煤巖分析在焦化企業(yè)煤質(zhì)鑒別中的作用

郭磊 和緩

摘 要：介紹了煤巖分析在焦化企業(yè)評(píng)價(jià)煤質(zhì)方面積累的一些經(jīng)驗(yàn)， 并探討了煤巖分析設(shè)備在使用中應(yīng)注意的問(wèn)題， 指出在煤質(zhì)分析中綜合煤巖分析和各項(xiàng)常規(guī)化驗(yàn)指標(biāo)， 則可更為客觀地評(píng)價(jià)包括混洗煤在內(nèi)的各種煤的煤質(zhì)。

關(guān)鍵詞：煤巖分析；煤質(zhì)；鏡質(zhì)組反射率；混洗煤

目前在煤源緊張、優(yōu)質(zhì)煉焦煤缺少的情況下， 不少洗煤廠為了牟取一時(shí)之利， 不擇手段地混配、混洗煉焦精煤， 使得進(jìn)廠原料煤質(zhì)波動(dòng)較大， 混煤現(xiàn)象普遍， 人為的給公司優(yōu)質(zhì)焦炭的生產(chǎn)帶來(lái)極大的困難。因?yàn)樵诮够a(chǎn)中， 煙煤的常規(guī)指標(biāo)如工業(yè)分析、膠質(zhì)層、粘結(jié)指數(shù)等都有一定的可加性。由兩種不同品質(zhì)的煤可以混合成煉焦煤的各項(xiàng)指標(biāo)， 例如： 瘦煤及肥煤的粘結(jié)性和揮發(fā)份完全不同， 但當(dāng)它們以一定的比例混配時(shí)， 可以混合成焦煤的粘結(jié)性和揮發(fā)份的正常指標(biāo)。若將其以焦煤形式按比例配入煉焦時(shí)， 所得焦炭質(zhì)量完全不同于單一焦煤配入時(shí)的指標(biāo)。面對(duì)混配現(xiàn)象突出的進(jìn)廠原料煤， 給技術(shù)部門(mén)制定煉焦配煤方案時(shí)增加了困難， 煤的全分析及其它常規(guī)工藝指標(biāo)已不能滿(mǎn)足質(zhì)檢和配煤的技術(shù)需要。而煤巖分析特別是煤鏡質(zhì)組反射率的分析是從成煤的細(xì)胞學(xué)角度、煤炭的成因、煤化作用、煤炭分類(lèi)和煤質(zhì)等方面對(duì)煤進(jìn)行更深入更本質(zhì)的研究， 彌補(bǔ)了以往煤常規(guī)分析不足。我公司現(xiàn)擁有7座焦?fàn)t，年進(jìn)煤量約500萬(wàn)噸。鑒于以上原因，公司先后購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)3Y-煤巖分析儀和一臺(tái)HD型煤巖全自動(dòng)分析儀。利用煤鏡質(zhì)組反射率分布圖結(jié)合常規(guī)煤質(zhì)分析指標(biāo)來(lái)判定煤質(zhì)，從而優(yōu)化配煤、穩(wěn)定焦炭質(zhì)量。

1 利用鏡質(zhì)組反射率鑒別混煤的原理

鏡質(zhì)組反射率分布圖是一項(xiàng)很好的煤巖學(xué)指標(biāo)，它能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)出煤的變質(zhì)程度，且不具加和性，是目前反映混煤程度的最佳指標(biāo)。其原理是根據(jù)鏡質(zhì)組在546 nm 光束中的反射光強(qiáng)對(duì)垂直入射光強(qiáng)的百分比。測(cè)定時(shí)是根據(jù)光電倍增管所接受的反射光強(qiáng)與其光電信號(hào)成正比的原理在顯微鏡下一定強(qiáng)度的入射光中對(duì)此鏡質(zhì)組和已知反射率的標(biāo)準(zhǔn)片的光電信號(hào)值而確定的。

煤鏡質(zhì)組與煤的揮發(fā)分相對(duì)應(yīng)，反射率越高，揮發(fā)分就越低。單種煤的反射率分布圖呈單峰，峰形相對(duì)較窄，基本呈正態(tài)分布（如圖1所示），而混煤的反射率分布圖隨著混配程度的不同而呈現(xiàn)出各種復(fù)雜的形態(tài)，一般為多個(gè)峰，或峰形較寬（如圖2-圖3所示）。

2 煤巖反射率對(duì)進(jìn)廠混洗煤的鑒定

由于煤源緊張、市場(chǎng)需求和經(jīng)濟(jì)利益，致使不少洗煤廠為牟取一時(shí)之利，不擇手段的對(duì)煉焦精煤進(jìn)行混配、混洗，使得進(jìn)廠煤質(zhì)波動(dòng)較大，混煤現(xiàn)象嚴(yán)重。因此判別混煤和分解其配入的單種煤性質(zhì)就成為煤質(zhì)管理的首要問(wèn)題。

如圖4某主焦煤，工業(yè)分析數(shù)據(jù)為Ad%：10.34 ，Vdaf%：23.71，St.d%：0.65，G：85，Xmm：30，Ymm：22符合進(jìn)廠煤合同指標(biāo)的焦煤，但經(jīng)過(guò)煤巖分析，其鏡質(zhì)組反射率分布圖如下圖所示

從圖4可以看出，此種煤為幾種變質(zhì)不同的煤種混配而成，從反射率分布來(lái)看，此種煤可能由1/2肥煤、1/4焦煤和1/4瘦煤混合而成，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以按照肥煤、焦煤和瘦煤分別統(tǒng)計(jì)。

圖5中某主焦煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)為Ad%：9.91，Vdaf%：24.92，St.d%：0.59，G：86，Xmm：25，Ymm：21.5符合進(jìn)廠煤合同指標(biāo)，但從鏡質(zhì)組反射率分布圖來(lái)看，其煤種為混煤，可能由50%肥煤和50%瘦煤混配而成。

圖6某主焦煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)為Ad%：10.5，Vdaf%：26.66，St.d%：0.59，G：71，Xmm：36，Ymm：12符合進(jìn)廠煤合同指標(biāo)，但反射率分布圖中顯示此煤種可能由50%氣肥煤和50%瘦煤相混配。

從上述圖中可以看出，其工業(yè)分析數(shù)據(jù)與進(jìn)廠煤合同指標(biāo)相符，但在反射率測(cè)定中，明顯為混煤。因此，在對(duì)進(jìn)廠煤煤質(zhì)鑒定中，應(yīng)工業(yè)分析與反射率測(cè)定相結(jié)合，才能更準(zhǔn)確的反映其煤質(zhì)的好壞。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，進(jìn)廠煤的混配比例未必穩(wěn)定，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)主要煤種來(lái)煤的鏡質(zhì)組反射率測(cè)定，及時(shí)調(diào)整配煤比例。

3 利用反射率指導(dǎo)煤場(chǎng)煤種的堆放

由于進(jìn)廠煤煤質(zhì)的不穩(wěn)定，利用煤巖分析對(duì)每一批次進(jìn)廠煤進(jìn)行分析，尤其以焦煤和肥煤為主。按其鏡質(zhì)組反射率的分布情況將其分為幾種類(lèi)型，如：?jiǎn)我幻悍N、簡(jiǎn)單混煤和復(fù)雜混煤。以此為依據(jù)分為幾種區(qū)域和機(jī)動(dòng)區(qū)域。

并且建立完善的煤場(chǎng)堆取操作制度，有專(zhuān)人管理進(jìn)行檢查、監(jiān)督、考核，做到進(jìn)廠煤按質(zhì)定點(diǎn)堆放和定質(zhì)、定量、定點(diǎn)取用，杜絕不同煤種的混用，防止二次混煤現(xiàn)象的發(fā)生。做到進(jìn)廠煤的先來(lái)先用，防止部分來(lái)煤因過(guò)期存放而氧化變質(zhì)，而影響配煤質(zhì)量。

4 煤巖分析注意事項(xiàng)

性能優(yōu)良的煤巖分析設(shè)備和良好的操作控制是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)試的雙重保證。在操作中要解決的是焦距、浸油、測(cè)試對(duì)象和瞬間波動(dòng)等問(wèn)題。

在測(cè)定過(guò)程中，進(jìn)行人工選點(diǎn)，100-300點(diǎn)不等，每點(diǎn)測(cè)定前微調(diào)焦距，保證測(cè)定的清晰度，減少隨機(jī)誤差；分析人員需通過(guò)培訓(xùn)掌握基本煤巖學(xué)和煤質(zhì)學(xué)知識(shí)，尤其對(duì)鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組的區(qū)分，保證人工選點(diǎn)的準(zhǔn)確性和全面性，避免自動(dòng)掃描帶來(lái)的誤差。操作人員還應(yīng)具備在操作過(guò)程中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除一些狀況，如浸油出現(xiàn)氣泡等問(wèn)題，避免在測(cè)定條件不穩(wěn)定的情況下引入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)導(dǎo)致圖譜失真。

5 結(jié)束語(yǔ)

在鑒定過(guò)程中，煤巖分析應(yīng)與常規(guī)分析數(shù)據(jù)相結(jié)合，對(duì)煤樣做出一個(gè)全面、客觀的評(píng)價(jià)。鏡質(zhì)組反射率是鑒別混煤最有效的方法，但與煤的結(jié)焦性、粘結(jié)性無(wú)必然聯(lián)系，避免片面認(rèn)識(shí)和過(guò)分依賴(lài)。性能優(yōu)良的設(shè)備和良好的過(guò)程控制是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)定的必要保障。