煤镜质组反射率指标基本特点和正确应用

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煤镜质组反射率的定向特征及其应力指示意义+——以淮北矿区为例

煤镜质组反射率的定向特征及其应力指示意义+——以淮北矿区为例

为便于最终确立椭球体地理空间方位, 将煤光 片切成以北方向作为空间坐标系 X轴负方向、 水平 切面作为上面的立方体形状。镜质组油浸反射率测 试采 用 由 德 国 Z E I S S公 司 生 产 的 型 号 为 A X I O I m a g e r M l m显微光度计, 光度计线性度良好, 拟合度 R= 0 9 9 9 9 8 1 。偏振初始方位在平面坐标系 X轴方 向, 顺时针旋转载物台, 每隔 1 0 ° 测定一个数据, 旋 转一周共测 3 6个数据为一组。每个截面随机选取 5个点进行测量, 每个煤样共测 3个相互垂直的截 面( 姜波等, 1 9 9 7 ) , 测量按照“ 上面—煤样逆时针旋 转至右面—煤样向后翻转至前面” 的顺序进行测量 ( 图2 ) 。 理想情况下, 每个截面中的每个点所测定的镜 质组反射率均可组成一个平面椭圆, 三个垂直截面 中的平面椭圆均出自同一个空间椭球, 且过球心。 本文利用 M a t L a b软件并采用最小二乘法进行平面 椭圆拟合, 并将每个截面上所得到的 5组主轴最大、 最小值分别求平均值。椭球拟合采用 R a m s a y 提出 R a m s a y , 1 9 6 7 ) , 应用加权最小二 的椭球拟合方法( 乘法进行相容性调整( O e r t e l , 1 9 7 8 ) 。然后, 通过空 间直角坐标系向地理坐标系转换, 获得镜质组最大 反射率( R ) 、 中间反射率( R ) 、 最小反射率( R ) 及 a b c
裹, 全部进行 “ 煮胶” 固化。最 后 依 次 完 成 定 向 切 割、 剖光等工序, 使正北方向垂直前面指向后面( 图 2 ) 。
图 2坐标系及煤砖正交截面内椭圆示意图 F i g . 2C o o r d i n a t es y s t e ma n ds c h e m a t i c d i a g r a mo f e l l i p s ei nc o a l v e r t i c a l s e c t i o n

镜质组反射率分布图在配煤炼焦中的应用

镜质组反射率分布图在配煤炼焦中的应用

镜质组反射率分布图在配煤炼焦中的应用煤的反射率分布图是目前公认的最能全面、准确反映炼焦煤结焦性能的一个新的质量指标。

我厂利用这一指标判定进厂精煤质量,指导煤场分堆,优化配煤方案,有效地稳定并提高了焦炭质量,降低了焦炭成本。

1 判定进厂煤混洗情况通过测定进厂煤反射率分布图,发现一些供煤户向我厂供应的焦煤是低价的气肥煤或1/3焦煤与贫瘦煤等按一定比例混洗的假冒焦煤,虽然Vd和G值达到了国标规定的焦煤指标,但其中根本不含焦煤或含很少一部分焦煤,见图1~3。

图中3种煤的Vd值分别为21.64、21.11和20.22,均在20.00~28.00的范围之内,G值分别为71.3、65.2和70.0,均大于50,完全符合国标中焦煤的指标。

但是反射率分布图却准确地显示出了不同的混洗情况,图1中的华运煤是由两种非焦煤混配而成,一种是反射率为0.78的低变质程度煤,另一种是反射率为1.70的高变质程度煤;混洗成四通煤的两种煤的反射率分别为0.63和1.22,见图2 ;混洗成平遥煤的两种煤的反射率分别为0.75和1.40,见图3。

这3种煤中不含焦煤或仅含少量焦煤,结焦性能和价格明显低于焦煤。

这些煤在配煤方案中作为焦煤使用,就会造成无焦煤炼焦或配合煤中焦煤含量不足而严重影响装炉煤和焦炭的质量。

图1 华运煤反射率分布图2 四通煤反射率分布图3 平遥煤反射率分布通过对进厂煤反射率分布图的分析,能及时鉴定并制止这种混洗焦煤的进厂,保证了来煤质量。

2 指导煤场分堆杜绝来煤混洗后,保证了各供煤户每批来煤的入洗煤是单一煤或变质程度相近的煤,其结焦性质与所示牌号煤的质量吻合。

但是同一牌号的来煤,各供户间的结焦性质差别不一,若将同一牌号各供户来煤不加区别地堆成一堆,就可能造成同一堆煤的结焦性质波动较大。

因此,在杜绝来煤混洗后,还必须准确区分同一种煤的各供户间的来煤结焦性质的差别,确保将结焦性质相近的来煤堆成一堆,使煤场中各堆煤的结焦性质得以均一、稳定。

用煤的镜质组反射率指导配煤炼焦

用煤的镜质组反射率指导配煤炼焦

用煤的镜质组反射率指导配煤炼焦摘要:通过煤的镜质组反射率可以确定煤种,对来煤混杂问题进行鉴定,并指导煤场来煤堆放,配煤炼焦等,从而保证炼焦产品的质量优质稳定。

利用本人多年的煤焦质量管理经验,阐述如何很好地利用煤的镜质组反射率,指导配煤炼焦生产。

关键词:镜质组反射率配煤炼焦质量一、引言多少年来,焦化企业大多采用工业分析、粘结指数、胶质层厚度等指标指导炼焦生产,预测焦炭质量;近年来煤的镜质组反射率已逐步成为指导炼焦生产的又一重要指标,且对控制焦炭强度更有可靠性。

煤的镜质组反射率是指镜质组在绿色光中的反射光强相对于垂直入射光强的百分比。

煤的镜质组反射率是表征煤化度的重要指标。

各种煤若显微组分的反射率均随煤化度加深而增大,这反映了煤的内部由芳香稠环化合物组成的核的缩聚程度在增长,碳原子的密度在增大。

但各煤岩显微组分的反射率随煤化度变化的速度有差别,其中以镜质组的变化快而且规律性强。

镜质组是煤的主要组分,颗粒较大而表面均匀,其反射率易于测定。

而且,镜质组反射率与表征煤化度的其他指标(如挥发分、碳含量)不同,它不受煤的岩相组成变化的影响,因此是公认的较理想的煤化度指标。

二、运用镜质组反射率指导生产1.控制来煤质量,对来煤质量进行准确认定焦化厂来煤质量各不相同,不同厂家质量不一,甚至同一厂家不同批次质量也不一。

所以需对每批来煤进行准确质量认定,除了日常的工业分析、粘结指数、胶质层厚度外,分析镜质组反射率是必要的,可以准确掌握来煤煤种是否合同要求的煤种(见表1),同时了解来煤是单一煤种还是混煤,且混煤程度如何(见表2)。

2.煤场来煤的合理堆放通过对来煤质量准确认定,根据各煤种之间的混煤相似程度,结合煤场实际情况进行合理划分,并依据现场情况选择合理的堆放方式。

海南大学理工学院姚伯元教授提出比较先进的通过计算来煤离异值及分布范围容纳度指导煤场堆放的理论,可是理论往往在现实中无法实施,比如冬季焦化厂需要冬储煤,不能过细的分堆;煤炭价格较低时,多储煤等等各种现场生产中无法预料的因素,故提出相对比较合理的灵活划分办法。

煤的镜质组反射率及其分布图在配煤炼焦中的应用

煤的镜质组反射率及其分布图在配煤炼焦中的应用
供稿|隋月斯1,王刚1,刘波2 / SUI Yue-si1, WANG Gang1, LIU Bo2

利用煤岩原理及技术指导配煤炼焦越来越受到焦化企业的关注和认可。相较于传统煤质分析
容 方法,在对入厂单种煤来煤混配情况判别上,煤的镜质组反射率及其分布图分析方法具有更加直
导 观、高效、快速等优点,可以更好的监控和管理来煤质量。通过镜质组反射率分布图方法还可以针
采用GB/T 6948—2008煤的镜质体反射率显微 镜测定方法测定,设备为德国蔡司全自动煤岩检测 仪。煤的鉴定采用GB/T 15591—2013商品煤混煤类 型的判别方法。 焦炭热强度测定
采用40 kg小焦炉实验,焦饼中心温度1020℃, 装煤炉墙温度800℃,出焦炉墙温度1050℃,结焦时 间20 h。焦炭热强度采用GB/T 4000—2008焦炭反应 性及反应后强度试验方法测定。
表1 煤镜质组反射率测定表
名称 进口焦1#
Rmax /% 1.578
标准偏差/% 0.093
进口焦2# 1.525
0.091
进口焦3# 1.502
0.083
焦一1# 1.531ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.145
焦一2# 1.433
0.144
焦一3# 1.555
0.115
类型 单一煤层煤 单一煤层煤 单一煤层煤 带1个凹口的混煤 带1个凹口的混煤 简单混煤
读 对焦炭质量下降的配煤方案进行优化、调整配比,配煤方案的反射率分布图凹口越少、越接近正态
分布,焦炭质量可以得到提高,优化后的方案2#比方案1#的CSR提高5.35%。在保证焦炭质量的前
提下,各煤种的反射率分布图重叠良好,适当降低分布图中心高度,可以多配入瘦煤和三分之一焦

煤岩及泥炭成熟度热模拟研究_镜质组反射率演化特征及其地质意义

煤岩及泥炭成熟度热模拟研究_镜质组反射率演化特征及其地质意义
文章编号: 100021964 (2005) 0320338205
煤岩及泥炭成熟度热模拟研究
——镜质组反射率演化特征及其地质意义
段 毅1, 吴保祥1, 2, 郑朝阳1, 2, 王传远1, 2
(1. 中国科学院地 质与地球物理研究所, 甘肃 兰州 730000; 2. 中国科学院 研究生院, 北京 100039)
第 34 卷 第 3 期 中国矿业大学学报 V o l. 34 N o. 3
2005 年 5 月 Jou rna l of Ch ina U n iversity of M in ing & T echno logy M ay 2005
(1. In stitu te of Geo logy and geop hysics, Ch inese A cadem y of Sciences, L anzhou, Gan su 730000, Ch ina; 2. G radua te Schoo l of the Ch inese A cadem y of Sciences, B eijing 100039, Ch ina)
表 1 样品测定结果 Table 1 Ana lyzed da ta of the sam ples
样品
太原组 山西组 泥炭
干酪根 类型
型 型 型
W (TO C) %
65. 3 77. 5 22. 0
HC (原子比)
0. 79 0. 75 0.0. 99
0. 32
收稿日期: 2004 07 22 作者简介: 段 毅 (19562) , 男, 甘肃省镇远县人, 研究员, 从事油气地质及地球化学方面的研究 1
第 3 期 段 毅等: 煤岩及泥炭成熟度热模拟研究
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7-03煤岩学培训教材-镜质组反射率的测定

7-03煤岩学培训教材-镜质组反射率的测定

一、方法的测试基础与通则 -3
• • 3 显微分光光度计: 由光栅、分光部件、光电检测器、控制部件组 成 1)采用全息衍射分光技术,测试波长精度 2)采用数字光电检测器及噪声控制部件,仪器 整体的使用寿命及稳定性得到了很大的提高; 3)运用SOC 技术设计的仪器控制组件,运用 了大量的半导体芯片替代PCB 线路板,减少了 故障率提高了仪器的使用率。
图1 不同变质Βιβλιοθήκη 度煤的镜质组反射率分布特征图2. 混煤中镜质组反射率分布有两个以上的峰
四、数据处理-2
• 4. 反射率分布对配煤中镜质组具有精确的可加性 ,即可显示配煤中镜质组的质量。目前配煤的其 它结焦性和粘结性指标都尚无此特性图。 • 5. 反射率曲线上每一点镜质组在化学结构上的差 别 – 反射率能综合地标志煤中各种显微组份的化学 结构不同,及其随变质程度变化而变化的规律 – 反射率曲线能最细致地表示镜质组性质的差别 • 自然界煤中镜质组,几乎同一煤田,同一层煤中 每一镜质组条带中的每一微粒,它们的化学结构 几乎都不是完全相同的,而只是相似。
一、方法的测试基础与通则-6
• 4. 反射率测定方法进展的历程
• • 6) Rmax和Re的各自优点: Rmax: Rmax是煤变质程度的天然指标,而Re却随层面与偏光面的 夹角而变化; 标准偏差很小,而Re仅小于Rmin; 在配煤中,较易辨别单种煤; Re在非偏光下测定,条件不可能严格; 预测焦炭强度的几种主要方法是以Rmax为基础的。 • Re: 测定时,不需转载物台,测定速度快; 不会由于载物台中心不准,产生偏差; 因不需转动载物台,故可测定小于5微米颗粒。
镜质组反射率指标:利用煤镜质组反射率与煤种的对应 关系,可以初步判别不同的煤种及其比例
平均Romax(%) 煤种

煤反射率

煤反射率

煤镜质组反射率在鉴别混煤、解释焦化企业来煤的异常现象、煤岩配煤等方面起着其它指标无法替代的作用。

HY-3型全自动显微镜光度计作为煤岩参数的自动测定设备,克服了人工测定费时、费力、测定结果不统一的缺点。

国内外的资料表明,自动测定煤镜质组最大反射率的平均值一般较人工测定值小,反射率分布图较人工测定的分布范围宽。

分析产生这两种测定结果差异的原因,找出自动测定与人工测定结果高度相关的测定条件与数据处理方法,不但具有理论意义,也使习惯于人工测定结果的焦化工作者可利用自动测定结果来指导生产。

1 人工测定的特点及问题人工测定煤镜质组反射率的优点在于由人眼辨认测定对象、分辨率高、不受其它组分、煤光片中的划痕、麻点等干扰。

可完全满足国标(GB6948-86)规定的只有无结构镜质体中的均质镜质体和基质镜质体才能用于煤镜质组反射率测定的条件。

人工测定对于显微镜焦距的变化也能及时调节,保证测值的准确。

人眼辨认测定对象与测定者的经验有关。

在变质程度不太高的气、肥煤中,显微煤岩组分之间的差异明显,容易辨认;在变质程度较高的焦、瘦煤中,这种差异已不太明显,准确辨认需有丰富的经验与一定的熟练程度。

此外,也并非所有的煤都存在适合测定的均质镜质体,均质镜质体和基质镜质体的反射率也有一定差异。

人工测定由于测点少,不易均匀布满整个煤光片。

冶金系统在1992年进行了有20个单位参加的第三次统检煤样测定,结果见表1。

从表1可以看出,五个样品中有四个测定离散值超过0.35。

国际标准(IS07404/5 1984-12-01)中规定:离散值0.35~0.70之间时,需要500个测点,离散>0. 70时,至少需要1000个测点。

可见,在测定同一煤样离散值这样大的情况下按国标规定测100点是不够的。

比较五个单位使用MPV3型显微光度计测定的结果,发现离散值在0.181~0.310,不能令人满意。

表1 煤镜质组最大反射率人工测定结果*全国20个单位测定的平均值。

第十八节 煤的镜质体反射率显微镜测定ppt

第十八节 煤的镜质体反射率显微镜测定ppt

⑦ 杂散反射光和光电倍增管暗电流的校正 将零标准物质于载物台上,出现的读数 代表暗电流和杂散反射光的总和。如果此总 和超过0.04%反射率时,应检查原因(如控光 孔径的安装不当、光电倍增管暗电流过大或 物镜耀光过强等),采取措施,使电信号总 值低于0.04%反射率。然后用显示器上的反向 控制器调回到零,以消除此信号。然后继续 用较高反射率标准物质和零标准物质反复调 节,直到读数小于0.04%反射率为止。
③ 照明 把油浸液滴在已整平于载片上的样品的 抛光面上。并将样品放到载物台上。检查显 微镜灯是否已正确地调节成克勒照明。用视 域光圈调节照明视域,使其直径小于全视域 的1/3。调节孔径光圈。以减少耀光,但不必 过分降低光的强度,一旦调节好,就不能再 改变其孔径大小。
④ 对中 使物镜向载物台旋转轴对中,使视域光 圈的像准焦并对中;调节测量光圈,使其中 心与十字丝中心重合,如果看不见测量光圈 叠加在样品上的像时,在视域中选一光亮的 包裹体,如黄铁矿晶体等使其正对十字丝中 心,调节测量光圈的中心位置,直到光电倍 增管信号达到最高值为止。
⑧ 光电倍增管信号的线性 保持电压和控光孔径恒定的情况下,测 量一套标准物质的反射率,以便检验测量系 统在测量范围内的线性反应和标准物质与其 计算值或标定值的符合程度。转动每个标准 物质,保证其平均读数与计算值或标定值相 符。如果任一标准物质的读数与计算值或标 定值之差超过2%时,应清洗标准物质并重复 校验。重新抛光那些反射率盟示值与计算值 之镜筒偏 反光显微镜
四、样品制备
按煤岩分析样品的制备方法制备粉煤光
片。 样品抛光后,应在干燥器中干燥10h后; 或在30℃~40℃的烘箱中干燥4h后方可进行 反射率测定。待测样品应存放在干燥器中。
五、测定步骤
⑴ 仪器调节和校准
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R煤o阶max:=中0.9阶91烟,煤S=,0煤.27牌8号:肥煤 煤类型:带1个凹口的混煤,凹口数1编码3
混煤中单煤比例计算结果
单煤 煤牌号
Roe
Romax
S
%
1 1/3焦煤 0.781 0.834 0.124 79.6
2 焦煤 1.157 1.225 0.124 20.4
1.4 反射率分布图意义大于反射率指标
1.3 Rr指标判定的单煤煤阶准确可靠,判定的混煤煤阶可能虚假 煤阶(变质程度)指煤中以镜质组为代表的化学结构演化的阶段或 程度,是影响煤性质最主要因素之一。煤镜质组反射率指标仅测定镜质 组,避免了其他组分对测定结果的干扰,因此判断煤阶的准确性优于其 它煤质指标,因此判断煤阶的国家标准中采用Rr指标。当Rr其他煤质指 标判断的煤阶不一致时,应以Rr判断为准。 这种判断对于单煤,真实可靠,对于混煤,则可能虚假,只能称为 指标煤阶。因为在大多数情况下与混煤中剥离出的单煤煤阶不一致。例 如,图2混煤的指标煤阶为中阶烟煤,煤种为肥煤。但实际上是由Rr指标 分别为1/3焦煤与焦煤的二种单煤构成,各单煤的煤阶都与该煤的指标煤 阶不同。
挥发分、G值等煤种指标与反射率指标虽然在判断煤种与煤阶方面各有 优势,但都有共同缺点:都不能给出判别的真伪。例如,如由挥发分与粘结 指数、反射率指标判断的焦煤既可能是单一焦煤,也可能是由其它煤混配出 的假焦煤,二者在炼焦配煤中的作用显然不同。可见反射率指标的重要性与 其他煤质指标相当,过多依赖无益而有。
可见,由有限测定数据得到的煤镜质组反射率测定结果推断煤镜质组总体性 质产生的误差大于其他煤质指标推断煤总体性质产生的误差。这是反射率测定结果 的重现性、再现性等与精密度等指标尚不能与其他煤质指标相比的深层次原因。按 增加测定点数是提高测定结果精密度的有效途径的统计原理,当煤镜质组反射率测 定数据多达数万时,测定结果的精密度可与其它煤种指标相当。
测定精密度是与测定随机误差有关的概念,可由标准方差S衡量。S是评价 各测定值偏离平均值的指标。S也与样本容量有关。
按数理统计规律,可取测定数据平均值可使测定结果的标准方差可降低至 单个测定数据的1/n(n为测定数据个数),在有关数据修约规则的国家标准中, 取4个数据平均值可增加一位有效位数。据此,即使测定仪器精密度即使不能使 测定数据满足精密度要求,取多个数据平均值即可满足测定结果精密度要求。
图2佳华煤化工有限公司的鑫 焱肥煤二次重复性测定结果
图3佳华煤化工有限公司的澳州 焦煤重复性测定结果
二次 再现 性测 定结 果
1.2 煤镜质组反射率指标中存在代表偏差,对煤种的判断不可靠。 用Rran、Rmax指标鉴别煤质时,实际上默认用镜质组性质代表了测
定煤,由此产生的误差笔者称为镜质组代表偏差。例如,用Rmax指标判断 的肥煤,用挥发分与G值判定可能为焦煤,这并非那个测定结果不准确。 原因在于测定煤中所有组分对挥发分与G值都有贡献,不存在上述偏差的 影响,判定的结果更可靠。
对煤镜质组反射率指标区别于其他煤质指标特点的深刻认识,是利用 其优势的基础。在应用煤镜质组反射率指标时,由这些测定数据推断的可能 是达几万吨煤的性质。因此不仅要求单个数据测定准确,而且推断结果的准 确度与精密度受统计规律制约。
1.1反射率指标是统计结果,准确度与精密度都与测定的数据个数有关。 反射率定义为反射光占垂直入射光的百分比。煤镜质组随机反射率平均值(简 称Rr)、最大反射率平均值(简称Rmax)与标准偏差(简称S)都是由若干单个镜 质组测定数据计算得到。反射率分布图由单个测定数据按阶统计后绘制。 实际上,单个镜质组测定数据都是带有测定误差,独立同分布服从正态分布的 随机变量。测定结果实质上是由测定数据样本对镜质组总体性质的推断。 测定准确度指推断结果对于真值不带有系统偏差。经反射率标准物质校正后的 测定仪器,测定数据已不带有系统偏差。当测定数据无限多时,期望值即为真值。但 当测定数据有限时,由平均值推断期望值的准确性则与样本容量有关。
例如,单煤反射率分布图只有在测定点足够时才完美表现出表现出呈正态分 布这一规律,图1-3为自动测定结果,镜质组有效点都达3000以上。当测定点数过少 时(如不到50点),分布图往往不连续或怪异,测定点增加到100以上时,才基本 上呈正态分布。
图1 佳华煤化工有限公司的 印尼气煤二次重复性测定结 果
若煤中各点的镜质组反射率相同,则每次测定相当于其他煤质指标测定一 个煤样。但煤不同颗粒的镜质组反射率有差异,因此相当于其他煤质指标测定多 个煤样。反射率测定结果是在反映这种差异的基础上由测定数据对总体的推断, 仍符合样本容量越大,推断偏差越小的统计规律。
煤岩制样取样、缩分等过程产生的误差,与其它煤质指标制样无异。常规煤 质指标多采用粒度<0.2mm,1g的煤样测定,煤颗粒数可达4万以上,远较反射率测 定数据多。每个煤颗粒性质对测定结果都有贡献,因此由测定结果推断煤总体性质 产生的误差由于点数多可以忽略不计。
用煤反射率分布图监控焦化来煤质量、 指导堆放与炼焦配煤的报告内容
煤镜质组反射率指标基本特点和正确应用
煤镜质组反射率指标在煤质检验与指导炼焦配煤中的独特作用已成为 共识。在其走出科学研究殿堂,获得广泛应用过程中,不断发现有待解决的 新问题。如当用煤镜质组最大反射率平均值与其它煤质指标判断的煤种不一 致时,应以那个指标为准?对煤反射率的表达指标与测定方法优劣都还存在 争议等。
该偏差大小与镜质组含量有关。当测定煤中镜质组含量高时,该偏差 小,与其他煤质指标判断的煤种不一致情况少见。笔者认为这是同一Rmax 指标可对应多煤种、未能成为中国煤炭分类指标的深层次原因。当反射率 指标其他煤质指标判断的煤种不一致时,不能以反射率指标为准。Rmax指 标带有镜质组代表偏差,且无法自身估计与消除的缺点应引起注意。
煤镜质组反射率测定更重要的意义在于获得反射率分布图。这是目鉴别 单混煤 、给出判断煤种与煤阶真伪、计算混煤中单煤比例、在参配煤为混煤 情况下确定炼焦配煤中单煤真实比例等应用唯一的依据。原理在于:单煤呈 单峰分布且范围较窄,混煤呈多峰分布且范围较宽。煤镜质组反射率的生命 力在相当大的程度上在于充分发挥分布图的独特作用,笔者对此已有较多论 述。对于上例,依据反射率分布图不难鉴别是单一焦煤还是假焦煤,甚至可 进一步确定假焦煤中各单煤混配的比例。
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