矿后煤炭全尺度粒度分布测试方法、装置及电子设备与流程

本公开涉及矿后活动阶段温室气体排放计量，尤其涉及一种矿后煤炭全尺度粒度分布测试方法、装置及电子设备。

背景技术：

1、矿后煤炭在出井、洗选、储存、运输及利用过程中，由于转载、筛分、破碎等作用，煤炭粒度组成不断发生变化，而煤炭粒度是影响瓦斯解吸速率和甲烷排放的重要因素之一。

2、现有煤炭粒度测试主要采用机械筛分、动态图像分析或静态图像处理等单一方法。其中，机械筛分仅能获得各粒级质量占比，无法获取颗粒形貌参数；动态图像分析适用于细粒煤测试，但受测试范围限制，难以完成粗粒煤粒度分析；静态图像处理主要用于粗粒煤粒形分析，但无法实现全粒级连续测试。因此，现有方法均不能覆盖矿后煤炭全粒径范围，难以建立统一的全尺度粒度分布。

技术实现思路

1、本公开提供了一种矿后煤炭全尺度粒度分布测试方法、装置及电子设备。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种矿后煤炭全尺度粒度分布测试方法，其中，包括：

3、根据矿后煤炭活动过程设置采样边界，在所述采样边界处对移动煤流和静止煤体分别进行代表性采样，形成煤样并密封保存；

4、对所述煤样进行机械筛分，将所述煤样划分为多个粒径区间，分别称量各粒级质量并计算质量占比；

5、对细粒级煤样采用动态图像分析方法进行粒度测试，采集颗粒图像并提取粒度及粒形参数；

6、对粗粒级煤样采用静态图像处理方法进行粒度测试，根据比例尺建立尺寸转换关系，计算各颗粒的粒度及粒形参数；

7、将机械筛分结果、细粒级粒度测试结果及粗粒级粒度测试结果进行融合，形成覆盖全粒径范围的粒度分布数据。

8、可选的，所述根据矿后煤炭活动过程设置采样边界包括：

9、设置出井边界和出矿边界，所述出井边界位于原煤由主井提升后进入煤仓前的皮带转载区域，所述出矿边界位于洗选产品装车外运区域。

10、可选的，所述对移动煤流和静止煤体分别进行代表性采样包括：

11、对移动煤流采用全断面截取法，利用采样斗沿煤流厚度方向一次性截取整个煤流断面；

12、对静止煤体在煤体新鲜暴露工作面进行多点采样，将各采样点的煤样混合形成代表性煤样。

13、可选的，所述对细粒级煤样采用动态图像分析方法进行粒度测试包括：

14、将细粒级煤样连续均匀送入动态图像分析系统，使煤颗粒以自由落体状态依次通过图像采集区域，利用图像识别算法自动识别单颗煤粒轮廓，提取所述煤颗粒的粒度及粒形参数。

15、可选的，所述对粗粒级煤样采用静态图像处理方法进行粒度测试包括：

16、采集含比例尺的煤样图像，对所述煤样图像依次进行灰度转换、图像二值化、背景去除及颗粒轮廓识别，根据所述比例尺建立像素尺寸与实际尺寸之间的转换关系，计算各煤颗粒的粒度及粒形参数。

17、可选的，所述将机械筛分结果、细粒级粒度测试结果及粗粒级粒度测试结果进行融合包括：

18、将机械筛分得到的各粒级质量占比、细粒级动态图像测试得到的粒度及粒形参数、粗粒级静态图像测试得到的粒度及粒形参数进行统一整理，形成覆盖全粒径范围的矿后煤炭全尺度粒度分布数据库。

19、可选的，所述方法还包括：

20、同步记录采样位置、采样时间、煤种、洗选工艺及采样边界信息，并在采样完成后立即密封保存，以避免煤样受潮、污染及二次破碎。

21、根据本公开的第二方面，提供了一种矿后煤炭全尺度粒度分布测试装置，包括：

22、采样单元，用于根据矿后煤炭活动过程设置采样边界，在所述采样边界处对移动煤流和静止煤体分别进行代表性采样，形成煤样并密封保存；

23、筛分单元，用于对所述煤样进行机械筛分，将所述煤样划分为多个粒径区间，分别称量各粒级质量并计算质量占比；

24、细粒测试单元，用于对细粒级煤样采用动态图像分析方法进行粒度测试，采集颗粒图像并提取粒度及粒形参数；

25、粗粒测试单元，用于对粗粒级煤样采用静态图像处理方法进行粒度测试，根据比例尺建立尺寸转换关系，计算各颗粒的粒度及粒形参数；

26、融合单元，用于将机械筛分结果、细粒级粒度测试结果及粗粒级粒度测试结果进行融合，形成覆盖全粒径范围的粒度分布数据。

27、可选的，所述采样单元还用于：

28、设置出井边界和出矿边界，所述出井边界位于原煤由主井提升后进入煤仓前的皮带转载区域，所述出矿边界位于洗选产品装车外运区域。

29、可选的，所述采样单元还用于：

30、对移动煤流采用全断面截取法，利用采样斗沿煤流厚度方向一次性截取整个煤流断面；

31、对静止煤体在煤体新鲜暴露工作面进行多点采样，将各采样点的煤样混合形成代表性煤样。

32、可选的，所述细粒测试单元还用于：

33、将细粒级煤样连续均匀送入动态图像分析系统，使煤颗粒以自由落体状态依次通过图像采集区域，利用图像识别算法自动识别单颗煤粒轮廓，提取所述煤颗粒的粒度及粒形参数。

34、可选的，所述粗粒测试单元还用于：

35、采集含比例尺的煤样图像，对所述煤样图像依次进行灰度转换、图像二值化、背景去除及颗粒轮廓识别，根据所述比例尺建立像素尺寸与实际尺寸之间的转换关系，计算各煤颗粒的粒度及粒形参数。

36、可选的，所述融合单元还用于：

37、将机械筛分得到的各粒级质量占比、细粒级动态图像测试得到的粒度及粒形参数、粗粒级静态图像测试得到的粒度及粒形参数进行统一整理，形成覆盖全粒径范围的矿后煤炭全尺度粒度分布数据库。

38、可选的，所述装置还包括：

39、记录单元，用于同步记录采样位置、采样时间、煤种、洗选工艺及采样边界信息，并在采样完成后立即密封保存，以避免煤样受潮、污染及二次破碎。

40、根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

41、至少一个处理器；以及

42、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

43、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述第一方面所述的方法。

44、根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行前述第一方面所述的方法。

45、根据本公开的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现如前述第一方面所述的方法。

46、本公开提供的矿后煤炭全尺度粒度分布测试方法、装置及电子设备，通过本技术，由于针对不同粒级煤样分别采用机械筛分获取质量占比、动态图像分析获取细粒级粒度及粒形参数、静态图像处理获取粗粒级粒度及粒形参数，并将三者结果进行融合，从而突破了单一测试方法在粒径覆盖范围和参数获取能力上的局限，实现了全粒径连续表征与形貌信息同步获取。因此，可以解决现有单一粒度测试方法无法覆盖全粒径范围、难以建立统一全尺度粒度分布且缺失颗粒形貌参数的技术问题，达到覆盖矿后煤炭全粒径范围、形成包含粒度及粒形信息的全尺度粒度分布数据，为准确评估瓦斯解吸速率和甲烷排放提供可靠数据支撑的技术效果。

47、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。