CN207238231U - 煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，该系统中毛煤经前段大巷皮带给至一次分级滚轴筛入料端，实现50mm一次分级，一次分级滚轴筛筛前块煤转载后经二次分级滚轴筛以100mm分级，一次分级滚轴筛筛下经溜槽给至后段大巷皮带。二次分级滚轴筛筛前特大块经溜槽给至特大块皮带，经智能机器人拣矸系统，识别、抓取后，实现煤矸分离。二次分级滚轴筛筛下大块煤经筛下溜槽给至大块煤皮带，转载后给至一体化智能干法选煤系统分选。特大块及大块矸石混合后经矸石皮带运至填充点，特大块及大块精煤利用块精煤皮带返回后段大巷皮带，与一次分级滚轴筛筛下一起运至地面处理。本实用新型实现了宽粒级井下智能干选，增大了处理量，提高了矿井实际提煤能力。

Description

煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统

技术领域

本实用新型属于煤矿井下智能干选技术领域，尤其涉及一种煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统。

背景技术

煤矿井下开采的毛煤中混有大量的矸石，目前绝大多数煤矿毛煤直接升井，经地面处理系统实现煤、矸分离，矸石堆弃于矸石山，对矿区生态环境和条件带来很大的威胁与危害。随着环保意识的提高，矿区开发过程的环境标准和相关要求日趋严格，环境污染等负面效应越来越难以被接受，甚至影响到煤矿的生存。消除矸石的危害及矸石综合利用成为煤炭企业、亟待解决的艰巨任务，煤矿矸石井下排放处理技术是符合绿色开采的重要技术攻关方向。

目前技术成熟，应用范围广的选煤方法有跳汰、动筛、重介浅槽及重介旋流器等，但传统选煤方法工艺复杂、配套设备较多，在井下应用受到一定的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，用于在井下实现大块煤及特大块煤同时进行智能分选，分选出矸石不升井，减少无效运输，增强矿井提煤能力。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现：

煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，包括依次设置在运输大巷内的前段大巷皮带、一次分级滚轴筛和后段大巷皮带，设置在块煤运输大巷内的块煤皮带，依次设置在智能干选硐室内的二次分级滚轴筛、特大块皮带、智能机器人拣矸系统、大块皮带和一体化智能干法选煤系统，设置在块精煤返煤巷道内的块精煤皮带，以及设置在矸石运输巷道内的矸石皮带；其中，

一次分级滚轴筛筛下出口与筛上出口分别搭接后段大巷皮带和块煤皮带的机尾，块煤皮带的机头搭接二次分级滚轴筛入口，二次分级滚轴筛筛下出口搭接大块皮带，大块皮带机头搭接一体化智能干法选煤系统入口，一体化智能干法选煤系统矸石出口搭接矸石皮带，一体化智能干法选煤系统矸石出口搭接块精煤皮带；

二次分级滚轴筛筛上出口搭接特大块皮带，特大块皮带上布置有智能机器人拣矸系统，实现煤矸分离；大块皮带煤、矸石出口分别搭接块精煤皮带、矸石皮带，块精煤皮带机头出口搭接后段大巷皮带。

本实用新型进一步的改进在于，运输大巷与智能干选硐室平行布置，块煤运输大巷、块精煤返煤巷道均垂直于运输大巷布置，矸石运输巷道与块精煤返煤巷道在同一方向上布置在智能干选硐室的两侧。

本实用新型进一步的改进在于，一次分级滚轴筛能够实现50mm煤块分级。

本实用新型进一步的改进在于，大块皮带的中间布置有挡板，使得分选前特大块在一侧运输，智能机器人拣矸系统分选时拣出的矸石放到另一侧，实现煤、矸同皮带，分通道运输。

本实用新型进一步的改进在于，矸石皮带出口连接至矸石填充点。

本实用新型进一步的改进在于，一体化智能干法选煤系统用于实现粒径50～100mm大块煤分选，智能机器人拣矸系统用于实现粒径大于100mm块煤分选。

本实用新型进一步的改进在于，一体化智能干法选煤系统包括X射线识别系统、传感器、控制系统和高压空气喷嘴，X射线识别系统用于通过双能X射线照射物料，对煤与矸石进行成像，并利用传感器将强弱信号传输给控制系统，标识出煤与矸石并进行定位，最后通过控制高压空气喷嘴的开关实现击打煤或者矸石。

本实用新型进一步的改进在于，智能机器人拣矸系统包括X射线识别系统、搬运机械手和控制系统，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搬运机械手，搬运机械手按照预测的位置和时间，在矸石到达预定位置时搬运机械手执行抓取动作，抓出矸石或煤。

本实用新型进一步的改进在于，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。

本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型提供的煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，工作时，毛煤经前段大巷皮带给至一次分级滚轴筛入料端，实现50mm一次分级，一次分级滚轴筛筛前块煤转载后经二次分级滚轴筛以100mm分级，一次分级滚轴筛筛下经溜槽给至后段大巷皮带。二次分级滚轴筛筛前特大块经溜槽给至特大块皮带，经智能机器人拣矸系统，识别、抓取后，实现煤矸分离。二次分级滚轴筛筛下大块煤经筛下溜槽给至大块煤皮带，转载后给至一体化智能干法选煤系统分选。特大块及大块矸石混合后经矸石皮带运至填充点，特大块及大块精煤利用块精煤皮带返回后段大巷皮带，与一次分级滚轴筛筛下一起运至地面处理。

进一步，大块煤进入一体化智能干法选煤系统后，X射线识别系统利用双能X射线照射物料，由于煤与矸石组分、密度等特征不同，对X射线吸收不同，从而成像不同，再利用传感器将强弱信号传输给控制系统，标识出煤与矸石并进行定位，通过控制高压空气喷嘴的开关实现击打煤或者矸石。

进一步，特大块煤进入智能机器人拣矸系统后，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，对数据的分析和处理后标识出煤与矸石并进行定位，利用搬运机械手拣出煤或矸石。

因此，本实用新型实现了+50mm块煤井下煤矸分离，矸石不升井，减少无效运输，增强提煤能力。此外，本实用新型采用智能干法选煤技术具有不用水、工艺简单、投资少、生产成本低、回收率高、能耗低、对环境污染小、设备事故率低、建设周期短等诸多优点，研究将多种智能干法选煤技术有机融合，应用于煤矿井下，拓宽处理粒度范围具有重要意义。

附图说明

图1是本实用新型煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置示意图。

图2是图1的I-I向剖面图。

图中：1-前段大巷皮带，2-一次分级滚轴筛，3-后段大巷皮带，4-块煤皮带，5-二次分级滚轴筛、6-大块皮带、7-特大块皮带、8-智能机器人拣矸系统、9-一体化智能干法选煤系统、10-块精煤皮带、11-矸石皮带，12-运输大巷，13-块煤运输大巷、14-智能干选硐室，15-块精煤返煤巷道、16-矸石运输巷道。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。

参见图1和图2，本实用新型提供的煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，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3，在运输大巷合理位置局部加高，布置一次分级滚轴筛2，井下毛煤经前段大巷皮带1机头溜槽给至一次分级滚轴筛2入料口，以50mm分级，筛下-50mm经筛下出料口给至布置于滚轴筛下的后段大巷皮带3。筛上块煤经筛前出口给至布置于局部破底槽段的块煤皮带4上，转载后进入智能干选硐室14。垂直于运输大巷12，开拓块煤运输巷道13，为保证巷道、硐室间安全距离，块煤运输巷道13长30m，巷道内布置块煤皮带4，实现将块煤转载至智能干选硐室14。

智能干选硐室14垂直于块煤运输大巷13，硐室内布置二次分级滚轴筛5、大块皮带6、特大块皮带7、智能机器人拣矸系统8、一体化智能干法选煤系统9、块精煤皮带10、矸石皮带11。毛煤经块煤皮带4机头溜槽给至二次分级滚轴筛5入料端，滚轴筛筛孔100mm，实现以100mm分级。筛下50～100mm大块煤经筛下出口给至大块煤皮带6，转载后经一体化智能干法选煤系统9分选，实现煤、矸分离，煤、矸分别给至块精煤皮带10与矸石皮带11。筛上+100mm特大块经筛前出口给至特大块皮带7，特大块皮带中间增加挡板，将带面分离为两个通道，实现分选后的煤、矸分通道输送。特大块皮带7上布置智能机器人拣矸系统8，经X射线识别后，机器手拣出特大块矸石，放至皮带上的矸石通道，特大块精煤与矸石分别随特大块皮带7继续前进在机头处卸料分别给至块精煤皮带10与矸石皮带11，大块精煤与特大块精煤混合后经块精煤皮带10转载至后段大巷皮带3，大块矸石与特大块矸石混合后经矸石皮带11运至填充点。

本实用新型将运输大巷12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一次分级滚轴筛2。一次分级滚轴筛2实现50mm分级，一次分级滚轴筛2筛下出口与筛上出口分别直接连接后段大巷皮带3，块煤皮带4。垂直运输大巷12，开拓块煤运输大巷13，布置大块皮带4，机尾连接一次分级滚轴筛筛下出口，机头连接二次分级滚轴筛入口。

垂直块煤运输大巷13开拓智能干选硐室，硐室内二次分级滚轴筛5筛下出口连接大块皮带6，大块皮带6机头连接一体化智能干法选煤系统9入口。一体化智能干法选煤系统9矸石出口连接矸石皮带11，一体化智能干法选煤系统9矸石出口连接块精煤皮带10。二次分级滚轴筛5筛上出口连接特大块皮带7，特大块皮带7上布置有智能机器人拣矸系统8，实现煤矸分离，大块皮带7带面上设置有隔板，实现煤、矸分通道运输。大块皮带7煤、矸石出口分别连接块精煤皮带10、矸石皮带11。矸石皮带11布置于矸石运输巷道16，出口连接矸石填充点。块精煤皮带10布置于15-块精煤返煤巷道，机头出口连接后段大巷皮带3。

本实用新型实现50～100mm大块采用一体化智能干法选煤系统9分选，+100mm采用智能机器人拣矸系统8分选。

本实用新型在特大块皮带7，中间布置挡板，分选前特大块在一侧运输，智能机器人拣矸系统8分选时拣出的矸石放到另一侧，实现煤、矸同皮带，分通道运输。

具体来说，一体化智能干法选煤系统(9)包括X射线识别系统、传感器、控制系统和高压空气喷嘴，X射线识别系统用于通过双能X射线照射物料，由于煤与矸石组分、密度等特征不同，对X射线吸收不同，从而成像不同，X射线识别系统对煤与矸石进行成像后，并利用传感器将强弱信号传输给控制系统，标识出煤与矸石并进行定位，最后通过控制高压空气喷嘴的开关实现击打煤或者矸石。

智能机器人拣矸系统(8)包括X射线识别系统、搬运机械手和控制系统，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搬运机械手，搬运机械手按照预测的位置和时间，在矸石到达预定位置时搬运机械手执行抓取动作，抓出矸石或煤。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，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，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。

Claims (9)

1.煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，其特征在于，包括依次设置在运输大巷(12)内的前段大巷皮带(1)、一次分级滚轴筛(2)和后段大巷皮带(3)，设置在块煤运输大巷(13)内的块煤皮带(4)，依次设置在智能干选硐室(14)内的二次分级滚轴筛(5)、特大块皮带(7)、智能机器人拣矸系统(8)、大块皮带(6)和一体化智能干法选煤系统(9)，设置在块精煤返煤巷道(15)内的块精煤皮带(10)，以及设置在矸石运输巷道(16)内的矸石皮带(11)；其中，

一次分级滚轴筛(2)筛下出口与筛上出口分别搭接后段大巷皮带(3)和块煤皮带(4)的机尾，块煤皮带(4)的机头搭接二次分级滚轴筛(5)入口，二次分级滚轴筛(5)筛下出口搭接大块皮带(6)，大块皮带(6)机头搭接一体化智能干法选煤系统(9)入口，一体化智能干法选煤系统(9)矸石出口搭接矸石皮带(11)，一体化智能干法选煤系统(9)矸石出口搭接块精煤皮带(10)；

二次分级滚轴筛(5)筛上出口搭接特大块皮带(7)，特大块皮带(7)上布置有智能机器人拣矸系统(8)，实现煤矸分离；大块皮带(7)煤、矸石出口分别搭接块精煤皮带(10)、矸石皮带(11)，块精煤皮带(10)机头出口搭接后段大巷皮带(3)。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，其特征在于，运输大巷(12)与智能干选硐室(14)平行布置，块煤运输大巷(13)、块精煤返煤巷道(15)均垂直于运输大巷(12)布置，矸石运输巷道(16)与块精煤返煤巷道(15)在同一方向上布置在智能干选硐室的两侧。

3.根据权利要求1所述的煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，其特征在于，一次分级滚轴筛(2)能够实现50mm煤块分级。

4.根据权利要求1所述的煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，其特征在于，大块皮带(7)的中间布置有挡板，使得分选前特大块在一侧运输，智能机器人拣矸系统(8)分选时拣出的矸石放到另一侧，实现煤、矸同皮带，分通道运输。

5.根据权利要求1所述的煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，其特征在于，矸石皮带(11)出口连接至矸石填充点。

6.根据权利要求1所述的煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，其特征在于，一体化智能干法选煤系统(9)用于实现粒径50～100mm大块煤分选，智能机器人拣矸系统(8)用于实现粒径大于100mm块煤分选。

7.根据权利要求1所述的煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，其特征在于，一体化智能干法选煤系统(9)包括X射线识别系统、传感器、控制系统和高压空气喷嘴，X射线识别系统用于通过双能X射线照射物料，对煤与矸石进行成像，并利用传感器将强弱信号传输给控制系统，标识出煤与矸石并进行定位，最后通过控制高压空气喷嘴的开关实现击打煤或者矸石。

8.根据权利要求1所述的煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，其特征在于，智能机器人拣矸系统(8)包括X射线识别系统、搬运机械手和控制系统，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搬运机械手，搬运机械手按照预测的位置和时间，在矸石到达预定位置时搬运机械手执行抓取动作，抓出矸石或煤。

9.根据权利要求8所述的煤矿井下宽粒级智能干选工艺布置系统，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。