2.2.32.2.3常见煤岩识别技术

常见煤岩识别技术
一、煤岩识别对煤矿生产的重要性
煤矿信息化与自动化是煤矿安全生产的重要保障，也是 煤矿发展的必然趋势。在煤矿井下生产过程中，许多生产环 节需要判别煤层与岩层的分界面，对煤岩目标的误判将导致 采煤机滚筒截割岩石引起一系列的问题。因此，煤岩目标识 别是煤矿井下采煤区工作面无人开采技术实现的关键。
二、常见的煤岩识别方法
声音检测法
通过检测煤炭或岩石撞击中部槽发出的声音，可测算出煤岩界面。该方 法要求煤炭与岩石介质差异大，只有截割到岩层并且有岩石撞击到中部槽时， 才能测算出煤岩界面。
二、常见的煤岩识别方法
粉尘检测法
采煤机截割煤炭时会产生煤尘，截割 岩石时会产生岩尘。因此，通过检测粉尘， 可测算出煤岩界面。该方法只有截割到岩 石时，才能测算出煤岩界面，并且受已有 粉尘影响。
二、常见的煤岩识别方法
雷达探测法
该方法具有不需要预先测取煤岩物理特性、适用范围广等优点，但存在 随着当煤层厚度增加时，信号衰减严重，难以检测等问题。
二、常见的煤岩识别方法
电子自旋共振技术
利用电磁波被顶煤吸收特性，在顶煤下方放置线圈，并用天线发射 和接收信号，根据接收电磁波强度推算出煤层厚度，目前探测厚度范围 13到152mm。
优点是对煤岩物理特性无特殊要求，适用范围广。
局限在于电磁衰减严重，识别精度低，探测范围小。
二、常见的煤岩识别ห้องสมุดไป่ตู้法
红外探测法
采用红外探测法检测采煤机滚筒截齿 温度，即可测算出煤岩界面。该方法只有 截割到岩石时，才能测算出煤岩界面。当 煤炭与岩石普氏系数相近时，即使截割到 岩石，也很难测算出煤岩界面。优点是原 理简单易行，识别速率高，抗粉尘干扰强。
二、常见的煤岩识别方法
世界各主要产煤国都十分重视对煤岩识别技术的研究，到目前为止国内 外出现了多种煤岩界面识别方法，如雷达探测法、声音监测法、红外探测法、 有功功率监测法、震动检测法、自然γ射线探测法、粉尘检测法等。
二、常见的煤岩识别方法
γ射线探测法
岩石中放射性元素含量一般比煤炭高 很多。岩层放射性辐射穿透煤层后，其辐 射强度随煤层厚度的增加而减小。因此， 通过检测经煤层衰减后的 γ射线强度，即 可测算出顶底板煤层厚度。
二、常见的煤岩识别方法
光纤探测法
基于光纤的煤岩界面识别设备由本安型电池供电，传感器由光发射接 收装置、光缆及检出装置构成。测量时，由发光二极管发射 850nm 和 1500nm 波长的光，由光缆导入到各个需要测量的矿层中，刨煤机底齿安 装一带有集成蓝宝石晶体窗的光头，当底齿与煤岩界面邻近的底层摩擦接 触时，测量被反射的光量，据煤、岩不同的反射系数，通过测量接收反射 光的光量即可对煤岩界面进行判断。
二、常见的煤岩识别方法
有功功率监测法
在单位时间内截割量等不变的情况下， 被截割物越硬，所需要的有功功率越大。 因此，通过检测有功功率，即可测算出煤 岩界面。该方法要求煤炭与岩层普氏系数 等差异大，并且只有截割到岩层时，才能 测算出煤岩界面。
二、常见的煤岩识别方法
震动检测法
通过检测震动频谱，可测算出 煤岩界面。振动探测系统通过安装 在滚筒上的振动传感器采集截割煤 岩的振动信号，以此来进行煤岩识 别。该方法同样要求煤炭与岩层普 氏系数等差异大，并且只有截割到 岩层时，才能测算出煤岩界面。
二、常见的煤岩识别方法
基于截割力响应识别系统
该方法不受掘进工艺的限制，只要在截割顶底板岩石与煤层时，可以区 分出掘进机的工作状态即可。对采煤装备的截割状态可以采用多路信号即多 参数如截齿应力信号、摇臂振动信号、截割电机电流信号等进行识别。
二、常见的煤岩识别方法
基于图像处理的煤岩识别方法
基于可见光图像识别的煤岩界面 检测方法又分为黑白图像和彩色图像 2种。黑白图像特征主要有灰度、纹 理、形状等。彩色图像特征主要有色 彩、灰度、纹理、形状等。利用光源 改善光照条件，工业相机获取煤岩图 像，再采用各类特征提取方法和识别 算法对煤岩界面进行识别。