CN114985289A - 基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置及方法 - Google Patents

基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置及方法，属于智能选矿技术领域。该装置中智能矿石箱受上位机调控投加智能矿石到给料装置，给料装置将原煤和智能矿石布料至输送皮带上，识别装置对煤和矸石进行区分，并将信息传递给煤矸分离装置，煤矸分离装置把矸石分拣至矸石溜槽，经矸石转运皮带到矸石仓，其他的物料经输送皮带到块煤溜槽，经块煤转运皮带到块煤缓存仓，块煤溜槽设有读写器，可接受智能矿石的信息，并将信息上传至上位机，矸石转运皮带和块煤转运皮带都设有磁选机，可回收智能矿石。本发明可以在线自动测试煤矸预选系统的应用效果，检测方便，准确可行、实用性强，可降低工人劳动强度。

Description

基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置及方法
技术领域
本发明涉及智能选矿技术领域，特别是指一种基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置及方法。
背景技术
我国是人口大国，能源消耗巨大。煤炭作为重要能量来源，需求量不断增加，引发人们过度开采煤炭资源，分选矸石等杂物增多。为了提高洗选入煤质量，降低洗选压力，需要对入洗原煤进行煤、矸预分选作业。目前这一作业大多由人工完成，存在人工成本高、工作环境差、拣选效率低、劳动强度大等突出问题，越来越多的企业开始选择用智能化装置替代人工选矸工艺。煤矸预选系统在现场得到广泛应用，其测试工作却存在过程复杂，影响生产，采样困难等各种问题。
无线射频技术(RFID)，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。RFID的应用非常广泛，如动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理等。RFID技术具有防水、防磁、耐高温等特点，可实现多个目标同时被识别，而且存储信息量大，能够保证工作不中断。RFID按照基本工作原理分为有源，无源和半有源三种类型。
本发明设计了一种基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置及方法，可以在正常生产过程对预选系统进行测试，检测块煤分选率等参数，实现了简单快捷的系统测试，解决了测试过程复杂、影响生产、采样困难、人工劳动强度大等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置及方法，使用此装置可简单方便的测定煤矸预选的效率，解决了煤矸预选系统测试的一系列问题。
该装置包括智能矿石箱、智能矿石、给料装置、识别装置、煤矸分离装置、矸石溜槽、矸石转运皮带、矸石仓、输送皮带机、上位机、块煤溜槽、读写器、块煤转运皮带、磁选机和块煤缓存仓，
智能矿石箱内盛放智能矿石，智能矿石箱位于给料装置上方，给料装置后接输送皮带机，输送皮带机上沿物料输送方向依次布置识别装置和煤矸分离装置，煤矸分离装置连接矸石溜槽，矸石溜槽通过矸石转运皮带连接矸石仓，输送皮带机后接块煤溜槽，块煤溜槽通过块煤转运皮带连接块煤缓冲仓，块煤溜槽旁设有读写器，智能矿石箱和读写器将数据传递至上位机，并接受上位机控制，矸石转运皮带和原煤转运皮带上均布置磁选机。
其中，智能矿石包括可拆分外壳、标签天线和标签芯片，标签天线连接标签芯片，并置于可拆分外壳内部，标签天线同读写器之间进行信号传递，可拆分外壳由磁性材料制成。标签芯片的作用是保存数据；标签天线在标签芯片和读写器间传递射频信号，是标签与读写器之间传输数据的发射、接收装置，通过电感耦合或电磁反向散射耦合原理和读写器进行通信。
上述智能矿石通过可拆分外壳配重，使智能矿石的规格和煤相同，或使智能矿石的规格和矸石相同。智能矿石的规格包括智能矿石的重量、密度、形状等。
上位机控制智能矿石箱投加智能矿石的数量和速度。
识别装置包括双能X射线、机器视觉识别，能够将煤和矸石识别出来，并将识别信息传递到煤矸分离装置；
煤矸分离装置包括机械执行、空气喷吹，接收识别装置的信息，将识别出的矸石分拣至矸石溜槽。
读写器为利用无线射频技术进行智能矿石数据捕捉和处理的装置，为读写范围内的智能矿石提供相应的能量激活，并接收智能矿石传递的信息，上传至上位机。
该装置的应用方法，具体为：
智能矿石箱受上位机调控投加智能矿石到给料装置，给料装置将原煤与智能矿石给到输送皮带机，识别装置对输送皮带机上的物料进行识别，煤矸分离装置将识别出的矸石分拣至矸石溜槽，经矸石转运皮带转运到矸石仓，识别出的煤经输送皮带机输送到块煤溜槽，经块煤转运皮带转运到块煤缓存仓，块煤溜槽旁的读写器接收智能矿石的信息并上传至上位机，上位机对数据进行处理，矸石转运皮带和块煤转运皮带上的磁选机对智能矿石进行回收后返回智能矿石箱，上位机通过接收到的信息处理得到系统分选评定参数。
其中，系统分选评定参数计算过程如下：
Figure BDA0003677181630000031
其中：r为系统分选评定参数；k1为每小时智能矿石箱投加的智能矿石总个数；k2为每小时读写器接收到信号的智能矿石个数。
当智能矿石配重为块煤时，该参数r为块煤分选率；当智能矿石配重为矸石时，该参数r为矸石误选率。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，可快捷方便的完成煤矸预选系统的分选效果的测试，简化了测试的流程，解决了测试过程复杂、影响生产、采样困难、人工劳动强度大等问题；测试过程不需急停生产线，工作人员在上位机即可控制智能矿石投加，得到即时的系统分选效率，判断分选系统工作情况；测试过程智能矿石还可重复回收使用，降低成本。
附图说明
图1为本发明的基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置结构示意图。
其中：1-智能矿石箱；2-智能矿石；3-给料装置；4-识别装置；5-煤矸分离装置；6-上位机；7-输送皮带机；8-块煤溜槽；9-读写器；10-磁选机；11-块煤转运皮带；12-块煤缓存仓；13-矸石仓；14-矸石转运皮带；15-矸石溜槽；2/1-可拆分外壳；2/2-标签天线；2/3-标签芯片。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置及方法。
如图1所示，该装置包括智能矿石箱1、智能矿石2、给料装置3、识别装置4、煤矸分离装置5、矸石溜槽15、矸石转运皮带14、矸石仓13、输送皮带机7、上位机6、块煤溜槽8、读写器9、块煤转运皮带11、磁选机10和块煤缓存仓12，
智能矿石箱1内盛放智能矿石2，智能矿石箱1位于给料装置3上方，给料装置3后接输送皮带机7，输送皮带机7上沿物料输送方向依次布置识别装置4和煤矸分离装置5，煤矸分离装置5连接矸石溜槽15，矸石溜槽15通过矸石转运皮带14连接矸石仓13，输送皮带机7后接块煤溜槽8，块煤溜槽8通过块煤转运皮带11连接块煤缓冲仓12，块煤溜槽8旁设有读写器9，智能矿石箱1和读写器9将数据传递至上位机6，并接受上位机6控制，矸石转运皮带14和块煤转运皮带12上均布置磁选机10。
智能矿石2包括可拆分外壳2/1、标签天线2/2和标签芯片2/3，标签天线2/2连接标签芯片2/3，并置于可拆分外壳2/1内部，标签天线2/2同读写器9之间进行信号传递，可拆分外壳2/1由磁性材料制成。
智能矿石通过可拆分外壳配重，使智能矿石的规格和煤相同，或使智能矿石的规格和矸石相同。
上位机控制智能矿石箱投加智能矿石的数量和速度。
识别装置包括双能X射线、机器视觉识别，能够将煤和矸石识别出来，并将识别信息传递到煤矸分离装置；
煤矸分离装置包括机械执行、空气喷吹等，接收识别装置的信息，将识别出的矸石分拣至矸石溜槽。
读写器为利用无线射频技术进行智能矿石数据捕捉和处理的装置，为读写范围内的智能矿石提供相应的能量激活，并接收智能矿石传递的信息，上传至上位机。
该装置的应用方法，具体为：
智能矿石箱1受上位机6调控投加智能矿石2到给料装置3，给料装置3将原煤与智能矿石2给到输送皮带机7，识别装置4对输送皮带机7上的物料进行识别，煤矸分离装置5将识别出的矸石分拣至矸石溜槽15，经矸石转运皮带14转运到矸石仓13，识别出的煤经输送皮带机7输送到块煤溜槽8，经块煤转运皮带11转运到块煤缓存仓12，块煤溜槽8旁的读写器9接收智能矿石2的信息并上传至上位机6，上位机6对数据进行处理，矸石转运皮带14和块煤转运皮带11上的磁选机10对智能矿石2进行回收，上位机6通过接收到的信息处理得到系统分选评定参数。
上述系统分选评定参数计算过程如下：
Figure BDA0003677181630000051
其中：r为系统分选评定参数；k1为每小时智能矿石箱投加的智能矿石总个数；k2为每小时读写器接收到信号的智能矿石个数。
当智能矿石配重为块煤时，该参数为块煤分选率；当智能矿石配重为矸石时，该参数为矸石误选率。
在具体实施过程中，识别装置以双能X射线为例，煤矸分离装置以自动分选机器人为例，智能矿石使用金属铁进行配重，使智能矿石密度分布在<1.30g/cm3，1.30～1.40g/cm3，1.40～1.50g/cm3，1.5～1.60g/cm3，1.60～1.70g/cm3，1.70～1.80g/cm3，1.80～2.00g/cm3，>2.00g/cm3各个密度级中，模拟多种密度的煤炭物料；工作人员打开上位机，在上位机控制智能矿石箱投加智能矿石至给料装置，给料装置将原煤和智能矿石通过皮带给到双能X射线识别装置，识别装置识别后将识别信息传递给自动分选机器人，机器人将被识别出的矸石分拣到矸石溜槽，经矸石转运皮带转运到矸石仓，识别出的块煤输送到块煤溜槽，经块煤转运皮带机转运到块煤缓存仓，读写器设置在块煤溜槽，接收智能矿石的信息并将其传输到上位机，上位机按照编写的程序处理信息，输出块煤分选率等参数。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置，其特征在于，包括智能矿石箱、智能矿石、给料装置、识别装置、煤矸分离装置、矸石溜槽、矸石转运皮带、矸石仓、输送皮带机、上位机、块煤溜槽、读写器、块煤转运皮带、磁选机和块煤缓存仓，
智能矿石箱内盛放智能矿石，智能矿石箱位于给料装置上方，给料装置后接输送皮带机，输送皮带机上沿物料输送方向依次布置识别装置和煤矸分离装置，煤矸分离装置连接矸石溜槽，矸石溜槽通过矸石转运皮带连接矸石仓，输送皮带机后接块煤溜槽，块煤溜槽通过块煤转运皮带连接块煤缓冲仓，块煤溜槽旁设有读写器，智能矿石箱和读写器将数据传递至上位机，并接受上位机控制，矸石转运皮带和原煤转运皮带上均布置磁选机。
2.根据权利要求1所述的基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置，其特征在于，所述智能矿石包括可拆分外壳、标签天线和标签芯片，标签天线连接标签芯片，并置于可拆分外壳内部，标签天线同读写器之间进行信号传递，可拆分外壳由磁性材料制成。
3.根据权利要求2所述的基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置，其特征在于，所述智能矿石通过可拆分外壳配重，使智能矿石的规格和煤相同，或使智能矿石的规格和矸石相同。
4.根据权利要求1所述的基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置，其特征在于，所述上位机控制智能矿石箱投加智能矿石的数量和速度。
5.根据权利要求1所述的基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置，其特征在于，所述识别装置包括双能X射线、机器视觉识别，能够将煤和矸石识别出来，并将识别信息传递到煤矸分离装置；
煤矸分离装置包括机械执行、空气喷吹，接收识别装置的信息，将识别出的矸石分拣至矸石溜槽。
6.根据权利要求1所述的基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置，其特征在于，所述读写器为利用无线射频技术进行智能矿石数据捕捉和处理的装置，为读写范围内的智能矿石提供相应的能量激活，并接收智能矿石传递的信息，上传至上位机。
7.根据权利要求1所述的基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置的应用方法，其特征在于，智能矿石箱受上位机调控投加智能矿石到给料装置，给料装置将原煤与智能矿石给到输送皮带机，识别装置对输送皮带机上的物料进行识别，煤矸分离装置将识别出的矸石分拣至矸石溜槽，经矸石转运皮带转运到矸石仓，识别出的煤经输送皮带机输送到块煤溜槽，经块煤转运皮带转运到块煤缓存仓，块煤溜槽旁的读写器接收智能矿石的信息并上传至上位机，上位机对数据进行处理，矸石转运皮带和块煤转运皮带上的磁选机对智能矿石进行回收，上位机通过接收到的信息处理得到系统分选评定参数。
8.根据权利要求7所述的基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置的应用方法，其特征在于，所述系统分选评定参数计算过程如下：
Figure FDA0003677181620000021
其中：r为系统分选评定参数；k1为每小时智能矿石箱投加的智能矿石总个数；k2为每小时读写器接收到信号的智能矿石个数。
9.根据权利要求8所述的基于智能矿石的煤矸预选系统分选效果评定装置的应用方法，其特征在于，所述系统分选评定参数，当智能矿石配重为块煤时，该参数为块煤分选率；当智能矿石配重为矸石时，该参数为矸石误选率。
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