Уголь и пустая порода — это два разных вещества, образующихся при добыче и переработке угля. Уголь — это ископаемое топливо, которое в основном состоит из таких элементов, как углерод, водород, кислород, азот, сера и фосфор, и имеет высокую плотность энергии и теплоту сгорания. Уголь обычно черного цвета, имеет относительно плотную текстуру и содержит меньше примесей. Напротив, пустая порода представляет собой твердые отходы, образующиеся при добыче и сортировке угля, которые содержат более низкое содержание углерода и более высокую зольность. Обычно он серого или темно-серого цвета и содержит больше примесей. Плотность пустой породы ниже, чем у угля, поэтому в том же объеме она весит больше. Кроме того, твердость пустой породы выше, чем у угля, и ее нелегко разбить вручную.

С другой стороны, в прошлом пустой мусор часто рассматривался как свалка отходов из-за его более низкой энергетической ценности и более высокого потенциала загрязнения окружающей среды. Однако с улучшением комплексного использования ресурсов и осведомленности об охране окружающей среды была разработана технология комплексной утилизации пустой породы, и ее применение в производстве строительных материалов, заполнении выработанных пространств, мелиорации земель и производстве химической продукции постепенно расширяется.

Если взять в качестве примера сферу строительных материалов, то пустая каменная порода имеет следующие основные области применения:

Производство цемента: пустая каменноугольная порода может использоваться в качестве сырья для производства обычного силикатного цемента, специального цемента и безклинкерного цемента, а также частично или полностью заменять глину для приготовления цементного сырья.

Производство спеченного кирпича: спеченный кирпич из угольной пустой породы имеет хорошее качество и однородный цвет и является широко используемым строительным материалом.

Производство легкого заполнителя: Легкий заполнитель представляет собой пористый заполнитель, используемый для снижения относительной плотности бетона. Для производства таких материалов можно использовать пустую породу угля.

Производство асбеста из пустой породы угля: Асбест из пустой породы угля, изготовленный из пустой породы угля и извести в качестве сырья и расплавленный при высокой температуре, является строительным материалом.

Производство блоков: пустая каменная порода также может использоваться для производства строительных материалов, таких как блоки.

Производство других строительных материалов: По минеральному составу пустая каменноугольная порода может использоваться как кремнистое сырье или алюминиевое сырье, применяется при производстве многих спеченных керамических (фарфоровых) строительных материалов.

Производство химической продукции: пустую породу можно использовать для производства химических продуктов, таких как кристаллический хлорид алюминия, жидкое стекло и сульфат аммония.

Обратная засыпка и рекультивация: пустую породу можно использовать для заполнения зон проседания угольных шахт и открытых карьеров для рекультивации земель.

Кроме того, у пустой породы есть следующие удобные приложения:

Преобразование пустой породы в органическое удобрение. Благодаря специальной биотехнологической обработке пустую породу можно превратить в биологические органические удобрения для повышения продуктивности почвенных экосистем. Эта технология не только обеспечивает использование ресурсов пустой породы, но также помогает улучшить качество почвы и способствовать устойчивому развитию сельского хозяйства.

Высокорентабельное использование пустой породы: после измельчения, варки, сортировки и других технологических процессов пустая порода может быть использована для производства продуктов с высокой добавленной стоимостью, таких как катализаторы, пигменты и наполнители. Эти продукты широко используются во многих областях, таких как производство пластмасс, резины и покрытий, обеспечивая использование ресурсов и переработку отходов.

Технология заполнения цементацией вскрышных пород: это технология, при которой пустая порода вводится в качестве наполнителя в зону разделения вскрышных пород посредством бурения грунта, что эффективно предотвращает и замедляет проседание грунта. Эта технология фундаментально решает проблему переработки пустой породы на угольных шахтах, экономит затраты на обработку и обеспечивает новое решение для утилизации пустой породы.

Для повышения комплексной рентабельности угля и пустой породы разделение угля и пустой породы особенно важно как важный этап в процессе переработки угля.

Ниже приведены некоторые современные методы разделения угля и пустой породы:

1. Система разделения пустой породы с вибрационным ситом. Путем установки системы разделения пустой породы с вибрационным ситом на подземной централизованной ленте достигается эффективное разделение угля и пустой породы. Эта система может осуществлять прямую загрузку и подъем пустой породы, уменьшать подъем главного вала и промывку пустой породы на углеобогатительной фабрике, уменьшать зольность промытого угля и повышать степень извлечения сырого угля.

Принцип работы этой системы основан на вибрационной механике и принципах просеивания. В этом процессе вибросито приводится в движение двигателем, заставляя корпус сита вибрировать с высокой частотой, и материал прыгает по поверхности сита. Из-за различных физических свойств угля и пустой породы их состояние движения на поверхности вибросита также различно, что приводит к эффективному их разделению.

В частности, когда поверхность сита вибрационного сита вибрирует, крупные частицы материала будут выбрасываться над поверхностью сита по инерции, а мелкие частицы материала будут падать вниз через сито. Таким образом разделяются материалы с частицами разного размера. В конструкции вибросита обычно учитываются различия в характеристиках угля и пустой породы, включая их плотность, влажность и форму, чтобы обеспечить эффективную сортировку.

Система сортировки пустой породы с вибрационным ситом в основном состоит из ситового короба, сита, вибратора, пружины, гасящей вибрации, и других компонентов. Внутри ситового короба имеется несколько слоев сита, каждый из которых соответствует различным требованиям к размеру частиц. Вибратор генерирует силу вибрации, заставляя ситовую коробку и сито вибрировать с высокой частотой, тем самым обеспечивая разделение материала. Пружина, гасящая вибрации, используется для поглощения вибрации, создаваемой виброгрохотом во время работы, и уменьшения передачи вибрации на землю или другое оборудование.

Рабочий процесс обычно включает в себя три этапа: подачу, сортировку и выгрузку. Сначала смесь сырого угля и пустой породы подается в загрузочный порт вибрационного сита. Затем начинает работать вибросито, и материал просеивается на поверхности вибросита. Наконец, просеянный уголь и пустая порода выгружаются с обеих сторон грохота соответственно для завершения процесса сортировки.

В практическом применении вибрационный грохот система сортировки мусора может быть оптимизирован и улучшен в соответствии с конкретными условиями различных угольных шахт для повышения эффективности сортировки и снижения энергопотребления. Например, частоту и амплитуду вибрации вибрационного сита можно регулировать в соответствии с различными характеристиками материала, а точность просеивания можно повысить за счет улучшения конструкции сита. Кроме того, внедрение интеллектуальных систем управления позволяет еще больше повысить автоматизацию и стабильность системы.

2. Система сортировки пустой породы, основанная на рентгеновском и машинном зрении: используйте технологии рентгеновского и машинного зрения для идентификации угля и пустой породы, расчета значения толщины угля и пустой породы с помощью алгоритма обработки изображений и объединения толщины идентифицированного угля и пустой породы. с помощью визуальных изображений с изображениями ослабления рентгеновских лучей для получения информации о решении по распознаванию.

Применение технологий рентгеновского излучения и машинного зрения при сортировке пустой породы угля в основном включает в себя следующие этапы:

Использование системы визуализации: используйте систему рентгеновской визуализации для сканирования угля и пустой породы, чтобы получить информацию о внутренней структуре и составе материала. Эта информация обычно проявляется в том, что разные материалы в разной степени поглощают рентгеновские лучи, создавая тем самым контраст при визуализации.

Распознавание и анализ изображений: с помощью технологии машинного зрения изображения, полученные системой рентгеновской визуализации, обрабатываются и анализируются. Алгоритмы глубокого обучения используются для обучения моделей автоматическому определению характеристик угля и пустой породы, таких как цвет, плотность, форма, текстура и т. д.

Автоматическая сортировка: после идентификации угля и пустой породы система управления направляет привод, например, ветрогенератор высокого давления или роботизированную руку, для отделения пустой породы от угля. Этот процесс позволяет добиться высокой эффективности и точности сортировки, снизить трудозатраты и улучшить качество сортировки.

Интеллектуальная система: современные системы сортировки пустой породы не только полагаются на аппаратное оборудование, но также объединяют анализ данных и алгоритмы искусственного интеллекта, благодаря чему система обладает возможностями самообучения, может корректировать стратегию сортировки в соответствии с различными характеристиками качества угля и условиями окружающей среды, а также реализовать автоматическую работу.

Сочетание этих технологий представляет собой передовой уровень в области сортировки угля, что помогает улучшить восстановление ресурсов и снизить загрязнение окружающей среды.

3. Фотоэлектрическая система сортировки: Технология фотоэлектрической сортировки пустой породы — это современный метод сортировки угля и пустой породы с использованием фотоэлектрических датчиков и технологии обработки изображений. Эта технология позволяет быстро и точно идентифицировать уголь и пустую породу, тем самым улучшая качество угля и общий коэффициент использования ресурсов. Системы фотоэлектрической сортировки обычно включают в себя такие компоненты, как источники света, детекторы, блоки обработки изображений и системы управления. Сканируя материалы на конвейерной ленте, система может обнаружить различия в спектральных характеристиках разных веществ и соответствующим образом их классифицировать.

Последние исследования и применения показывают, что технология фотоэлектрической сортировки пустой породы развивается в направлении интеллектуальности и высокой эффективности. Например, в исследовании была предложена интеллектуальная система сортировки отходов, основанная на глубоком обучении с подкреплением, которая может обеспечить точность идентификации отходов более 95% и эффективность сортировки более 90%. Кроме того, проводятся исследования ключевых общих технологий многоруких интеллектуальных роботов-сортировщиков пустых пород, которые достигли стабильного захвата динамических пустых пород, передаваемых на высокой скорости манипулятором, что повышает эффективность сортировки и возможности совместной работы системы.

Преимущество оптоэлектронная технология сортировки Основная особенность пустой породы заключается в том, что она может осуществлять бесконтактную сортировку, уменьшать повреждение материалов, а также уменьшать пыль и шумовое загрязнение. В дополнение интеллектуальная система сортировки может самообучаться и оптимизировать стратегию сортировки, чтобы повысить точность и эффективность сортировки. Применение этих технологий помогает добиться эффективного использования угольных ресурсов и защиты окружающей среды, что соответствует тенденции развития зеленого строительства шахт.

Кроме того, применение технологии оптоэлектронной сортировки также может снизить частоту отказов оборудования, снизить затраты на управление, оптимизировать технологический процесс и повысить степень извлечения чистого угля, что напрямую отражается на повышении эффективности производства. Сочетание интеллектуального освещения и платформы управления размещением персонала еще больше повышает уровень интеллекта углеобогатительных фабрик и повышает стандарты безопасного производства.

Интеллектуальная сортировочная машина с искусственным интеллектом запущенный Аньхойская компания оптоэлектронных технологий Mingde, Ltd.. использует технологии глубокого обучения и машинного зрения для автоматического выявления и сортировки пустой породы угля. Эта технология позволяет значительно повысить эффективность сортировки, снизить затраты на рабочую силу и уменьшить загрязнение окружающей среды.