—气动滑台，18—导向滑轨，19—滑轨固定架，20—煤矸石挡料板，21—皮带带轮机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～5所示，一种原煤与煤矸石快速分选装置，包括煤矸混合料上料传送带1、煤矸混合料分选传送带2、煤矸石排料传送带3、原煤排料传送带、煤矸混合料破碎机构4、煤矸混合料加热机构5、红外图像采集机构6及煤矸石分拣机构7；所述煤矸混合料上料传送带1的出料端与煤矸混合料分选传送带2的进料端相连，煤矸混合料分选传送带2的出料端与原煤排料传送带的进料端相连，所述煤矸石排料传送带3的进料端与煤矸混合料分选传送带2的出料端相邻设置；所述煤矸混合料破碎机构4设置在煤矸混合料分选传送带2的进料端，所述煤矸石分拣机构7设置在煤矸混合料分选传送带2的出料端，所述煤矸混合料加热机构5和红外图像采集机构6设置在煤矸混合料破碎机构4与煤矸石分拣机构7之间的煤矸混合料分选传送带2中部，且煤矸混合料加热机构5与煤矸混合料破碎机构4相邻，红外图像采集机构6与煤矸石分拣机构7相邻。

所述煤矸混合料破碎机构4包括破碎辊8、破碎辊支座9、破碎辊驱动电机10及电机支架11，所述破碎辊8水平设置在煤矸混合料分选传送带2上方，破碎辊8一端通过破碎辊支座9与煤矸混合料分选传送带2的主体框架相连，破碎辊8另一端与破碎辊驱动电机10的电机轴相固连，破碎辊驱动电机10固装在电机支架11上，电机支架11固连在煤矸混合料分选传送带2的主体框架上。

所述煤矸混合料分选传送带2采用钢链输送带，钢链输送带与破碎辊8的线速度相等，在破碎辊8正下方的钢链输送带下方设置有支撑辊，钢链输送带下表面与支撑辊滚动接触配合，在破碎辊8与钢链输送带上表面之间留有煤矸混合料定尺间隙。

所述煤矸混合料加热机构5包括加热器12及加热器固定架13，加热器固定架13跨装在煤矸混合料分选传送带2的主体框架上，所述加热器12吊装在加热器固定架13顶部，且加热器12位于煤矸混合料分选传送带2的上方。

所述红外图像采集机构6包括红外热像仪14和红外热像仪固定架15，红外热像仪固定架15跨装在煤矸混合料分选传送带2的主体框架上，所述红外热像仪14吊装在红外热像仪固定架15顶部，且红外热像仪14位于煤矸混合料分选传送带2的上方。本实施例中，红外热像仪14共设置两台，两台红外热像仪14并列设置。

所述煤矸石分拣机构7包括机械手16、气动滑台17、导向滑轨18及滑轨固定架19，滑轨固定架19跨装在煤矸混合料分选传送带2的主体框架上，所述导向滑轨18水平固装在滑轨固定架19上，所述气动滑台17安装在导向滑轨18上，气动滑台17可沿导向滑轨18直线移动，所述机械手16吊装在气动滑台17上，机械手16可调整高度位置。本实施例中，导向滑轨18共设置两根，每根导向滑轨18上均安装有气动滑台17，每个气动滑台17上均吊装有一个机械手16。

所述导向滑轨18的长度大于煤矸混合料分选传送带2主体框架的宽度，当机械手16位于导向滑轨18两端时，机械手16处于煤矸混合料分选传送带2外部并位于煤矸石排料传送带3进料端的正上方，且在机械手16正下方的煤矸混合料分选传送带2主体框架上安装有煤矸石挡料板20。

所述煤矸混合料上料传送带1、煤矸混合料分选传送带2、煤矸石排料传送带3、原煤排料传送带均由电机驱动，电机的电机轴通过皮带带轮机构21与传送带的托辊辊轴传动连接。本实施例中，煤矸石排料传送带3共设置两套，两套煤矸石排料传送带3对称分布在煤矸混合料分选传送带2出料端的左右两侧。

一种原煤与煤矸石快速分选方法，采用了所述的原煤与煤矸石快速分选装置，包括如下步骤：

步骤一：启动煤矸混合料上料传送带1，通过煤矸混合料上料传送带1将原煤与煤矸石的混合料转移到煤矸混合料分选传送带2上；

步骤二：启动煤矸混合料分选传送带2，将原煤与煤矸石的混合料转移到煤矸混合料破碎机构4；

步骤三：启动破碎辊驱动电机10，驱动破碎辊8转动，当大块的原煤和煤矸石经过破碎辊8与支撑辊之间的煤矸混合料定尺间隙时，将被挤压破碎成小块的原煤和煤矸石，这些小块的原煤和煤矸石将被转移到煤矸混合料加热机构5；

步骤四：启动加热器12，通过加热器12对途径其下方的原煤和煤矸石进行加热，加热后的原煤和煤矸石将被转移到红外图像采集机构6；

步骤五：启动红外热像仪14，通过红外热像仪14对途径其下方的原煤和煤矸石的红外图像进行采集，由于原煤和煤矸石的比热容不同，在相同的加热时间内，原煤的红外图像颜色深，而煤矸石的红外图像颜色浅，完成红外图像采集后的原煤和煤矸石将被转移到煤矸石分拣机构7；

步骤六：启动气动滑台17和机械手16，根据原煤和煤矸石的红外图像的颜色差异，气动滑台17首先移动到煤矸石正上方，再由机械手16将煤矸石抓起，然后气动滑台17会快速移动到导向滑轨18端部，之后松开机械手16，煤矸石在重力作用下掉落到下方的煤矸石挡料板20上，并最终滑落至煤矸石排料传送带3上，通过煤矸石排料传送带3将收集的煤矸石统一排出；同时，完成煤矸石分离后的原煤将直接转移到原煤排料传送带上，通过原煤排料传送带将原煤统一排出，进而完成原煤与煤矸石的分离。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (9)

1.一种原煤与煤矸石快速分选装置，其特征在于：包括煤矸混合料上料传送带、煤矸混合料分选传送带、煤矸石排料传送带、原煤排料传送带、煤矸混合料破碎机构、煤矸混合料加热机构、红外图像采集机构及煤矸石分拣机构；所述煤矸混合料上料传送带的出料端与煤矸混合料分选传送带的进料端相连，煤矸混合料分选传送带的出料端与原煤排料传送带的进料端相连，所述煤矸石排料传送带的进料端与煤矸混合料分选传送带的出料端相邻设置；所述煤矸混合料破碎机构设置在煤矸混合料分选传送带的进料端，所述煤矸石分拣机构设置在煤矸混合料分选传送带的出料端，所述煤矸混合料加热机构和红外图像采集机构设置在煤矸混合料破碎机构与煤矸石分拣机构之间的煤矸混合料分选传送带中部，且煤矸混合料加热机构与煤矸混合料破碎机构相邻，红外图像采集机构与煤矸石分拣机构相邻。

2.根据权利要求1所述的一种原煤与煤矸石快速分选装置，其特征在于：所述煤矸混合料破碎机构包括破碎辊、破碎辊支座、破碎辊驱动电机及电机支架，所述破碎辊水平设置在煤矸混合料分选传送带上方，破碎辊一端通过破碎辊支座与煤矸混合料分选传送带的主体框架相连，破碎辊另一端与破碎辊驱动电机的电机轴相固连，破碎辊驱动电机固装在电机支架上，电机支架固连在煤矸混合料分选传送带的主体框架上。

3.根据权利要求2所述的一种原煤与煤矸石快速分选装置，其特征在于：所述煤矸混合料分选传送带采用钢链输送带，钢链输送带与破碎辊的线速度相等，在破碎辊正下方的钢链输送带下方设置有支撑辊，钢链输送带下表面与支撑辊滚动接触配合，在破碎辊与钢链输送带上表面之间留有煤矸混合料定尺间隙。

4.根据权利要求1所述的一种原煤与煤矸石快速分选装置，其特征在于：所述煤矸混合料加热机构包括加热器及加热器固定架，加热器固定架跨装在煤矸混合料分选传送带的主体框架上，所述加热器吊装在加热器固定架顶部，且加热器位于煤矸混合料分选传送带的上方。

5.根据权利要求1所述的一种原煤与煤矸石快速分选装置，其特征在于：所述红外图像采集机构包括红外热像仪和红外热像仪固定架，红外热像仪固定架跨装在煤矸混合料分选传送带的主体框架上，所述红外热像仪吊装在红外热像仪固定架顶部，且红外热像仪位于煤矸混合料分选传送带的上方。

6.根据权利要求1所述的一种原煤与煤矸石快速分选装置，其特征在于：所述煤矸石分拣机构包括机械手、气动滑台、导向滑轨及滑轨固定架，滑轨固定架跨装在煤矸混合料分选传送带的主体框架上，所述导向滑轨水平固装在滑轨固定架上，所述气动滑台安装在导向滑轨上，气动滑台可沿导向滑轨直线移动，所述机械手吊装在气动滑台上，机械手可调整高度位置。

7.根据权利要求6所述的一种原煤与煤矸石快速分选装置，其特征在于：所述导向滑轨的长度大于煤矸混合料分选传送带主体框架的宽度，当机械手位于导向滑轨两端时，机械手处于煤矸混合料分选传送带外部并位于煤矸石排料传送带进料端的正上方，且在机械手正下方的煤矸混合料分选传送带主体框架上安装有煤矸石挡料板。

8.根据权利要求1所述的一种原煤与煤矸石快速分选装置，其特征在于：所述煤矸混合料上料传送带、煤矸混合料分选传送带、煤矸石排料传送带、原煤排料传送带均由电机驱动，电机的电机轴通过皮带带轮机构与传送带的托辊辊轴传动连接。

9.一种原煤与煤矸石快速分选方法，采用了权利要求1所述的原煤与煤矸石快速分选装置，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：启动煤矸混合料上料传送带，通过煤矸混合料上料传送带将原煤与煤矸石的混合料转移到煤矸混合料分选传送带上；

步骤二：启动煤矸混合料分选传送带，将原煤与煤矸石的混合料转移到煤矸混合料破碎机构；

步骤三：启动破碎辊驱动电机，驱动破碎辊转动，当大块的原煤和煤矸石经过破碎辊与支撑辊之间的煤矸混合料定尺间隙时，将被挤压破碎成小块的原煤和煤矸石，这些小块的原煤和煤矸石将被转移到煤矸混合料加热机构；

步骤四：启动加热器，通过加热器对途径其下方的原煤和煤矸石进行加热，加热后的原煤和煤矸石将被转移到红外图像采集机构；

步骤五：启动红外热像仪，通过红外热像仪对途径其下方的原煤和煤矸石的红外图像进行采集，由于原煤和煤矸石的比热容不同，在相同的加热时间内，原煤的红外图像颜色深，而煤矸石的红外图像颜色浅，完成红外图像采集后的原煤和煤矸石将被转移到煤矸石分拣机构；

步骤六：启动气动滑台和机械手，根据原煤和煤矸石的红外图像的颜色差异，气动滑台首先移动到煤矸石正上方，再由机械手将煤矸石抓起，然后气动滑台会快速移动到导向滑轨端部，之后松开机械手，煤矸石在重力作用下掉落到下方的煤矸石挡料板上，并最终滑落至煤矸石排料传送带上，通过煤矸石排料传送带将收集的煤矸石统一排出；同时，完成煤矸石分离后的原煤将直接转移到原煤排料传送带上，通过原煤排料传送带将原煤统一排出，进而完成原煤与煤矸石的分离。