煤矸石智能分选系统

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煤矸石智能分选设备原理

煤矸石智能分选设备原理
煤矸石智能分选设备是一种新型的煤矸石分选设备，它采用先进的智能技术，可以有效地实现煤矸石的分选。

它的原理是：首先，将煤矸石放入设备中，然后，设备会根据煤矸石的形状、大小、重量等特征，运用智能算法，将煤矸石分类，最后，将分类后的煤矸石放入不同的容器中。

煤矸石智能分选设备的优势在于，它可以有效地提高煤矸石的分选效率，减少人工分选的时间和劳动强度，提高分选的准确性，减少分选过程中的污染，从而节省大量的人力物力。

此外，煤矸石智能分选设备还可以根据客户的需求，自动调整分选参数，从而更好地满足客户的需求。

煤矸石智能分选设备的应用非常广泛，它可以用于煤矸石的分选，也可以用于其他物料的分选，如矿石、砂石、煤粉等。

它的应用不仅可以提高分选效率，而且还可以提高分选质量，从而节省大量的人力物力。

煤矸石智能分选设备的出现，为煤矸石分选提供了一种新的选择，它不仅可以提高分选效率，而且还可以提高分选质量，减少分选过程中的污染，从而节省大量的人力物力。

它的出现，为煤矸石分选带来了极大的便利，也为煤矸石行业的发展带来了新的机遇。

TDS智能干选系统的技术分析与应用研究

1 TDS智能干选系统工作原理分析与传统的利用密度分选煤矸的原理不同，TDS 智能干选机是基于朗伯比尔定律，根据性质不同的物质对光的吸收系数不同，利用煤和矸石对X射线的吸收、反射、散射程度的不同，把煤块和矸石作为一个个独立的个体进行智能分选的，分选精度高；通过合理的设置分选值X，可以调整分选密度，能很好的适应不同含矸量的原煤。

TDS智能干选技术是建立在伪双能X射线透射系统的基础上的。

根据射线源能量的大小不同，X射线透射系统可以分为单能和双能两种，前者是从宏观角度识别物体的不同形状进行分辨的，后者可以从微观的角度分辨物体，双能可以准确的排列出物质的原子序数及其他相关信息。

根据射线源的不同，双能系统又可以分为真双能系统和伪双能系统，前者采用的X射线源能够形成两种分别被探测器检测到的大小不同的能量。

而伪双能系统则是采用单一射线源和两组探测器来获得双能量值，与真双能系统不同，这两个能量值的大小基本相同。

如公式I=Ie-μhp，其中：I0为入射前的X射线强度；I为穿透原煤后的X射线强度；μ为质量吸收系数；h为被测物体厚度；ρ为被测物体密度；e为自然常数，值约为2.71828。

根据朗伯比尔定律公式：A=log（1/T）=Kbc，式中：A为吸光度；T为透光度；K为摩尔吸光系数；c为吸光物质的浓度，mol/L；b为吸收层厚度，cm。

摩尔吸光系数K的计算方法为：将TDS智能干选系统内探测器检测到的X射线在未透射物体之前的高能X射线强度I0高与低能X射线强度I0低，以及X射线在透射物体后的高能X射线强度I高与低能X射线强度I低，分别代入朗伯比尔定律公式：将以经测得的I0高、I0低、I高、I低带入上式可以得到TDS智能干选技术的关键是设置合理的X值，通过计算得到不同每种吸收X射线的K值，当K ＞X时，判定被测物体为矸石；当K＜X时，判定被测物体为煤，根据选煤要求的不同，适当调整X值，可以得到不同含矸量的煤。

2 TDS智能干选系统结构TDS智能干选系统主要装置有：给料装置、布料装置、识别装置、X射线线阵探测、智能阵列式空气喷嘴、供风系统、精煤收集溜槽、矸石TDS智能干选系统的技术分析与应用研究□ 张晓东太原煤气化（集团）有限责任公司生产技术部山西太原 030032我国传统的煤矸分选采用的是重介质浅槽分选机和动筛跳汰机。

井下矸石智能分选系统方案设计

井下矸石智能分选系统方案设计摘要：随着煤矿绿色开的推广，国内已有多个井工煤矿实现了井下矸石分选及不可利用矸石返井充填开采。

本文结合矿井实际，针对生产矿井原煤开采情况，在矿井原有生产系统基础上，经过分析、比选，设计出煤矸分选方案。

设计提出的智能分选系统具有布置简单、灵活、宜复制的特点，可在同类矿井中推广应用。

系统选出的矸石进入充填运输系统,用于井下各地点充填使用。

本文对充填部分不作论述，仅提出智能分选系统设备、硐室布置等设计内容。

关键词：绿色开采井下智能选矸煤矸分选分选硐室1 矿井现状及井下分选的必要性1.1基本情况该矿生产能力为2.40Mt/a，矿井采用主斜、副立的开拓方式。

全矿井设置主辅两个水平，在10号煤层布置主水平，在5号煤层布置辅助水平，两水平的主运输大巷直接与主斜井相连，且分别布置一个10号煤层、5号煤层回采工作面。

矿井井下主运输方式采用带式输送机运输，井下辅助运输方式采用无极绳连续牵引车运输为主，部分斜巷采用绞车提升矿车及架空乘人装置等运输方式。

井下煤炭运输路径为：工作面落煤通过刮板输送机、转载机、顺槽带式输送机→南翼集中皮带大巷→主斜井→地面，进入地面生产系统及选煤厂。

掘进工作面出煤（矸）经带式输送机汇入主煤流运输系统。

1.2井下分选的必要性该矿10号煤层为厚煤层，开采的原煤中含矸量较少；5号煤层为薄煤层，开采的原煤中含矸量大。

回采时，实际割顶、破底的情况较多，一般割顶板和破底板各约200mm。

经估算仅5煤层回采工作面顶底板割落矸石量约40-56万t/a。

此外，5号煤层中的巷道均为半煤岩巷，其掘进出料含矸石量比例更高，经估算该部分掘进矸石量约10-13万t/a。

这些矸石均汇入原煤运输系统，如果不在井下分选出来则全部升井，不但造成环境污染，而且增加堆存土地占用。

同时，增加无效提升，增加能耗，降低矿井的经济效益。

基于环境保护和绿色开采的理念，将原煤中的矸石在升井之前进行分选，将其作为井下充填材料。

TDS智能分矸系统在煤矿井下的应用研究

TDS智能分矸系统在煤矿井下的应用研究作者：刘太岭郑玉鹏来源：《机电信息》2020年第02期摘要：介绍了单县能源有限责任公司（陈蛮庄煤矿）井下TDS智能分矸系统干选机的工作原理及工艺流程，阐述了该系统的创新性和实用性，分析了应用该系统后产生的经济效益，并对其市场应用前景进行了展望。

关键词：TDS智能分矸系统;煤矿;提升量1 TDS智能分矸系统概述根据山东省冲击地压煤矿“三限三强”的工作要求，陈蛮庄煤矿在井下应用了TDS智能分矸系统，即在矿井主煤流系统（西翼强力皮带）中增加TDS智能分矸机，在井下直接处理或者利用矸石，分选出质量更高的块精煤，保证了矿井的有效提升量，提高了主井提升能力。

TDS智能干选机的基本原理：TDS智能干选机通过X射线和图像识别技术，运用深度学习算法，对煤和矸进行识别，实现对块煤的精准识别和分选。

系统工艺流程：在西翼强力皮带上将原煤截留出来，经过滚轴筛进行25/50 mm筛分，滚轴筛上50 mm以上的毛煤直接作为矸石转载至回矸皮带进入分煤仓，滚轴筛下0～25 mm原煤经过沫煤转载皮带回到西翼强力皮带上，25～50 mm的原煤进入TDS智能干选机分选，执行“打矸”操作，分选出的矸石通过回矸皮带进入分煤仓，分选出的块精煤通过回煤皮带返回西翼强力皮带，最终进入井底煤仓。

井下块煤TDS智能干选系统设备具体流程如图1所示。

2 TDS智能分矸系统创新性和实用性分析（1）TDS智能干选机采用X射线透射智能识别方法，针对不同的煤质特征建立与之相适应的分析模型，通过大数据分析，对煤与矸石进行数字化识别，最终通过智能排矸系统（用阵列式气枪）将矸石排出。

（2）该分选系统工艺与传统浅槽、动筛等块煤水洗工艺相比，TDS智能干选机运行无需水、无需介质、无煤泥水处理和介质系统，系统设备数量少，生产成本低，主运系统或采区可灵活布置，适合井下运行。

（3）TDS智能分矸系统发展成熟，在井上已得到广泛应用，本项目创新点之一就是将井上TDS排矸技术应用于井下。

选煤厂重介质分选智能控制系统研究

选煤厂重介质分选智能控制系统研究一、选煤厂重介质分选智能控制系统研究的背景与意义2、选煤厂智能控制系统的组成与功能3、选煤厂重介质分选智能控制系统的实现方式与技术平台4、选煤厂重介质分选智能控制系统的应用价值和市场前景5、选煤厂重介质分选智能控制系统的发展趋势和技术创新点一、选煤厂重介质分选智能控制系统研究的背景与意义选煤厂作为煤炭行业中的重要环节，其重介质分选技术的应用已经得到广泛的推广和应用。

重介质分选技术通过在水介质中利用煤和矸石的密度差异来进行分选，以达到提高煤的品位和减少资源浪费的目的。

然而，重介质分选存在人工操作难度大、效率低下、煤质控制精度不高等缺点。

为解决这些问题，选煤厂重介质分选智能控制系统应运而生。

该系统通过引入各种先进技术和设备，以实现对重介质分选过程的自动化和智能化，从而提高生产效率和品位精度。

因此，研究选煤厂重介质分选智能控制系统具有重要的现实意义和科技价值。

二、选煤厂智能控制系统的组成与功能选煤厂重介质分选智能控制系统通常包括硬件和软件两大部分。

硬件方面，选煤厂智能控制系统通常由以下设备组成：PLC控制器、人机界面、数据采集设备、传感器、执行器等。

其中，PLC控制器是控制系统的核心，通过控制各个执行器来调控水介质、振动台、磁选机等设备的运行状态；人机界面则是用户与系统交互的窗口，可以通过显示屏幕对设备的运行状态、参数设置和历史数据等进行查看、修改和处理；数据采集设备则主要用于采集各个环节的数据、信号等信息，以进行分析和处理；传感器一般用于检测水介质、磁场强度、振动幅度等指标，以反馈给PLC控制器进行调整和控制；执行器则是系统中必不可少的控制输出设备，用于调节水介质量、振动幅度、磁场强度等参数，以保证分选效果和精度。

软件方面，选煤厂智能控制系统通常包括监控软件、控制软件和算法优化软件。

监控软件主要用于实时监测分选过程中各个环节的运行状态和数据信息，以及进行一些视觉显示；控制软件则是控制系统的核心，主要实现各种控制逻辑和功能实现，包括启停、速度控制、质量控制等多种功能；算法优化软件主要负责对分选过程进行优化处理，将各种传感器采集到的数据和信息结合起来做出更加准确和精细的控制决策。

煤矸石智能分选系统

煤矸石智能分选系统一、产品简介GDRT煤矸智能分选系统是采用核物理技术对煤矸进行智能识别分选的新一代块状煤矸智能分选设备。

该煤矸智能分选系统集机械、自动控制及核物理于一体，具有操作简单，维护方便，抗恶劣环境等一系列优点，非常适合在选煤现场实时使用，是目前国内块原煤排矸及分选精煤的最新产品。

该煤矸智能分选系统由主传输皮带、排队系统、检测系统与控制系统、执行系统组成。

主运输皮带：带速为每秒米。

要求带速稳定，带面平整，不跑偏。

皮带宽度根据所需的通道数量而定。

一般宽的皮带设置8～12个通道。

排队系统：经过分筛后，煤与矸石的混合物经过进料斗进入分选皮带，由皮带上的导向板排队，形成与气阀道口呈一条直线的排列。

检测系统与控制系统：经过排队后的煤、矸混合物，在传输过程中经过放射源和射线传感器检测点，传感器采集到的数据信息传输到计算机系统进行物理特性判断，区分煤和矸石，并据此发出相应指令。

执行系统：执行系统接到动作指令后，气阀开启。

高压气通过气阀，对已脱离皮带尽头、呈自由下落状态的矸石产生冲力，将矸石击打到矸石通道，实现煤和矸石的分离。

排队系统检测系统控制系统执行系统该煤矸智能分选系统每通道的处理能力约为每小时15吨左右（根据不同的煤质、含矸量、粒度而不同），可依据具体需求在系统中设计配置相应的通道数量。

二、设备特点三、产品系列本公司根据客户要求分选物料粒级研发有如下四个产品系列：产品型号适用分选物料粒度单通道处理量（吨/小时）实际处理量跟该粒级大小物料的各自比重相关GDRT40-9040mm-190mm4 GDRT90-20090mm-200mm20 GDRT200-300200mm-300mm50四、经济及社会效益分析（一）经济效益1、经过分选，提高煤炭质量某矿选煤车间测试记录测试时间煤种测试数量矸石总量(kg)含矸量（%）发热量（Kcal/kg）早班5#混煤20吨945500445441350572、减少人工，节约费用每套系统每班仅需要系统操作人员一名，辅助人员2名。

煤矸石智能分选系统

煤矸石智能分选系统一、产品简介GDRT煤矸智能分选系统是采用核物理技术对煤矸进行智能识别分选的新一代块状煤矸智能分选设备。

该煤矸智能分选系统由主传输皮带、排队系统、检测系统与控制系统、执行系统组成。

●主运输皮带：带速为每秒0.8--1米。

要求带速稳定，带面平整，不跑偏。

皮带宽度根据所需的通道数量而定。

一般1.4M宽的皮带设置8～12个通道。

●排队系统：经过分筛后，煤与矸石的混合物经过进料斗进入分选皮带，由皮带上的导向板排队，形成与气阀道口呈一条直线的排列。

●检测系统与控制系统：经过排队后的煤、矸混合物，在传输过程中经过放射源和射线传感器检测点，传感器采集到的数据信息传输到计算机系统进行物理特性判断，区分煤和矸石，并据此发出相应指令。

●执行系统：执行系统接到动作指令后，气阀开启。

高压气通过气阀，对已脱离皮带尽头、呈自由下落状态的矸石产生冲力，将矸石击打到矸石通道，实现煤和矸石的分离。

二、设备特点三、产品系列本公司根据客户要求分选物料粒级研发有如下四个产品系列：产品型号适用分选物料粒度单通道处理量（吨/小时）实际处理量跟该粒级大小物料的各自比重相关GDRT40-90 40mm -190mm 4 GDRT90-200 90mm -200mm 20 GDRT200-300200mm -300mm50四、经济及社会效益分析（一）经济效益1、经过分选，提高煤炭质量某矿选煤车间测试记录测试时间煤种测试数量矸石总量(kg)含矸量（%）发热量（Kcal/kg ）6.18早班 5#混煤 20吨 9455004454.72.52.244135057 2、减少人工，节约费用每套系统每班仅需要系统操作人员一名，辅助人员2名。

煤矸石智能分选系统

煤矸石智能分选系统一、产品简介GDRT 煤矸智能分选系统是采用核物理技术对煤矸进行智能识别分选的新一代块状煤矸智能分选设备。

该煤矸智能分选系统由主传输皮带、排队系统、检测系统与控制系统、执行系统组成。

主运输皮带：带速为每秒 0.8--1 米。

要求带速稳定，带面平整，不跑偏。

皮带宽度根据所需的通道数量而定。

一般 1.4M 宽的皮带设置 8～12 个通道。

排队系统：经过分筛后，煤与矸石的混合物经过进料斗进入分选皮带，由皮带上的导向板排队，形成与气阀道口呈一条直线的排列。

执行系统：执行系统接到动作指令后，气阀开启。

高压气通过气阀，对已脱离皮带尽头、呈自由下落状态的矸石产生冲力，将矸石击打到矸石通道，实现煤和矸石的分离。

排队系统检测系统控制系统执行系统该煤矸智能分选系统每通道的处理能力约为每小时15 吨左右（根据不同的煤质、含矸量、粒度而不同），可依据具体需求在系统中设计配置相应的通道数量。

二、设备特点三、产品系列本公司根据客户要求分选物料粒级研发有如下四个产品系列：单通道处理量产品型号适用分选物料粒度（吨 /小时）实际处理量跟该粒级GDRT30-8030mm-80mm3大小物料的各自比重GDRT40-9040mm-190mm4相关GDRT90-20090mm-200mm20GDRT200-300200mm-300mm50四、经济及社会效益分析（一）经济效益1、经过分选，提高煤炭质量某矿选煤车间测试记录矸石总量 (kg)含矸量（ % ）发热量（ Kcal/kg ）测试测试煤种>15050-150M>15050-150M时间数量总量全部拣矸前拣矸后MM M MM M6.185#50520 吨945500445 4.7 2.5 2.24413早班混煤76.182#50210 吨7904353557.9 4.4 3.54560中班混煤42、减少人工，节约费用每套系统每班仅需要系统操作人员一名，辅助人员 2 名。

智能矸选系统管理制度

智能矸选系统管理制度一、总则为了规范和统一智能矸选系统的管理，提高智能矸选系统的运行效率和效益，我们制定了本管理制度。

二、管理范围本管理制度适用于公司所有智能矸选系统的管理工作。

三、管理原则1. 安全第一：智能矸选系统的运行过程中，要保证工作人员的人身安全和设备的安全。

2. 效率至上：在保证安全的基础上，提高智能矸选系统的运行效率，提高设备利用率。

3. 创新发展：积极引进先进的智能矸选系统技术，不断改进设备结构和功能，提高设备性能。

4. 环保节能：在使用智能矸选系统的过程中，要注重环保和节能，在减少资源浪费的同时，降低对环境的影响。

四、管理机构公司设立智能矸选系统管理部门，负责制定和实施智能矸选系统管理制度，监督智能矸选系统的运行情况，及时处理智能矸选系统出现的问题。

五、设备维护1. 定期检查：对智能矸选系统进行定期检查，检查设备的各项功能是否正常，是否有异常情况发生。

2. 维护保养：对智能矸选系统进行定期保养，保障设备的正常运行。

3. 及时维修：当智能矸选系统出现故障时，要及时进行维修，避免故障对设备造成更大的损坏。

六、操作规范1. 操作培训：对智能矸选系统操作人员进行专业的培训，提高操作人员的技术水平。

2. 严格操作：操作人员应按照操作规程进行操作，严格遵守操作规程，确保设备安全运行。

3. 安全意识：操作人员要具备良好的安全意识，在操作过程中要注意安全，避免发生意外事故。

七、监督检查公司设立专门的监督检查部门，对智能矸选系统的运行情况进行定期检查，发现问题及时进行整改。

八、奖惩制度对智能矸选系统的运行情况进行考核，根据考核结果奖惩有关责任人，激励责任人积极工作。

九、改进措施根据智能矸选系统的运行情况，研究并实施改进措施，提高智能矸选系统的运行效率和效益。

十、附则本管理制度自颁布之日起生效，由公司智能矸选系统管理部门负责解释。

智能干选系统在老母坡煤矿的研究与应用

智能干选系统在老母坡煤矿的研究与应用2.山西古县老母坡煤业有限公司临汾古县042400摘要：TDS主要是总溶解固体的简称，其又叫做固体被溶解总量。

当TDS值升高后，代表水中溶解物含量越多，[1]TDS智能干选系统的原理为通过利用X射线进行对煤、矸石类产品进行数据调查、检测、分析，从而精确区分排除原煤矿产品中矸石等杂质，增加原煤回收利用，降低成本，极大提高了选煤厂的经济利益。

本文针对煤矿产业现存的部分问题，通过TDS智能干选系统在煤矿产业中的研究与应用，解决现存煤矿类问题，并分析TDS智能干选系统在煤矿中的应用前景，对社会其他企业及社会稳定发展做出的贡献。

关键词：TDS智能干选系统、煤矿应用研究随着煤矿产业在近年来不断发展，针对其出现的各类问题一直是社会及相关企业重点关注对象，如今，煤矿产业发展目光开始拉长，迎合市场趋势，长期以来，为保障我国经济与智能化发展，能源利用广泛，社会对于煤炭的需求总量越来越多，具有极高的市场发展前景；TDS智能干选系统在煤矿行业中以先进的技术吸引到了煤矿产业领导人的目光，因此煤矿行业准备引进TDS智能干选系统对煤矿产业发展中存在的问题做出解决，提高煤矿产业工作中的效率性和安全性，同时智能化的输出改善人工带来的误差，减少煤矿损失，对煤矿业的发展推波助澜。

1.TDS智能干选系统1.1TDS智能干选系统结构及工作优势TDS智能干选系统结构具有突出优势，其主要提出优势即为通过智能化技术识别方式调查煤矿实际情况，检测安全问题，让煤矿产业发展面向社会，保障社会能源安全[2]，针对不同的煤质特征，智能干选系统将建立相关分析模型，同时建立研究煤矿产业专业体系，并将TDS智能干选系统应用到煤矿化工专业，以智能化技术改善煤矿产业突出问题[3]，通过大数据库的识别挑选，对煤矿产品与矸石进行数字智能科技化对比识别，采用先进的智能处理系统，最终通过智能执行，干选方式将矸石排出。

TDS智能干选系统下设各个分支系统，各个系统相互配合辅助智能干选系统工作，其分支掌管不同性能，主要包括供给原料系统、布料装置、识别装置、执行机构四大主要系统，和三个其他辅助系统。

智能矸选方案

智能矸选方案引言在矿石选矿过程中，矸石是指被选矿工程中分离出的含有一定经济价值的矿石之外的杂质。

传统的矸石选别方法通常需要大量的人力和时间，并且不够高效。

智能矸选方案为矿石选矿工程带来了新的希望，利用先进的技术和算法，能够更加快速、准确地分离出矸石，提高矿石选别的效率和产量。

技术原理智能矸选方案主要依托于先进的传感器技术和机器学习算法，能够自动识别矿石和矸石，并快速分离它们。

具体的技术原理如下：1. 传感器技术智能矸选方案采用了多种传感器技术来获取矿石和矸石的关键属性信息，这些传感器包括光学传感器、X射线传感器、红外线传感器等。

通过这些传感器的数据采集，可以获得矿石和矸石的外部形态、组成成分、密度等重要信息。

2. 机器学习算法智能矸选方案使用机器学习算法对传感器采集到的数据进行分析和处理，通过对大量训练样本的学习，能够自动识别矿石和矸石。

常用的机器学习算法包括支持向量机（SVM）、决策树、神经网络等。

通过这些算法的运算和优化，智能矸选方案可以实现高精度、高效率的矿石选别。

系统架构智能矸选方案的系统架构如下：+----------------------+ | 传感器数据采集 |+----------------------+|V+----------------------+| 数据预处理 |+----------------------+|V+----------------------+| 机器学习模型训练 |+----------------------+|V+----------------------+| 矸石选别 |+----------------------+实施步骤智能矸选方案的实施步骤如下：1. 传感器数据采集在选矿过程中，将多种传感器安装在矿石选别设备中，用于采集矿石和矸石的相关数据。

2. 数据预处理将传感器采集到的数据进行预处理，包括数据清洗、数据归一化等，以保证后续机器学习模型的准确性。

煤矸石智能分选系统

煤矸石智能分选系统一、产品简介GDRT 煤矸智能分选系统是采用核物理技术对煤矸进行智能识别分选的新一代块状煤矸智能分选设备。

该煤矸智能分选系统由主传输皮带、排队系统、检测系统与控制系统、执行系统组成。

主运输皮带：带速为每秒 0.8--1 米。

要求带速稳定，带面平整，不跑偏。

皮带宽度根据所需的通道数量而定。

一般 1.4M 宽的皮带设置 8～12 个通道。

排队系统：经过分筛后，煤与矸石的混合物经过进料斗进入分选皮带，由皮带上的导向板排队，形成与气阀道口呈一条直线的排列。

执行系统：执行系统接到动作指令后，气阀开启。

高压气通过气阀，对已脱离皮带尽头、呈自由下落状态的矸石产生冲力，将矸石击打到矸石通道，实现煤和矸石的分离。

排队系统检测系统控制系统执行系统该煤矸智能分选系统每通道的处理能力约为每小时15 吨左右（根据不同的煤质、含矸量、粒度而不同），可依据具体需求在系统中设计配置相应的通道数量。

智能选矸机器人系统设计案例

智能选矸机器人系统设计案例智能选矸机器人系统设计案例步骤一：需求分析智能选矸机器人系统主要用于自动识别和分拣垃圾中的有价值的废弃物，以提高垃圾处理的效率和减少对环境的污染。

在设计系统之前，我们首先需要进行需求分析，明确系统的功能和性能要求。

一般来说，该系统需要具备以下功能：1. 图像识别：能够识别不同类型的废弃物或垃圾。

2. 分类和分拣：能够将废弃物或垃圾按照类型进行分类和分拣。

3. 自动化操作：能够自动执行识别和分拣的过程，无需人工干预。

4. 高效性能：能够具备较高的工作效率和准确性。

5. 系统安全：具备安全保护措施，避免对操作人员和环境造成伤害。

步骤二：技术选型根据系统的需求，我们需要选择适合的技术来实现智能选矸机器人系统。

一般来说，以下技术可能被纳入考虑范围：1. 图像识别技术：使用计算机视觉算法和机器学习模型，对废弃物或垃圾进行图像识别和分类。

2. 机器人操作技术：利用机械臂和传感器等装置，实现机器人的自动化操作和分拣功能。

3. 控制系统技术：搭建合适的控制系统，实现对机器人的准确控制和指令传递。

步骤三：系统设计在系统设计阶段，我们需要将各项技术进行整合，并设计出合理的工作流程和系统架构。

1. 图像识别：设计和训练图像识别算法，使其能够对废弃物或垃圾进行准确识别和分类。

2. 机器人操作：搭建机械臂和传感器等装置，实现机器人的自动化操作和分拣功能。

机器人需要能够根据图像识别结果进行准确的分拣动作。

3. 控制系统：设计一个可靠的控制系统，能够实时传递指令和监控机器人的运行状态。

控制系统需要确保机器人的运行安全和稳定。

步骤四：系统实施和测试在系统实施和测试阶段，我们需要将设计好的系统进行实际搭建和调试。

1. 实施：根据设计方案，搭建机器人操作装置和控制系统，并进行必要的调试和优化。

2. 测试：通过对不同类型的废弃物或垃圾进行测试，验证系统的识别和分拣准确性。

同时，还需要测试系统的工作效率和性能。

TDS智能干选机的应用

TDS智能干选机的应用摘要：TDS智能干选技术是基于射线识别的选煤新技术，是对现有技术的颠覆式创新，具有投资省，运行成本低，建设周期短，设备台数少，系统简单等优点，与动筛、浅槽重介等分选工艺相比较，具有较强的技术优势，在煤矸石预处理方面有很好的应用效果。

关键词：TDS、智能选矸、干选煤矸分离引言：现阶段煤炭洗选过程中主要采用人工选矸方式对大块煤矸石进行处理，人工选矸存在生产效率低、劳动强度大以及分选效果不稳定等问题。

为实现原煤中、大块矸石高效分选是实现选煤厂高效生产的重要环节。

提升块煤排矸效率，采用TDS智能干选机代替人工拣矸对大块矸石进行处理。

一、工艺选择传统的选煤工艺，大都是基于阿基米德原理的重力选煤工艺，需要耗水、耗介，工艺复杂，生产成本高，主要适用于专业化选煤厂，对于矿井单纯排矸来讲，需要前期投资高、建设周期长、环保等配套设施要求高并不适用。

手选作为选煤的传统作业环节一直存在手选效率低、工人劳动强度高，工作环境差（包括噪声、粉尘）的问题，且手选对选矸工人存在较大的安全隐患。

动筛跳汰机需要借助水实现对煤炭的分选，设置有产品脱水、煤泥浓缩压滤等系统，系统复杂，加工成本高；矸石含量较高时，动筛磨损严重，设备故障率高，容易卡料影响生产；我矿煤湿黏，进入动筛系统中末煤量多，造成煤泥水浓度高，产生次生煤泥多。

TDS智能干选技术是基于射线识别的选煤新技术，占地面积小，工艺流程简单，自动化程度高，不产生次生影响。

二、TDS智能干选机分选原理与技术特点（一）分选原理TDS智能干选机采用智能识别方法进行分选，块煤在布料器上达到均匀单层布料，当煤与矸石通过X射线装置时，由于煤与矸石所含元素不同，其对辐射的吸收量不同，矸石吸收能力强而煤的吸收能力弱，探测器根据接受到的射线强弱不同，建立针对不同的煤质特征相适应的分析模型，通过大数据分析，对煤与矸石的元素、位置等进行数字化识别。

最终通过智能喷吹系统将矸石或煤喷出。

干法煤矸石分选设备原理

干法煤矸石分选设备原理
我们熟知的煤矸石分选设备的原理，主要是利用水的流速，利用碎石、煤矸石和水的密度不同，运用液位和斜坡的力学原理，充分利用水的运动特性，将矿物材料的煤矸石和金属碎石分开，实现煤矸石的分级和回收。

煤矸石分选设备采用水体分选原理，因此必须装备有一定规格的水泵，用于补充水量，保证水体搅动，促进物料的漂浮分级;分级水槽沿斜坡排列，其过程中物
料向上流动，层层分选，使较轻的煤矸石漂浮在水的表面；搅拌带输送沿高位传送，即运输浮轻煤矸石；沉石带输送沿中位传送，即运输沉重碎石。

以上是煤矸石分选设备的原理。

本原理操作简单易行，不需要进行专业的技术操作，更重要的是，有效避免煤矸石与碎石的混合，大大降低了材料排放对环境造成的不良影响，更加显示出有用矿物的绿色材料化处理技术的优点。

煤矸石分拣机械手的系统设计及实验模拟

收稿日期:2022 11 04项目基金:山西大同大学校级项目:煤矸石智能分拣机器人的结构设计与仿真(21CX14)作者简介:李㊀浩(1997-),男,山西孝义人,在读硕士研究生,研究方向为矿山机电方面㊂doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2023.04.006煤矸石分拣机械手的系统设计及实验模拟李㊀浩1,文㊀彪1,左学海1,祝莉娜2(1.山西大同大学煤炭工程学院,山西大同㊀037000;2.西北大学,陕西西安㊀710069)摘㊀要:在煤炭开采的同时会产生大量的煤矸石,其产量约占原煤的1/6,严重降低了煤炭的质量,因此煤矸石的分选是煤炭生产过程中必不可少的环节㊂当前,国内研究出多种小㊁中㊁大型煤矸石不同的原料分选设备的工作原理,而煤矸智能分选是我国煤炭企业实现煤矿智能化的重难点之一㊂文章设计的矸石分拣机器人是一种用于中小型分选原料的悬挂多臂式分选装置㊂矸石分拣机器人采用自动识别分选矸石的工作原理,对矸石进行智能自动分选,能满足分选粒径为80~300mm 的小㊁中㊁大煤矸石的分选要求㊂该设计将会大幅度降低工人的工作强度,极大地提高煤矸分选的效率,从而提高原煤的质量㊂关键词:煤矸分选;多臂式分选装置;机械臂设计;机器人中图分类号:TD94;TP242㊀㊀㊀文献标识码:B㊀㊀㊀文章编号:1005 2798(2023)04 0021 03System Design and Experimental Simulation ofGangue Sorting ManipulatorLI Hao 1,WEN Biao 1,ZUO Xuehai 1,ZHU Lina 2(1.College of Coal Engineering ,Shanxi Datong University ,Datong ㊀037000,China ;2.Northwest University ,Xi 'an ㊀710069,China )Abstract :In the process of coal mining,a large amount of gangue will be produced,and its output accounts for about 1/6of the rawcoal,which seriously affects the quality of coal,so the sorting of gangue is an indispensable link in the coal production process.At pres-ent,there are a variety of small,medium and large coal gangue different raw material sorting equipment working principle in China.In view of the unique main geological structure,structural characteristics and particle size of gray coal in China's mines,intelligent sorting of coal gangue is one of the main work difficulties for coal enterprises in China to realize intelligent coal mines.In this paper,a suspen-ded multi arm sorting device for small and medium sized sorting raw materials is designed.The main feature of the gangue sorting robot is the working principle of automatic identification and sorting of gangue,and the intelligent automatic sorting of gangue,so as to achieve the effect of coal gangue separation.Suitable for small,medium and large gangue with particle size 80~300mm.The design and applica-tion of the robotic arm will greatly reduce the working intensity of workers,meet the operation requirements,and improve the efficiency of coal gangue sorting.Key words :coal gangue sorting;multi arm sorting device;robotic arm design;robot㊀㊀室内的原煤洗选排出了大量的混杂在煤炭中的煤矸石㊂一般来说,排出的煤矸石占原煤总产量的15%左右㊂如果煤炭夹杂煤矸石燃烧,不仅会大大降低煤的持续燃烧寿命,影响煤的发热效率,污染环境,还会浪费煤炭运输资源[1]㊂在以前的煤矸分选工艺中,手工分选工艺有生产效率低㊁工人工作强度大㊁工作环境恶劣等缺点;跳汰分选虽工艺简单㊁相对成熟,但生产效率低;利用重金属介质方法对煤矸石进行分选,虽已得到广泛应用,但造成了煤炭资源的大量浪费㊂随着我国对原煤入选率要求的不断提高,也要求煤炭企业加快洗煤厂建设,提高煤炭质量㊂由于产煤地区早期投入大量资金,运营成本高昂,迫切需要一种高效率㊁低成本㊁低耗水的新型煤矸石分选方法[2-5],因此,研发高效的干法选煤技术和智能化机械设备是现阶段分选矸石的当务之急,也符合我国煤炭行业的发展趋势㊂本文所设计的煤矸分选系统主要采用了图像识别㊁信号传输处理㊁机械臂智能分选等技术,能实现对小㊁中㊁大不同粒度12的煤矸石进行智能自动识别与分拣,有效提高了煤矸分拣效率,提升了煤炭的产量和质量㊂1㊀煤矸石分拣系统的设计本设计主要针对井上原煤处理车间工作中的煤矸石分拣㊂井下开采出来的部分原煤原料通过主斜井管道胶带运输后,到达煤矸分拣预处理车间,经振动机和筛选机的震动筛选后,粒度小于80mm 的煤块和矸石会掉落到另一条煤矸较带,粒度在80~300mm 之间的煤和矸石的混合物会经过本文所设计的煤矸分选系统进行煤矸分离㊂煤矸石分拣处理系统主要由原煤分流排队机构㊁预处理视觉系统㊁总控台控制系统及煤矸分选分拣机器人执行机构等组成,如图1所示㊂图1㊀煤矸石分拣系统结构80~300mm 的煤矸混合物进入煤矸胶带后,首先经过排队机构,在输送带上自动排列,避免出现分拣过程中煤矸漏分拣的现象㊂经过排列的煤矸石进入图像识别视觉系统,视觉系统中的摄像头将胶带上的煤矸石信息反馈给上位机,上位机对胶带上的煤矸石图像进行识别定位,并将矸石的图像信息处理后转化为输送信号自动发送到识别分拣处理总控制系统中㊂接收信号后由总控制系统对分拣机械手的控制器发送相对应的信号,分拣处理机器人接收抓取矸石的指令后自动协同执行分拣矸石的输送动作,将分拣的矸石分别抓取进旁边的专用矸石胶带中㊂为了避免因视觉识别定位系统与总控制系统反应速度过快而导致分拣机器人分拣失漏,将选矸机械臂分为3组,每组有3个机械臂进行抓取㊂同样的,控制系统也分为3个,每个控制系统控制1个组别中的3个机械臂,而3个小型控制系统由1个总控制系统传输信号进行控制㊂9个选矸机器人自动协同完成任务,大大降低了矸石的分拣失漏率,实现了煤矸的高效分拣㊂2㊀机械手的设计煤矸石分拣机器人采用龙门式二自由度机械滑台,内置两个并排的带式输送机㊂当左侧带式输送机上的煤矸石进入视觉识别系统,采集图像后,通过煤矸石的颜色㊁外形和物理特征进行高效识别并定位㊂针对已经识别与定位的煤矸石,机械手沿Z 轴方向移动快速拣取煤矸石,在电机的驱动下沿Y 轴方向移动并将分拣出的煤矸石放到右侧带式输送机上,由此实现煤矸石分拣机器人的智能化分拣㊂机械臂主要由电动手臂焊接后的机械手臂支架㊁电动起重组装机组㊁减速器㊁大臂组㊁小臂组及电动末端定向转动机构分拣机和末端执行器等部件组成㊂本文所设计的机械手手部机构一共由9种零部件组成,分别是:电机㊁拉杆㊁衬套㊁连杆㊁支架㊁支撑架㊁转轴㊁圆盘㊁手爪等㊂该机械手结构如图2所示㊂图2㊀煤矸石分拣机器机械臂机械手的手爪结构如图3所示,主要执行煤矸石的抓取工作㊂由于其长时间与煤矸石接触易磨损,应选择耐磨的材料(综合考虑选取45钢)㊂传动部分的设计包括电机的选型㊁拉杆㊁圆盘和连杆㊂由电机将驱动力通过滚珠丝杠带动连杆传递到手爪上,从而实现手爪的张合㊂其中附在拉杆上的衬套起到了减少磨损的作用㊂图3㊀爪子结构示意3㊀实验验证根据井上室内拣矸车间的实际操作工况,搭建如图4所示的实验平台,主要由自动带式煤矸输送机㊁煤矸分拣机器人㊁视觉控制系统及总控制系统等部分组成㊂㊀㊀实验选用500块原煤矸石及200块煤炭作为检测对象㊂煤矸石的粒度均为80~300mm,运输煤矸石流的胶带运输机工作速度设定为0.6m /s,选用其中两组中左右两列的4个机械手进行模拟抓取,实验统计结果见表1.222023年4月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李㊀浩等:煤矸石分拣机械手的系统设计及实验模拟㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第32卷第4期图4㊀煤矸石分拣系统实验台㊀㊀由表1可知,4个煤矸分拣机器人的矸石分拣识别率和矸石分拣准确率最高分别为98.29%和98.03%,平均矸石识别率和矸石分拣率更是达到了90%以上,分拣工作精度和分拣性能相对较高,分拣机器人左右两侧矸石分拣的工作情况基本一致㊂煤矸分拣机器人矸石分拣准确率能大幅度提高,主要有以下原因:推动的分拣形式会将大体积矸石周围的小体积煤炭也推入矸石胶带,降低煤矸分拣的准确率㊂自动抓取进行矸石分拣提高了矸石抓取的准确率,同时加快了矸石的分拣工作速度㊂此外,煤矸石流带式输送分拣机每列只需设置前后3套分拣装置即可相互配合,3组分拣机器人进行分拣,有效降低了分拣容错率;分拣机器人运行时的运动路线㊁轨迹规划及分拣速度均由总控制系统规划好后再反馈给分拣机器人,即自动保持固定;总控制器只需接收一次图像识别的信号处理,同时只需向控制系统发出一次分拣信号,再由每组的控制系统对分拣机器人执行分拣动作,每个分拣机器人自主完成单次矸石分拣任务只需3~5s,与传统的人工分拣相比,大大缩短了矸石的分拣工作周期㊂通过对分拣机器人进行轨迹速度规划,使得分拣加速度位置变化平稳㊁连续㊂因频繁地进行分拣启动㊁暂停操作对分拣电动机组的冲击较大,因此做轨迹规划确保了分拣系统长时间地稳定连续运行,延长了煤矸分选机器人的使用寿命[6-9]㊂表1㊀煤矸分拣机器手的实验模拟结果机械臂矸石总数/块矸石识别数/块矸石分拣数/块矸石识别率/%矸石分拣率/%矸石漏检率/% L112810210079.6998.0321.87 L211711511098.2995.65 5.98 L313112411594.6592.74 4.58 L41241099587.9087.1523.38合计500450420平均值125112.58590.1393.3914.004㊀实验总结本文设计多臂并联分选机器人采用单手爪的机械抓取分拣代替人工手工移动抓取,具有工作速度快㊁精度高㊁刚性高㊁准确率高㊁承载能力大等优点㊂在粒度为80~300mm范围内的单粒煤矸石分选中,每组分选机械臂可进行平行自动分选,互不干涉㊂而且分选机器人在分选煤矸的过程中,操作精度高㊁稳定性好,矸石的分选工作平均移动速度能达到设计基本要求,相对于传统的人工分拣以及其他方式的机械分选,大大缩短了工作周期㊂参考文献:[1]㊀张永超,于智伟,丁丽林.基于强化学习的煤矸石分拣机械臂智能控制算法研究[J].工矿自动化,2021,47(1):36-42.[2]㊀赵明辉.双臂并联煤矸石分拣机器人及其轨迹规划研究[J].工矿自动化,2020,46(9):57-63. [3]㊀王㊀鹏,曹现刚,马宏伟,等.基于余弦定理-PID的煤矸石分拣机器人动态目标稳准抓取算法[J].煤炭学报,2020,45(12):4240-4247.[4]㊀王㊀鹏,曹现刚,夏㊀晶,等.基于机器视觉的多机械臂煤矸石分拣机器人系统研究[J].工矿自动化,2019,45(9):47-53.[5]㊀曹现刚,刘思颖,王㊀鹏,等.面向煤矸分拣机器人的煤矸识别定位系统研究[J].煤炭科学技术,2022,50(1):237-246.[6]㊀亢健东.煤矸分拣机器人控制系统研究[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(6):155-157. [7]㊀夏㊀晶,张㊀昊,周世宁,等.煤矸分拣机器人动态拣取避障路径规划[J].煤炭学报,2021,46(S1):570-577.[8]㊀李㊀莹.基于深度学习的煤矸石目标检测方法研究[D].西安:西安科技大学,2020.[9]㊀商德勇,章㊀林,牛艳奇,等.煤矸分拣机器人设计与关键技术分析[J].煤炭科学术,2022,50(3):232-238.[责任编辑:常丽芳]322023年4月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李㊀浩等:煤矸石分拣机械手的系统设计及实验模拟㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第32卷第4期。

选矸机器人系统设计案例分享

选矸机器人系统设计案例分享选矸机器人系统设计案例分享选矸机器人是一种能够自动识别和分拣垃圾的智能机器人系统。

它可以帮助提高垃圾处理的效率和减少人力成本。

下面按照步骤来分享如何设计一个选矸机器人系统。

第一步：确定需求和目标在设计选矸机器人系统之前，我们需要明确系统的需求和目标。

这包括识别和分拣的垃圾类型、处理速度、准确率等指标。

例如，系统可能需要能够识别塑料瓶、玻璃瓶、纸张等常见垃圾，并且能够在一定时间内完成分拣任务。

第二步：硬件设计选矸机器人系统需要具备一定的硬件设备，如机械臂、摄像头、传感器等。

摄像头可以用于拍摄垃圾的图像，传感器可以用于检测垃圾的形状和材质。

机械臂则是实现分拣的关键设备，它需要具备灵活的运动能力和抓取物体的能力。

第三步：软件设计选矸机器人系统的软件设计是实现自动识别和分拣的核心。

首先，需要开发一个图像识别算法，用于识别垃圾的类型和属性。

这可以使用机器学习和深度学习等技术来实现。

其次，需要开发一个控制系统，用于控制机械臂的运动和抓取动作。

这可以通过编写特定的控制算法来实现。

第四步：数据集和训练为了实现准确的图像识别，我们需要准备一个包含各种垃圾图像的数据集。

这些图像应该包含不同角度、不同光照条件下的垃圾图片。

然后，使用这个数据集来训练图像识别算法，使其能够准确地识别不同类型的垃圾。

第五步：系统集成和测试在完成硬件和软件设计后，需要将它们进行集成，并进行系统测试。

这包括验证机械臂的运动和抓取能力，以及图像识别算法的准确性和稳定性。

通过不断调试和改进，确保系统能够正常工作，并且满足设计要求。

第六步：优化和改进一旦系统开始运行，就可以根据实际的使用情况进行优化和改进。

例如，可以通过收集和分析实际运行数据，来改善图像识别算法的性能，或者改进机械臂的抓取策略。

通过不断的优化和改进，使系统更加智能和高效。

通过以上的步骤，我们可以设计出一个功能强大的选矸机器人系统。

它能够自动识别和分拣各种类型的垃圾，提高垃圾处理效率和减少人力成本。