CN115326800B - 一种连续动态煤矸识别实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续动态煤矸识别实验装置，属于综采工作面测量的实验装置领域，包括输送装置、喷淋装置、控制装置和检测装置；输送装置，用于循环输送煤矸石；喷淋装置，设置于输送装置上，用于模拟喷雾；控制装置，设置在输送装置上侧，用于控制输送装置启停，控制喷淋装置喷淋方向，喷雾效果以及喷淋量；检测装置，设置在输送装置一侧，用于采集干燥状态下或潮湿状态下煤矸石的图像特征，并将采集到的干燥状态下或潮湿状态下煤矸石的图像特征导入PC电脑终端中进行分析处理，从而定量的得到混矸率；本发明可以采集干燥状态下、潮湿状态下煤矸图像，可以实现实验连续进行，样品可以自动回收，增强了煤矸动态识别实验操作流程的连续性。

Description

一种连续动态煤矸识别实验装置
技术领域
本发明涉及综采工作面测量的实验装置领域，更具体的说是涉及一种连续动态煤矸识别实验装置。
背景技术
放煤是放顶煤开采独有的一道工序，在放煤临近结束时，需要判断是否有矸石混入，以便及时关闭放煤口，若矸石过放会造成煤中混有较多矸石,影响煤炭质量,进而造成更多污染；若欠放则会严重影响生产效率，降低煤炭资源回收率。目前我国综采放顶煤开采普遍采用人工方法判断放煤过程中是否有矸石混入并进行关闭放煤口操作。但人工判断方式不仅会因为放煤过程中烟尘大、光线弱等情况造成判断误差,如果遇到人工操作延迟，还有可能造成人员的伤亡。关于煤矸动态识别的实验装置，中国专利提供了一种煤矸动态识别实验台及实验方法(201310309927.9)。该专利是通过探测仪采集相关数据，对数据进行处理及实验模拟，确定合理的放煤高度及放顶煤液压支架尾梁的倾斜角度，具体的实验方法是：将煤矸混合物盛装在漏斗中，通过升降机调整好倾斜的角度，将探测仪安装在平板推车上，放置好探测仪和落料箱，调整好探测仪与实验台放煤口处的距离，然后将挡板沿侧向抽出，漏斗中的煤矸混合物流出落入落料箱内，模拟放顶煤液压支架放煤过程并测量放出的煤与矸石的混合度，但其没有考虑喷雾对煤矸图像特征的影响，实验结束后的样品无法自动回收，实验不可以连续进行。研究煤和矸石的自动识别方法，对推动放顶煤开采智能化升级改造具有重要的意义。由于煤矿井下现场条件限制，现阶段对煤矸识别的研究主要以室内实验为主。目前室内的煤矸识别实验装置存在以下问题：1)目前的煤矸识别室内实验台无法完全反映出井下生产现场煤和矸石在可弯曲刮板输送机运动状态下煤矸图像特征，更无法研究不同可弯曲刮板输送机速度对煤矸识别准确率的影响；2)井下放煤过程中降尘喷雾是必须的环节，液体喷雾对煤矸图像特征参量影响很大，现有实验台都不具备模拟降尘喷雾功能，只能进行干燥状态下煤矸识别模拟实验；3)单次实验结束后煤矸样品需要手动回收，无法实现对煤矸样品的多次连续采集，人为操作误差大。
本发明通过设计一种新的煤矸识别实验装置，在室内更真实的还原了井下动态的煤矸识别流程，对液压支架尾梁放落的顶煤进行煤矸识别，有助于实现放顶煤开采向自动化和智能化迈进。
因此，如何提供一种连续动态煤矸识别实验装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种连续动态煤矸识别实验装置，具有可采集运动状态下煤矸样品图像，可进行红外热像仪、高速相机采集干燥状态、液体喷雾状态下煤矸图像识别实验，可模拟不同的可弯曲刮板输送机速度和喷淋液体量对煤矸识别准确率的影响，可以实现实验样品自动循环利用与回收、实现多次煤矸动态识别实验的连续操作的优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明所公开的一种连续动态煤矸识别实验装置包括：输送装置、喷淋装置、控制装置和检测装置；
输送装置，用于循环输送煤矸石；
喷淋装置，设置于输送装置上方，用于模拟喷雾；
控制装置，设置在输送装置上侧，用于控制输送装置启停，控制喷淋装置喷淋方向，喷雾效果以及喷淋量；
检测装置，设置在输送装置一侧，用于采集干燥状态下或潮湿状态下煤矸石的图像特征，并将采集到的干燥状态下或潮湿状态下煤矸石的图像特征导入PC电脑终端中进行分析处理，从而定量的得到混矸率。
进一步地，输送装置包括可弯曲刮板输送机和放煤口，放煤口上沿由支架支撑，支架与放煤口上沿铰接，下沿卡在可弯曲刮板输送机的凹槽中，可弯曲刮板输送机由电机驱动匀速运动。
进一步地，所述喷淋装置包括喷淋管、储水箱、水泵和水阀，喷淋管设置在可弯曲刮板输送机上方，水泵和水阀均安装在管道上，储水箱安装在输送装置外侧，通过管道与喷淋管相连接。
进一步地，控制装置包括控制箱，控制箱与输送装置、喷淋装置电连接。
进一步地，检测装置包括三脚架、红外热像仪、和PC电脑终端，三脚架用于安置红外热像仪，PC电脑终端与红外热像仪电连接。
进一步地，检测装置包括三脚架、高速相机和PC电脑终端，三脚架用于安置高速相机，PC电脑终端与高速相机电连接。
本发明的有益效果在于：
1)可采集运动状态下煤矸样品图像；
2)可进行红外热像仪、高速相机采集干燥状态或液体喷雾状态下煤矸图像识别实验。
3)可模拟不同的可弯曲刮板输送机速度和喷淋液体量对煤矸识别准确率的影响。
4)可以实现实验样品自动循环利用与回收、实现多次煤矸识别实验的连续操作。此实验装置动态模拟效果好、实验样品可自动连续操作回收、操作简便、可进行多种条件下的煤矸石识别实验，可为煤矸自动识别提供丰富的室内实验数据。
5)本发明结构简单，使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的结构示意图。
图2附图为本发明实验流程示意图。
其中，图中：
1-放煤口；2-可弯曲刮板输送机；3-控制箱；4-喷淋管；5-储水箱；6-水泵；7-水阀；8-三脚架；9-红外热像仪；10-高速相机；11-PC电脑终端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所公开的一种连续动态煤矸识别实验装置包括：输送装置、喷淋装置、控制装置和检测装置；输送装置，用于循环输送煤矸石；喷淋装置，设置于输送装置上方，用于模拟喷雾；控制装置，设置在输送装置上侧，用于控制输送装置启停，控制喷淋装置喷淋方向，喷雾效果以及喷淋量；检测装置，设置在输送装置一侧，用于采集干燥状态下或潮湿状态下煤矸石的图像特征，并将采集到的干燥状态下或潮湿状态下煤矸石的图像特征导入PC电脑终端11中进行分析处理，从而定量的得到混矸率。
请参阅附图1，输送装置中放煤口1上沿由支架支撑，支架与放煤口1上沿铰接，下沿卡在可弯曲刮板输送机2的凹槽中，可弯曲刮板输送机2在放煤口1一侧，其位置与放煤口1下沿平齐，可弯曲刮板输送机2可以实现样品连续循环进行煤矸识别和自动受到样品，控制箱3位于可弯曲刮板输送机2机头处，控制箱3与电机相连，控制其电机启停和对其速度进行调节，喷淋装置中的喷淋管4位于放煤口1的后方，可弯曲刮板输送机2上方；水泵6和水阀7均安装在管道上，储水箱5设置在输送装置一侧，通过管道与喷淋管4相连接，对放煤口1放到可弯曲刮板输送机2煤矸样品进行喷洒，控制装置的控制箱3与输送装置、喷淋装置电连接，控制箱3可以控制可弯曲刮板输送机2和喷淋管4的工作状态，检测装置的三脚架8和红外热像仪9位于喷淋管4后方，三脚架8用于安置红外热像仪9或者高速相机10，高速相机10可以对干燥环境下煤矸样品进行数据采集，红外热像仪9可以对潮湿环境下煤矸样品进行数据采集，红外热像仪9和高速相机10都可以通过数据线与PC电脑终端11相连，对采集到的数据进行分析处理，可以实现循环煤矸识别。
请参阅附图2，放煤口1呈斜坡状，以模拟井下液压支架尾梁放煤情况，放煤口1可以将煤矸样品送到可弯曲刮板输送机2上；可弯曲刮板输送机2由电机驱动匀速运动，电机可以调节可弯曲刮板输送机2的运行速度，以模拟井下可弯曲刮板输送机2不同速度对煤矸识别准确率的影响；控制箱3用于对可弯曲刮板输送机2的启停和速度调节以及喷淋管4的工作状态；喷淋管4用于对可弯曲刮板输送机2上煤矸样品匀速喷洒液体，喷洒的液体量可以根据所需调节；储水箱5用于储存喷淋管4所需要的液体；水泵6用于对喷淋管4所喷洒的液体提供动力；水阀7用于控制喷淋管4的喷洒的液体量；三脚架8可以安置红外热像仪9或者高速相机10，三脚架8可以根据实际情况调节高度和角度；计算机可以对红外热像仪9或高速相机10采集到的干燥状态下或潮湿状态下煤矸石的图像特征导入PC电脑终端11中进行分析处理，从而定量的得到混矸率。
使用上述实验装置煤矸动态识别实验方法，包括如下步骤：
(1)将煤矸样品铺设在放煤口1前端的可弯曲刮板输送机2上；
(2)打开红外热像仪9或高速相机10的开关，使红外热像仪9或高速相机10正对可弯曲刮板输送机2并根据实验需要调整好红外热像仪9或高速相机10与可弯曲刮板输送机2之间的距离；
(3)将PC电脑终端11与红外热像仪9或高速相机10进行数据连接；
(4)根据所需实验要求打开水阀7调节其液体喷洒量，使液体能均匀喷洒在煤矸样品上；
(5)启动电机，将可弯曲刮板输送机2的速度调节至实验需要的速度；
(6)将红外热像仪9或高速相机10中的图像数据进行采集并储存在PC电脑终端11里，PC电脑终端11对图像进行分析和处理，从而定量得到混矸率，更加精准对煤矸进行识别。
本发明提出的一种连续动态煤矸识别实验装置，此装置实现了实验连续进行，样品可以自动回收，可以用红外热像仪9或高速相机10采集干燥状态下或潮湿状态下煤矸图像，为深入研究可弯曲刮板输送机2的带速和液体喷雾对煤矸识别准确率的影响提供条件，更真实的还原了井下煤和矸石由放煤口1放到可弯曲刮板输送机2的动态的过程，此装置结构简单、模拟效果好、可行性高、操作简单，可为煤矸自动识别提供丰富的室内实验数据。
本说明书中实施例采用递进的方式描述，对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种连续动态煤矸识别实验装置，其特征在于，包括：输送装置、喷淋装置、控制装置和检测装置；
输送装置，用于循环输送煤矸石；
喷淋装置，通过管道设置于输送装置上方，用于模拟喷雾；
控制装置，设置在输送装置上侧，用于控制输送装置启停，控制喷淋装置喷淋方向，喷雾效果以及喷淋量；
检测装置，设置在输送装置一侧，用于采集干燥状态下或潮湿状态下煤矸石的图像特征，并将采集到的干燥状态下或潮湿状态下煤矸石的图像特征导入检测装置的PC电脑终端(11)中进行分析处理，从而定量的得到混矸率；
所述输送装置包括可弯曲刮板输送机(2)和放煤口(1)，放煤口(1)上沿由支架支撑，支架与放煤口(1)上沿铰接，下沿卡在可弯曲刮板输送机(2)的凹槽中，可弯曲刮板输送机(2)由电机驱动匀速运动。
2.根据权利要求1所述的一种连续动态煤矸识别实验装置，其特征在于，所述喷淋装置包括喷淋管(4)、储水箱(5)、水泵(6)和水阀(7)，喷淋管(4)设置在可弯曲刮板输送机(2)上方，水泵(6)和水阀(7)均安装在管道上，储水箱(5)设置在输送装置一侧，通过管道与喷淋管(4)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种连续动态煤矸识别实验装置，其特征在于，所述控制装置包括控制箱(3)，控制箱(3)与输送装置和喷淋装置电连接。
4.根据权利要求1所述的一种连续动态煤矸识别实验装置，其特征在于，所述检测装置包括三脚架(8)、红外热像仪(9)和所述PC电脑终端(11)，所述三脚架(8)用于安置红外热像仪(9)，所述PC电脑终端(11)与红外热像仪(9)电连接。
5.根据权利要求4所述的一种连续动态煤矸识别实验装置，其特征在于，所述三脚架(8)用于安置高速相机(10)，PC电脑终端(11)与高速相机(10)电连接。
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