浅谈煤岩分析与应用

刘敏 （天津天铁冶金集团炼焦化工有限公司，天津 300301)

浅谈煤岩分析与应用

刘敏 （天津天铁冶金集团炼焦化工有限公司，天津 300301)

介绍了以煤岩分析为核心的煤质综合评价方法，以此来分析判定煤的变质程度，准确定性，区分不同变质程度的混洗煤，有效地控制了进厂煤质量。提出了煤岩配煤理念，对混洗煤的利用更加科学合理，优化了配煤结构，稳定了焦炭质量。

煤岩 分析 反射率 挥发 焦炭 直方图

1 前言

随着炼焦行业的发展，炼焦煤供不应求的现象日益突出，尤其是在炼焦生产中不可缺少的具有良好结焦性能的焦煤更是短缺。因此，部分不良供煤方为牟取高额利润，将高挥发的气肥煤、1/3焦煤和低挥发的贫瘦煤等混合，使其混合后的煤工艺指标和焦煤相似，充当焦煤出售。这种混配“焦煤”在炼焦生产中的使用，导致了焦炭质量下降，影响正常生产。解决这一问题的关键是建立科学的煤质综合评价体系，杜绝这种混配煤以次充好现象的发生。煤岩分析是通过测定镜质组最大反射率（R0max)来分析判断煤的变质程度，摒弃了传统工艺指标（如：胶质层指数、粘结指数)可加和性的缺点，可以准确地区分不同变质程度的混配煤。鉴于此，我公司购买了MSP UV VIS 2000分光光度计并配置ZEISS Axioskop 40 Pol型专业显微镜的煤岩分析系统，加强对进厂煤的研究分析和全面监控。

2 基本技术原理

在偏光、油浸物镜的条件下，通过显微镜观测煤的显微组分，人工选点测定煤的镜质组最大反射率，测定结果自动生成反射率数值分段统计及反射率分布直方图两部分，以此来分析判定煤的变质程度，准确定性、区分不同变质程度的混洗煤。

3 煤岩分析技术与应用

3.1 对进厂煤的煤岩进行分析统计

通过对进厂煤的煤岩分析统计，建立了煤岩数据库，整理成煤岩图集，做出了R0max和Vdaf的相关性曲线（见图1)和对应关系表（见表1)。

3.2“分解还原法”分析混洗煤

从表2、表3中可见，JM煤样的常规煤质分析结果显示该煤为质量较好的焦煤，但该煤样的煤岩分析直方图（见图2)显示镜质组最大反射率范围很宽，而且有明显凹口，凹口前平均镜质组最大反射率为1.116，凹口后平均镜质组最大反射率为1.756，可初步判断该煤是由变质程度较低的肥煤或1/3焦煤和变质程度较高的瘦煤混洗而成。为进一步了解该煤样中两种不同变质程度的煤的煤质情况，可以根据不同变质程度的煤所具有的不同物理性质，从煤堆中分别选出其块煤，进行单独制样分析，结果见表4、图3和图4。

表1 和Vdaf对应关系表/%

表1 和Vdaf对应关系表/%

煤种 R0max Vdaf弱粘煤 弱粘煤 0.756 36.5 介休 焦煤 1.411 22.1肥城气煤 气煤 0.757 39.0 孝南 焦煤 1.437 21.6邢台官庄 1/3焦煤 0.790 37.5 孝南 焦煤 1.477 21.5邢台小康庄 1/3焦煤 0.840 36.7 介休 焦煤 1.478 21.4霍州 肥煤 0.927 35.0 介休 焦煤 1.495 20.9宣化 1/3焦煤 0.980 34.5 古交屯兰 焦煤 1.549 20.5临汾北 肥煤 0.999 34.5 千树国贸 焦煤 1.571 19.5临汾赵城 1/3焦煤 1.041 34.0 千树国贸 焦煤 1.611 19.2开滦古冶 肥煤 1.120 32.3 千树国贸 焦煤 1.641 17.5老石旦 焦煤 1.134 29.0 古东 瘦煤 1.644 17.3王家会 肥煤 1.180 28.0 千树国贸 焦煤 1.681 17.3卡布其 焦煤 1.207 27.0 千树国贸 焦煤 1.744 17.0古交马兰 肥煤 1.216 26.5 古东 瘦煤 1.750 16.6古东 焦煤 1.265 26.0 古东 瘦煤 1.781 16.4阳泉曲 焦煤 1.306 25.2 古东 瘦煤 1.784 16.4介休 焦煤 1.340 24.7 古东 瘦煤 1.797 16.1柳林东强 焦煤 1.355 23.2 西山 瘦煤 1.937 16.8镇城底 焦煤 1.379 23.0 西山 瘦煤 1.944 16.3穆村 焦煤 1.405 22.9矿点 煤种 R0max Vdaf 矿点

表2 JM煤样常规煤质分析结果

表3 JM煤样煤岩分析结果

表4 FM煤和SM煤各项分析结果

综合上面各项分析可以看出，低变质部分是粘结性非常好的肥煤、负收缩（见图3)，高变质部分是质量比较差的瘦煤或贫瘦煤（见图4)。通过这种方法，可以把不同变质程度的混洗煤分解还原成几种单一的洗精煤，在设计配比时结合煤岩分析检测的混煤的比例，按肥煤和瘦煤分别对待，配入炼焦，有效地避免了将其视为焦煤配入炼焦而引起的生产焦炭质量波动，实现了对混煤的合理使用。

3.3 煤岩分析在配煤中的应用

根据配煤炼焦技术原理，焦炭质量的好坏取决于配合煤的质量。传统观点认为，配合煤的质量主要受控于煤中的挥发分和粘结指数，因为挥发分表征煤阶，而粘结指数表征煤的粘结性和结焦性。在炼焦配煤过程中，根据配煤原则和挥发分、粘结指数的可加和性，按照各单种煤的挥发分和粘结指数调节配煤比例，使配合煤的V、G值达到合理范围。但是这种方法必须确保在配煤过程中用到的所有单种煤都确实是“单种煤”，而不是配洗出的“单种煤”。由于目前炼焦煤市场上配洗而成的“单种煤”的大量存在，在评价配合煤质量过程中，单纯的依靠具有可加和性的挥发分和粘结指数已经不能满足生产需求，而煤的镜质组最大反射率R0max取决于煤的变质程度且不具备加和性，故引进配合煤镜质组最大反射率R0max，配合工艺指标和化学指标综合分析配合煤的质量，可以确保配合煤中气、肥、焦、瘦各变质程度单种煤均衡配入，确保并稳定生产焦炭质量。例如，对我公司2010年8月16日的配合煤进行煤岩分析，得到的直方图如图5所示，对其进行分析后发现镜质组最大反射率R0max值在1.5～1.7之间出现明显凹口，说明在该配合煤中缺少R0max值在1.5～1.7之间高变质程度焦煤，此时，针对性地选择其镜质组最大反射率R0max值在1.5～1.7的煤配入，则可以有效地提高焦炭的质量。

3.4 建立依靠煤岩技术的煤质多项指标综合分析评价体系

由于煤的各项指标相辅相成，具有一定的相关性，故通过将煤岩分析与煤的常规分析如Vdaf、G、Y、X值、胶质层体积曲线特征等结合的综合分析，能够从宏观到微观，从热态到冷态，从物性到化性，从不同角度和层面更准确全面地透视各矿点、厂家的煤质特性，进而更准确、客观地对进厂煤进行综合评价，彻底杜绝了进厂煤以次充好现象的发生，做到科学合理地用好所有煤，优化配煤结构，确保焦炭质量稳定。

4 结束语

炼焦煤资源的严重短缺和高炉大型化的矛盾日益突出，高炉对焦炭质量的要求越来越高，而混配煤现象及市场将长期存在，煤岩技术的应用使我们对煤的分析、评价更加准确，保证了焦炭质量长期稳定，满足了大型高炉用焦的质量要求。

Brief Talk on Coal Rock Analysis and Application

Liu Min

The paper describes the coal comprehensive evaluation method with coal rock analysis as the core,for analyzing coal metamorphic grade and making accurate judgment,distinguishing mix washed coal in different metamorphic grade and effectively controlling supplied coal quality.A coal rock blending concept is put forward for the scientific and reasonable utilization of mix washed coal,coal blending structure optimization and coke quality stability.

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（收稿 2011-03-17 责编 崔建华)

刘敏，女，毕业于沈阳理工大学工业分析专业，工程师，主要从事煤炭、焦炭以及焦化化产品分析工作。