一种荧光标记煤矸识别装置及方法

1.本发明涉及煤矿采煤技术领域，尤其涉及一种荧光标记煤矸识别装置及方法。


背景技术：

2.放顶煤采煤法目前我国厚煤层开采的主要手段之一。放顶煤过程中最重要的步骤是对于尾梁关闭时机的把握，因为尾梁关闭时机直接影响到煤炭回采率和混矸率的高低；对于尾梁关闭时机的掌握最主要的问题是煤矸的高效识别。
3.现有技术在对于煤矸的识别主要依托于化学喷雾后利用红外装置检测煤矸表面温度的变化进行煤矸识别。但是不同地区、不同深度对于地温均有影响，且在大范围喷雾除尘的过程中，不仅液体与煤矸反应使煤矸表面温度条件发生改变需要时间，而且持续喷洒过程中液体本身温度对于煤矸表面温度也是有较大影响的。在工作面温度条件较为恶劣时，通过检测温度变化对于煤矸识别的准确率会有所降低。此外，由于煤炭开采中往往伴随着瓦斯的释放，采用该种方法产生的热量聚集可能会造成瓦斯爆炸安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种荧光标记煤矸识别装置及方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种荧光标记煤矸识别方法，包括以下步骤，
6.s1：先在液压支架前方钻孔，并在钻孔内安装时步漏斗，同时也在液压支架上安装特殊光照灯和信号发射器；
7.s2：液压支架向前移动，使得信号发射器与时步漏斗内的距离传感器的距离发生改变；
8.s3：当信号发射器与时步漏斗内的距离传感器的距离减小到预先设置的阈值时，距离传感器通过算法控制电机开启，时步漏斗内的荧光物质向外喷洒；s4：利用荧光识别相机识别由装在支架上的特殊光照灯照射在煤和矸石表面发出的荧光。
9.作为上述技术方案的进一步描述：
10.所述步骤s1中，利用钻孔机进行钻孔，使得钻孔深度位于煤岩分界处煤岩分界上方矸石层处。
11.作为上述技术方案的进一步描述：
12.所述步骤s2中，信号发射器和距离传感器在放煤过程中持续发射和接收信号。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.所述步骤s3中在第一个时步漏斗打开的同时，在液压支架前方再次钻孔放置下一个时步漏斗，以保证工作面推进方向上方矸石随着工作面的推进可以全部被标记。
15.作为上述技术方案的进一步描述：
16.所述步骤s4中荧光识别相机刚开始会识别到部分被标记煤体所散发出的低强度
荧光，此时起到提醒工人即将出现矸石需要及时关闭尾梁的示警作用；随后荧光识别相机识别到大范围高强度荧光出现，即放煤已经结束矸石开始放出，可以关闭尾梁。
17.一种荧光标记煤矸识别装置，包括时步漏斗，所述时步漏斗由时步漏斗容器、距离传感器、固定板、电机和密封板组成，所述时步漏斗容器内固定连接有距离传感器和固定板，所述固定板位于时步漏斗容器下端，所述固定板上端面开设有第一排放口，所述固定板上端固定连接有电机，所述电机输出端固定连接有密封板，所述密封板与时步漏斗容器之间转动连接，且密封板位于固定板下端，所述密封板上端面开设有第二排放口。
18.作为上述技术方案的进一步描述：
19.所述密封板下端固定连接有喷洒槽，所述喷洒槽上端开口与第二排放口保持齐平，且喷洒槽与第二排放口一一对应。
20.本发明具有如下有益效果：
21.与现有技术相比，该一种荧光标记煤矸识别装置及方法，通过在煤矸分界面上方一定高度层位处放置时步漏斗，在时步漏斗中装有可在煤和矸石表面附着的荧光物质，因煤体和矸石表面粗糙度差异，荧光物质在喷洒过程中会在矸石表面附着较多，而在煤体表面会难以附着，同时利用信号发射器、特殊光照灯和荧光识别相机在放煤过程中的相互配合，以达到识别煤和矸石进而准确把握尾梁关闭时机的目的，从而使得煤矸识别率将得到有效提升。
附图说明
22.图1为本发明提出的一种荧光标记煤矸识别装置及方法的流程框图；
23.图2为本发明提出的一种荧光标记煤矸识别装置及方法的第一排放口与第二排放口错开的剖面图；
24.图3为本发明提出的一种荧光标记煤矸识别装置及方法的第一排放口与第二排放口重合的剖面图；
25.图4为本发明提出的一种荧光标记煤矸识别装置及方法的时步漏斗距离信号发射器最远的示意图；
26.图5为本发明提出的一种荧光标记煤矸识别装置及方法的时步漏斗位于信号发射器正上方的示意图；
27.图6为本发明提出的一种荧光标记煤矸识别装置及方法的荧光识别相机进行识别的示意图；
28.图7为本发明提出的一种荧光标记煤矸识别装置及方法的时步漏斗重复安装的示意图。
29.图例说明：
30.1、时步漏斗容器；2、距离传感器；3、固定板；4、第一排放口；5、电机；6、密封板；7、第二排放口；8、喷洒槽。
具体实施方式
31.参照图1-7，本发明提供的一种荧光标记煤矸识别方法，包括以下步骤，
32.s1：先在液压支架前方钻孔，并在钻孔内安装时步漏斗，同时也在液压支架上安装
特殊光照灯和信号发射器；
33.s2：液压支架向前移动，使得信号发射器与时步漏斗内的距离传感器2的距离发生改变；
34.s3：当信号发射器与时步漏斗内的距离传感器2的距离减小到预先设置的阈值时，距离传感器2通过算法控制电机5开启，时步漏斗内的荧光物质向外喷洒；
35.s4：利用荧光识别相机识别由装在支架上的特殊光照灯照射在煤和矸石表面发出的荧光。
36.作为上述技术方案的进步的实施方式：
37.步骤s1中，利用钻孔机进行钻孔，使得钻孔深度位于煤岩分界上方矸石层处。
38.作为上述技术方案的进一步的实施方式：
39.步骤s2中，信号发射器和距离传感器2在放煤过程中持续发射和接收信号。
40.作为上述技术方案的进一步的实施方式：
41.步骤s3中在第一个时步漏斗打开的同时，在液压支架前方再次钻孔放置下一个时步漏斗，以保证工作面推进方向上方矸石随着工作面的推进可以全部被标记。
42.作为上述技术方案的进一步的实施方式：
43.步骤s4中荧光识别相机刚开始会识别到部分被标记煤体所散发出的低强度荧光，此时起到提醒工人即将出现矸石需要及时关闭尾梁的示警作用；随后荧光识别相机识别到大范围高强度荧光出现，即放煤已经结束矸石开始放出，可以关闭尾梁。
44.一种荧光标记煤矸识别装置，包括时步漏斗，时步漏斗由时步漏斗容器1、距离传感器2、固定板3、电机5和密封板6组成，时步漏斗容器1内固定连接有距离传感器2和固定板3，固定板3位于时步漏斗容器1下端，固定板3上端面开设有第一排放口4，固定板3上端固定连接有电机5，电机5输出端固定连接有密封板6，密封板6与时步漏斗容器1之间转动连接，且密封板6位于固定板3下端，密封板6上端面开设有第二排放口7，通过电机5的开启，这时就会带动密封板6转动，当密封板6的第二排放口7与固定板3的第一排放口4重合时，这时时步漏斗容器1内的荧光物质就会下外排放出去，这样就可以达到标记的目的。
45.作为上述技术方案的进一步的实施方式：
46.密封板6下端固定连接有喷洒槽8，喷洒槽8上端开口与第二排放口7保持齐平，且喷洒槽8与第二排放口7一一对应。
47.工作原理：
48.使用装置时在液压支架前方通过打钻向煤岩分界面放置时步漏斗，并在液压支架上安装特殊光照灯及信号发射器，信号发射器和距离传感器2在放煤过程中持续发射和接收信号，随着工作面推进时液压支架的前移，液压支架上信号发射器与时步漏斗上距离传感器2之间距离会减小，当距离减小到预先设置的阈值时，距离传感器2通过算法控制电机5开启，时步漏斗内的荧光物质向外喷洒，喷洒在矸石和煤块上。
49.在第一个时步漏斗打开时步漏斗容器1出口喷洒出荧光物质的同时，在支架前方再次打钻放置下一时步漏斗，以保证工作面推进方向上方矸石随着工作面的推进可以全部被标记，确保煤矸识别的准确性。
50.而后在放煤时通过荧光识别相机识别由装在液压支架上的特殊光照灯照射在煤和矸石表面发出的荧光，达到煤矸识别的目的。刚开始荧光识别相机会识别到部分被标记
煤体所散发出的低强度荧光，此时起到提醒工人即将出现矸石需要及时关闭尾梁的示警作用；随后荧光识别相机识别到大范围高强度荧光出现，即放煤已经结束矸石开始放出，可以关闭尾梁。
51.随着工作面的持续推进和液压支架的前移，当液压支架上信号发射器与时步漏斗上距离传感器2之间垂直距离再次减小到预先设置的阈值时，距离传感器2再次通过算法控制电机5开启，使得时步漏斗内的荧光物质向外喷洒。
52.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。