技术特征：
1.一种基于人工智能图像识别的井下煤矸分选一体化装置，其特征在于：包括铁质外壳、传送装置、粒径分选装置和煤矸识别分离装置；传送装置包括传送带，负责煤料在装置内的转载；粒径分选装置包括不同孔径的筛网，用于分选出不同粒径大小的煤料；煤矸识别分离装置包括摄像机、称重装置、嵌入式计算机和可控制转动挡板，通过基于人工智能的图像识别和称重，准确识别煤和矸石，然后通过可控制转动挡板击落矸石，从而达到煤矸分选的目的。2.根据权利要求1所述的基于人工智能图像识别的井下煤矸分选一体化装置，其特征在于：所述传送装置由低位传送带（1a）、提升传送带（1b）、高位传送带（1c）、特大块煤传送带（1d）、大块煤传送带（1e）、中块煤传送带（1f）、煤灰传送带（1g）、矸石传送带（1h）、铁质滑槽（9）和固定挡板（10）组成；所述的粒径分选装置由铲板（3）、v型沟槽（4）、大孔径筛网（5a）、中等孔径筛网（5b）、小孔径筛网（5c）、陶瓷滑槽（6）和筛网支撑（11）组成；所述的铲板（3）能在筛网的上表面滑动；所述的v型沟槽（4）位于筛网（5）低一侧的边缘；所述的大孔径筛网（5a）位于高位传送带（1c）的下方，中等孔径筛网（5b）位于大孔径筛网（5a）下方，小孔径筛网（5c）位于中等孔径筛网（5b）的下方，且所述的筛网均倾斜固定在筛网支撑（11）上，由筛网支撑（11）控制振动；所述的大孔径筛网（5a）和一个v型沟槽（4）通过陶瓷滑槽（6）与特大块煤传送带（1d）相连，中等孔径筛网（5b）和小孔径筛网（5c）以同样的方式分别与大块煤传送带（1e）和中块煤传送带（1f）相连；所述的煤矸分选识别装置由摄像机（7）、可控制转动挡板（8）、补光灯（12）、称重装置（13）和嵌入式计算机（14）组成；所述的嵌入式计算机（14）通过电缆与摄像机（7）、补光灯（12）、称重装置（13）和可控制转动挡板（8）相连；所述的传送装置中的低位传送带（1a）与提升传送带（1b）相接后与高位传送带（1c）相连；所述的特大块煤传送带（1d）、大块煤传送带（1e）和中块煤传送带（1f）的上方均固定有一个摄像机（7）和一个补光灯（12），且补光灯（12）紧邻摄像机（7）；所述的特大块煤传送带（1d）、大块煤传送带（1e）和中块煤传送带（1f）上均有一个可控制转动挡板（8）；所述的特大块煤传送带（1d）、大块煤传送带（1e）和中块煤传送带（1f）下均有一个称重装置（13）；所述的煤灰传送带（1g）位于小口径筛网（5c）下方；所述的矸石传送带（1h）位于铁质滑槽（9）下方，在矸石传送带上对应铁质滑槽位置处设置固定挡板（10）；所述的摄像机（7）均有自清洁功能；除低位传送带（1a）、煤灰传送带（1g）和矸石传送带（1h）的一部分位于铁质外壳外部，其它部件均位于铁质外壳（2）内。3.根据权利要求2所述的基于人工智能图像识别的井下煤矸分选一体化装置，其特征在于：所述的提升传送带（1b）使用大倾角皮带，使装置能在较小的空间内提升煤料。4.根据权利要求2所述的基于人工智能图像识别的井下煤矸分选一体化装置，其特征在于：大孔径筛网（5a）、中等孔径筛网（5b）、小孔径筛网（5c）初步分选出粒径大小不同的煤料，以提高图像识别的准确率，并减少后续分选工程量；且筛网均倾斜摆放并配有带振动装置的筛网支撑，且配套的铲板（3）能铲除卡在筛网上的煤料，以加快不同粒径煤的分选速度；所述的大孔径筛网（5a）、中等孔径筛网（5b）和小孔径筛网（5c）的孔径大小分别为
100mm、50mm、25mm，使特大块煤传送带（1d）、大块煤传送带（1e）和中块煤传送带（1f）上的煤分别为特大块煤、大块煤和中块煤；煤灰传送带（1g）上的煤为小块煤、粒煤和粉煤。5.根据权利要求4所述的基于人工智能图像识别的井下煤矸分选一体化装置，其特征在于：筛网向平行于煤块滚动的方向和垂直于煤块滚动的方向同时倾斜，两个方向均倾斜10
°‑ꢀ
20
°
；v型沟槽配合筛网倾斜摆放，使大于筛网孔径的煤块可以由筛网流到v型沟槽上快速滚落，从而加快分选速度。6.根据权利要求4所述的基于人工智能图像识别的井下煤矸分选一体化装置，其特征在于：筛网支撑由铁质杆和振动马达构成，振动马达控制铁质杆的振动从而使筛网振动。7.根据权利要求2所述的基于人工智能图像识别的井下煤矸分选一体化装置，其特征在于：所述的嵌入式计算机（14）通过人工智能训练模型，能通过摄像机（7）得到的图像中煤和矸石的纹理特征来区分煤和矸石，又能根据图像中煤和矸石的大小估算体积；所述的嵌入式计算机（14）通过人工智能训练模型，能根据摄像机（7）得到图像中煤和矸石块的密集程度调节特大块煤传送带（1d）、大块煤传送带（1e）和中块煤传送带（1f）的转速。8.一种基于人工智能图像识别的井下煤矸分选方法，采用权利要求1~7任一项所述的基于人工智能图像识别的井下煤矸分选一体化装置，其特征在于包括如下步骤：a.将煤料通过低位传送带（1a）、提升传送带（1b）、高位传送带（1c）将煤料提升到大孔径筛网（5a）的上方；b. 根据煤料粒径的大小使用大孔径筛网（5a）、中等孔径筛网（5b）和小孔径筛网（5c）进行筛分；c.根据煤料粒径的大小筛分后的煤料通过陶瓷滑槽（6）分别进入特大块煤传送带（1d）、大块煤传送带（1e）、中块煤传送带（1f）和煤灰传送带（1g）进行后续分选；d.通过基于人工智能图像识别纹理特征的结果和称重计算密度的结果的加权判断煤和矸石：根据称重装置（13）和估算的体积计算出煤和矸石的密度，根据密度的差异能区分出煤和矸石的不同；加权图像识别纹理特征区分的结果和密度区分的结果作为区分煤和矸石的判据；所述的嵌入式计算机（14）在使用的初期由人工干预其识别结果，在工作的同时训练模型，使识别的准确率越来越高；e.通过可控制转动挡板（8）将矸石击落至最下方的矸石传送带（1h）运出；f.特大块煤、大块煤和中块煤分别通过特大块煤传送带（1d）、大块煤传送带（1e）和中块煤传送带（1f）运出，小块煤、粒煤和粉煤通过煤灰传送带（1g）运出。9.根据权利要求8所述的基于人工智能图像识别的井下煤矸分选方法，其特征在于：步骤d中，设权重公式为a = k
×
s +（1-k）
×
m；s为图像识别纹理特征的结果，其值为0到100；m为称重计算密度的结果，其值为0到100；k为图像识别所占的权重，取值为0到1；a为煤矸分离的判据；当a >=50时认为该块为煤；
当a < 50 时认为该块为矸石。
技术总结
本发明公开了一种基于人工智能图像识别的井下煤矸分选一体化装置。该装置主要包括传送装置、粒径分选装置和煤矸识别分离装置；传送装置主要由传送带构成，负责煤料在装置内的转载；粒径分选装置主要由不同孔径的筛网构成，用于分选出不同粒径大小的煤料；煤矸识别分离装置主要由摄像机、称重装置、嵌入式计算机和可控制转动挡板构成，通过基于人工智能的图像识别和称重从而准确的识别煤和矸石，而后通过可控制转动挡板击落矸石，从而达到煤矸分选的目的。该装置结构简单、可处理粒径范围大、分选准确率高，降低人工成本；在煤出井前已经分离出矸石，有效的降低了矸石的出井量。有效的降低了矸石的出井量。有效的降低了矸石的出井量。
技术研发人员：赵国贞 杨曜驰 梁卫国 郭凤岐 陈佳鑫
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2022/5/31