一种基于热量检测的煤矸识别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于热量检测的煤矸识别系统及方法，通过N组同方向并排设置的放顶煤液压支架的第n

【技术实现步骤摘要】
一种基于热量检测的煤矸识别系统及方法


[0001]本专利技术涉及煤矸识别
，特别是涉及一种基于热量检测的煤矸识别系统及方法。

技术介绍

[0002]我国厚煤层储量丰富，综放开采技术是开采这类煤层的主要手段之一。目前综放开采仍普遍采用人工放煤方式，放煤的智能化是制约智能化综放开采的主要技术瓶颈。由于井下放煤环境存在照度低、电磁/振动信号干扰多等特点，虽然国内外对智能放煤进行了长期的探索，但目前为止尚未取得关键突破。目前现有的智能放煤技术要么利用率较低、识别准确率不高、要么因为井下的恶劣工程环境较难实现，除此之外降低原料成本也是一大难题。对于智能放顶煤技术的实现，首先要考虑其效率和效益，也就是说，放顶煤的过程中煤矸识别装置要精准迅速地对放出的矸石进行识别，并反馈给液压支架使其执行关闭或打开放煤口的操作，其次要考虑其经济合理性，要保证原料成本以及装置安装费用。
[0003]对于放顶煤智能煤矸识别技术，传统工艺大多采用物理方法(例如振动、图像等方法)，通过煤与矸石的物理性质差别进行区分，但由于煤和矸石同属于煤系地层，两者的物理性质一般较为接近；且受井下的照明程度低、粉尘大、电磁/振动信号干扰多等因素影响，传统物理方法识别准确率低、识别过程中极易形成误判，加之部分方法成本较高大都不易于在井下实施，因此有必要提供一种能够精确地实现煤矸识别的系统及方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于热量检测的煤矸识别系统及方法，能够通过化学反应区分煤岩混合物，识别速度快、准确率高。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种基于热量检测的煤矸识别系统，所述煤矸识别系统包括：
[0007]N组同方向并排设置的放顶煤液压支架，通过放顶煤液压支架的放煤口向外排放煤岩混合物，且各所述放顶煤液压支架的下方为运输通道；N≥3；
[0008]刮板运输机，位于所述运输通道上，用于接收第n-2个放煤口排放的煤岩混合物并运输，且依次经过各放顶煤液压支架的放煤口；3≤n≤N；
[0009]N-1个化学喷雾装置，各化学喷雾装置分别位于除首个放顶煤液压支架以外的各放顶煤液压支架上，第n-2个化学喷雾装置用于向当前位置的所述刮板运输机运输的煤岩混合物喷洒化学试剂；
[0010]N-1个红外热量检测装置，各红外热量检测装置分别位于除首个放顶煤液压支架以外的各放顶煤液压支架上，第n-2个红外热量检测装置用于检测所述煤岩混合物与所述化学试剂发生化学反应后放出的热量，得到第n-2个热量值，根据所述热量值产生热信号并转化成电信号；
[0011]控制器，分别与各所述化学喷雾装置、各所述红外热量检测装置及各所述放顶煤
液压支架连接，用于根据所述电信号控制第n-2个放煤口、第n-2个化学喷雾装置及第n-2个红外热量检测装置关闭，以及第n-1个放煤口、第n-1个化学喷雾装置、第n-1个红外热量检测装置打开。
[0012]可选地，各所述化学喷雾装置均包括：
[0013]进液管，与化学试剂存储装置连接，用于暂时盛放所述化学试剂；
[0014]喷嘴，与所述进液管连接，用于喷洒所述化学试剂；
[0015]电磁阀，设置在所述进液管上，且与所述控制器连接，用于在所述控制器的控制下控制所述化学试剂的喷洒。
[0016]可选地，所述喷嘴位于所述放顶煤液压支架内侧。
[0017]可选地，各所述红外热量检测装置均包括：
[0018]红外探测器，用于检测所述化学试剂与所述煤岩混合物反应是否放出热量及放出热量的大小；
[0019]信号处理器，分别与所述控制器、所述红外探测器连接，用于将所述红外探测器检测到的热信号转换为电信号并发送至所述控制器；
[0020]开关，分别与所述控制器、所述红外探测器连接，用于控制所述红外探测器电源信号接通或断开；
[0021]所述控制器还用于根据所述电信号通过所述开关控制所述红外探测器的通断。
[0022]可选地，所述红外探测器位于所述放顶煤液压支架内侧。
[0023]可选地，所述煤矸识别系统还包括：
[0024]延时器，与所述控制器连接，用于在第n-1个放顶煤液压支架打开第n-1个放煤口时延时触发所述控制器打开第n-1个红外热量检测装置。
[0025]可选地，所述延时器为时钟延时电路。
[0026]为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：
[0027]一种基于热量检测的煤矸识别方法，所述煤矸识别方法应用于上述基于热量检测的煤矸识别系统，所述煤矸识别方法包括：
[0028]通过控制器控制第1个放煤口开启并开始进行放煤；
[0029]3≤n≤N-1时，当所述煤岩混合物经所述刮板运输机运输到第n-1个放顶煤液压支架下方，通过第n-2个红外热量检测装置检测所述煤岩混合物和化学试剂放出的热量，获得第n-2个热量值，根据所述热量值产生热信号并转换成电信号；
[0030]所述控制器根据所述电信号，控制第n-2个放煤口关闭、第n-2个红外热量检测装置关闭及第n-2个化学喷雾装置关闭，并控制第n-1个放顶煤液压支架的放煤口开启、第n-1个红外热量检测装置开启、第n-1个化学喷雾装置开启；
[0031]n＝N时，第N个放煤口不放煤，所述控制器控制第N-1个放煤口关闭、第N-1个红外热量检测装置关闭、第N-1个化学喷雾装置关闭，放煤结束。
[0032]可选地，所述通过第n-2个红外热量检测装置检测所述煤岩混合物和化学试剂反应放出的热量，获得第n-2个热量值，根据所述热量值产生热信号并转换成电信号具体包括：
[0033]判断各所述顶煤液压支架的所述红外热量检测装置检测获得的热量值是否大于设定值；
[0034]当各所述顶煤液压支架的所述红外热量检测装置的红外探测器检测获得的热量值大于设定值时，所述红外探测器产生热信号并将所述热信号发送给信号处理器，所述信号处理器将所述热信号转化为电信号并传输给所述控制器，通过所述控制器控制所述第n-2个放顶煤液压支架的放煤口关闭、所述第n-2个红外热量检测装置的开关关闭及所述第n-2个化学喷雾装置的所述电磁阀关闭，并控制第n-1个放顶煤液压支架的放煤口开启、第n-1个红外热量检测装置的开关开启及第n-1个化学喷雾装置的所述电磁阀开启；
[0035]当所述红外热量检测装置检测获得的热量值小于设定值时，当前工作的放煤口就会一直放煤，直到所述红外热量检测装置检测到热量值大于设定值才停止放煤。
[0036]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0037]本专利技术中的基于热量检测的煤矸识别系统及方法，通过N(N≥3)组同方向并排设置的放顶煤液压支架的第n-2个(3≤n≤N)放煤口向位于下方运输通道的刮板运输机上排放煤岩混合物并运输，且依次经过各放顶煤液压支架的放煤口；通过化学喷雾装置，向当前位置的所述刮板运输机运输的煤岩混合物喷洒化学试剂；通过红外热量检测装置检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热量检测的煤矸识别系统，其特征在于，所述煤矸识别系统包括：N组同方向并排设置的放顶煤液压支架，通过放顶煤液压支架的放煤口向外排放煤岩混合物，且各所述放顶煤液压支架的下方为运输通道；N≥3；刮板运输机，位于所述运输通道上，用于接收第n-2个放煤口排放的煤岩混合物并运输，且依次经过各放顶煤液压支架的放煤口；3≤n≤N；N-1个化学喷雾装置，各化学喷雾装置分别位于除首个放顶煤液压支架以外的各放顶煤液压支架上，第n-2个化学喷雾装置用于向当前位置的所述刮板运输机运输的煤岩混合物喷洒化学试剂；N-1个红外热量检测装置，各红外热量检测装置分别位于除首个放顶煤液压支架以外的各放顶煤液压支架上，第n-2个红外热量检测装置用于检测所述煤岩混合物与所述化学试剂发生化学反应后放出的热量，得到第n-2个热量值，根据所述热量值产生热信号并转化成电信号；控制器，分别与各所述化学喷雾装置、各所述红外热量检测装置及各所述放顶煤液压支架连接，用于根据所述电信号控制第n-2个放煤口、第n-2个化学喷雾装置及第n-2个红外热量检测装置关闭，以及第n-1个放煤口、第n-1个化学喷雾装置、第n-1个红外热量检测装置打开。2.根据权利要求1所述的基于热量检测的煤矸识别系统，其特征在于，各所述化学喷雾装置均包括：进液管，与化学试剂存储装置连接，用于暂时盛放所述化学试剂；喷嘴，与所述进液管连接，用于喷洒所述化学试剂；电磁阀，设置在所述进液管上，且与所述控制器连接，用于在所述控制器的控制下控制所述化学试剂的喷洒。3.根据权利要求2所述的基于热量检测的煤矸识别系统，其特征在于，所述喷嘴位于所述放顶煤液压支架内侧。4.根据权利要求1所述的基于热量检测的煤矸识别系统，其特征在于，各所述红外热量检测装置均包括：红外探测器，用于检测所述化学试剂与所述煤岩混合物反应是否放出热量及放出热量的大小；信号处理器，分别与所述控制器、所述红外探测器连接，用于将所述红外探测器检测到的热信号转换为电信号并发送至所述控制器；开关，分别与所述控制器、所述红外探测器连接，用于控制所述红外探测器电源信号接通或断开；所述控制器还用于根据所述电信号通过所述开关控制所述红外探测器的通断。5.根据权利要求1所述的基于热量检测的煤矸识别系统，其特征在于，所述红外探测器位于所述放顶煤液压支架内侧。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦旺，王家臣，范天瑞，吴鹏飞，杨胜利，陈子晗，王梵名，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：