基于X射线探测方法的井下煤矸分选系统的研究

发布时间：2020-03-21 07:02

【摘要】：中国是生产利用煤的大国。随着科技的迅猛发展,选煤业向清洁煤技术不断前进,因此对煤矸分选的要求也越来越高。传统方法有占地空间大、劳动力耗费大、投入资金多、资源消耗量大、分选精度低等缺点。本文针对这些传统技术的缺点研究了一种新的选煤方法-基于X射线探测的井下煤与矸石识别方法。本系统利用X射线探测方法,将设备布置于井下,采用边采边充的方式使煤矸分选环节全部在井下进行,不仅节省了矸石升井的费用和节约了土地和水资源,而且精度也很高,提高了煤炭的利用率。本文首先对煤矸分选的发展现状进行叙述,分析目前煤矸分选方法存在的不足之处并提出了基于X射线探测的煤与矸石识别方法,此方法主要运用X射线对物质的衰减规律,通过高、低能X射线探测煤和矸石并结合朗伯-比尔原理,计算得出只与物质原子序数有关的表征物质属性的标志量K值,煤的K值约为1.251,而矸石的K值约为2.29,进而将煤和矸石区分。根据X射线探测原理研究了基于X射线探测方法的井下煤矸分选整体系统,包括其基本工作原理、各部分组成和设备选型以及煤矸物料流分配。然后将X射线源、X射线探测器、数据采集器、计算机等搭建图像实验系统,并通过VC++软件系统和图像硬件系统得出煤矸图像。通过MATLAB软件对得出的煤矸图像进行数字化分析,计算出煤矸图像整体的灰度值并建立煤矸灰度直方图,通过统计得到块煤的灰度值大约在60-80之间,而矸石的灰度值大约在30-50之间,从而得出煤矸的灰度分选阈值为55。最后通过对整体系统在赵庄煤矿工业应用的实测可知,本系统在生产能力、分选粒度、分选精度和稳定性方面均达到了运行指标,不仅给煤矿带来了经济效益,还在节约资源、保护环境和提高煤炭利用率方面带来了社会效益,是符合国家煤炭产业政策并值得推广的一种煤矸分选方式。
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第 1 章绪论2.1 人工分选挑选方法是最为传统的分选方法，在原煤进入分选过程前后各转的皮带机，工人站在皮带机两侧，凭借对矿物认识的经验将不用手拣出。现实中分选煤厂通常都是采用机械分选这种方法，只严重这种情况下才会用人工进行挑拣来保证煤的质量。人工挑拣单，但却需要大量的劳动力，工作条件和环境恶劣，由于分选过人主观经验去筛选，对员工的管理很难定制统一的标准，往往导投资成本也会随人工成本的提高而增长。如图 1-1 所示为人工选

选煤系统,流化床

但由于设备庞大，投资费用大，加之对技术员操作水平要求严格，所以没有在选煤领域中大范围应用。如图1-2 为流化床系统。图 1-2 流化床选煤系统Fig. 1-2 Fluidized bed coal preparation system根据流化床选煤的原理，人们推广出了一种新的复合式干选法，它是利用原煤中含有的细煤以及空气结合成的混合介质来进行分选的方法，混合介质在分选设备中产生一定密度的悬浮层，使密度差别大的煤和煤矸石在悬浮层上下分层十分明了。复合式干选法通过利用煤矸的混合介质，所以使这种方法的入料粒级更加宽泛，其分选效果是选煤行业的佼佼者，操作简便，也降低了操作成本，，尤其是在分选中等性的原煤的时候，能够满足各种用户的要求，这使得这种方法得到了大范围推广使用。1.2.4 选择性破碎法因为煤和矸石的组成元素不同，使得煤易碎而矸石较坚固，所以选择性破碎法就利用了煤和矸石韧性的不同来使得它们分离。原理就是在原煤运输的过程中对其施加一定的作用力，这个作用力要满足可以使煤能够破碎而煤矸石不能够被破碎，在力的作用下使煤被破碎，小颗粒的细煤由筛网过滤出来，而矸石随皮带
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;TD94

【参考文献】