用于煤矸识别的振动传感器设计

摘要：

目前自动化放顶煤开采煤矸识别技术中,伽马射线成本太高且对人体有害;红外技术受环境温度影响较大;雷达探测在煤层较厚时信号衰减严重;声音技术成本低、难度小,但受外界声音信号干扰严重;图像技术在煤矸颜色差别大时有效,但受粉尘、光线因素影响较大;振动技术具有声音技术的优点,同时又可以避免环境噪声干扰,具有较高的检测精度.顶煤和矸石的性能有所不同,落到液压支架尾梁上时产生的振动信号也表现出不同的特征.针对该特征,设计了一种振动传感器,该传感器安装在液压支架尾梁的腹板处,对顶煤或矸石砸到液压支架上产生的振动信号进行感知,通过信号处理和分析辨识出放煤过程中的煤块和矸石.该传感器利用加速度计采集尾梁振动信号,并对采集数据进行前端滤波处理;利用傅里叶变换对数据进行功率谱分析,得到单位时间内的最大振动频率、幅值及功率谱能量.实验室测试结果表明,该传感器测量误差在1％以内.井下测试结果表明,振动传感器采集的信号大部分是煤块落下时的振动信号,其频率范围为100?200 Hz,而矸石落下时的振动信号频率在200 Hz以上,根据振动信号特征能够识别出顶煤和矸石.

关键词：综采放顶煤、煤矸识别、振动传感器、振动频率、加速度计

所属期刊栏目：47

分类号：TD94(选矿)

资助基金：国家重点研发计划项目;北京市科技计划智能制造技术创新与培育资助项目;中国煤炭科工集团科技创新资助项目

在线出版日期：2021-03-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：118-122