開灤礦區(qū)動力煤發(fā)熱量回歸方程的推導(dǎo)及應(yīng)用

[摘要] 根據(jù)開灤礦區(qū)實際煤質(zhì)資料分析動力煤發(fā)熱量與灰分、水分之間的相關(guān)關(guān)系，運用數(shù)理統(tǒng)計中的多元回歸理論，建立發(fā)熱量與灰分、水分的相關(guān)關(guān)系模型，并對其回歸方程式進(jìn)行驗證，最終確定出計算發(fā)熱量的回歸方程式，從而能夠準(zhǔn)確快速地預(yù)測動力煤的發(fā)熱量并對實測發(fā)熱量值進(jìn)行驗證審核，保證煤炭質(zhì)量的客觀公正。

[關(guān)鍵詞]動力煤 發(fā)熱量 灰分 水分 關(guān)系模型

一、概述

開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司始建于1878年，迄今已有130多年的歷史，是國有特大型煤炭企業(yè)。2009年煤炭產(chǎn)量達(dá)4000萬噸以上，肥煤、焦煤、1/3焦、氣煤等煤種齊全，主要供應(yīng)冶金、焦化、發(fā)電等各大企業(yè)。主導(dǎo)產(chǎn)品為冶煉精煤和動力煤。主產(chǎn)動力煤礦井有荊各莊礦、林南倉礦、東歡坨礦，均為氣煤煤種，是優(yōu)質(zhì)的發(fā)電用煤和鍋爐用煤。

二、建立回歸方程推導(dǎo)計算發(fā)熱量的經(jīng)驗公式的必要性及可行性

發(fā)熱量作為動力煤的計價基礎(chǔ)，它不僅是當(dāng)前動力用煤重要的經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)，而且是評價煤炭質(zhì)量的一項重要指標(biāo)。快速、準(zhǔn)確、客觀的檢驗及預(yù)測商品煤發(fā)熱量結(jié)果，直接關(guān)系著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及企業(yè)信譽(yù)。根據(jù)煤結(jié)構(gòu)特性，分析煤的發(fā)熱量與灰分、水分之間的關(guān)系，找出其變化規(guī)律，建立定量關(guān)系的線性回歸方程，推導(dǎo)出計算發(fā)熱量的經(jīng)驗公式，可以有效解決此項問題，為煤炭生產(chǎn)、銷售及現(xiàn)場管理提供可靠的理論依據(jù)。

開灤荊各莊礦、林南倉礦、東歡坨礦是主產(chǎn)動力煤礦井，產(chǎn)品主要供應(yīng)浙電、常熟電、諫壁電、上電等發(fā)電企業(yè)。各礦井開采煤層相對較穩(wěn)定，荊各莊礦主產(chǎn)工作面為12槽，林南倉礦主產(chǎn)工作面為8槽和12槽，東歡坨礦主產(chǎn)工作面也為8槽和12槽，并且均為氣煤煤種。歷年來各礦對發(fā)運的商品煤逐批采樣化驗測定熱值，積累了大量的檢驗數(shù)據(jù)及原始資料，為我們進(jìn)行統(tǒng)計分析提供了可靠數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

三、商品煤發(fā)熱量與灰分、水分相關(guān)關(guān)系的回歸分析

下面以荊各莊礦2009年檢驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對商品煤發(fā)熱量與灰分、水分之間關(guān)系進(jìn)行分析，說明線性回歸方程的推導(dǎo)及應(yīng)用。2009年荊各莊礦發(fā)運商品煤共980批，我們以干基灰分(Ad)、全水分(Mt)為自變量，以收到基低位發(fā)熱量(Qnet，ar)為因變量，利用Excel統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行回歸分析，分析結(jié)果見下表:

從回歸統(tǒng)計表中可以看出，復(fù)相關(guān)系數(shù)(Multiple R)值為0.992，接近1;樣本判定系數(shù)(R Square)值為0.984，表明Qnet，ar的變動有98.4%可以由自變量Ad和Mt解釋，說明因變量與自變量之間線性相關(guān)非常顯著。從方差分析結(jié)果中可以看出，顯著性概率(Significance F)值為0，即檢驗假設(shè)“H0:回歸系數(shù)B=0”成立的概率等于0，從而應(yīng)拒絕原假設(shè)H0，說明回歸效果極為顯著，所得回歸方程式有意義。

四、回歸方程的建立

根據(jù)以上分析結(jié)果，建立發(fā)熱量與灰分、水分相關(guān)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。我們用二元一次模型表述發(fā)熱量與灰分、水分相關(guān)關(guān)系:Qnet，ar=a+bAd+cMt

式中: Qnet，ar——發(fā)熱量的計算值(MJ/kg)

Ad——干基灰分(%)

Mt——全水分(%)

a ，b ， c 為模型參數(shù)

從分析表中得到荊各莊礦回歸方程式:Qnet，ar=30.67-0.21 Ad -0.32 Mt

同以上方法對2009年東歡坨礦發(fā)運商品煤共1521批進(jìn)行分析，得到東歡坨礦回歸方程式:Qnet，ar=32.33-0.24Ad -0.34Mt

同以上方法對2009年林南倉礦發(fā)運商品煤共784批進(jìn)行分析，得到林南倉礦回歸方程式:Qnet，ar=32.29-0.18Ad -0.36Mt

五、回歸方程式的驗證及應(yīng)用

為檢驗回歸方程的準(zhǔn)確性，我們對2009年荊各莊礦、東歡坨礦、林南倉礦發(fā)運的商品煤實際檢驗值與計算值逐一進(jìn)行比較分析，結(jié)果見下表:

表中結(jié)果說明，回歸方程預(yù)測值與實際檢測值之間平均誤差均較小，并且差值大于0.3MJ/Kg(國標(biāo)再現(xiàn)臨界值)批數(shù)占總量比例也很低，小概率，可作為離群值進(jìn)行分析。因此表明回歸方程計算準(zhǔn)確度高，所揭示的商品煤發(fā)熱量與灰分、水分指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系是科學(xué)的。

2010年1-3月份荊各莊礦、東歡坨礦、林南倉礦各發(fā)運商品煤177批、336批、119批，通過用回歸方程逐一進(jìn)行跟蹤審核，分別有3、4、1批差值(計算值與實測值差)高于300 MJ/Kg，檢驗部門及時查找原因，重新化驗，最終重新化驗結(jié)果差值都低于300 MJ/Kg。

六、結(jié)語

⑴ 動力煤的收到基低位發(fā)熱量與干基灰分、全水分間有顯著的線性關(guān)系，利用推導(dǎo)出的回歸方程可以快速計算出發(fā)熱量的值，并且能夠?qū)θ粘嶋H檢測結(jié)果進(jìn)行審核驗證，以減少化驗過程中出現(xiàn)意外差錯造成的失誤，保證數(shù)據(jù)的客觀公正。

⑵ 回歸方程式來源于日常檢測數(shù)據(jù)。回歸方程不是一成不變的，應(yīng)根據(jù)礦井開采煤層的調(diào)整，不斷收集補(bǔ)充新檢測數(shù)據(jù)，定期重新進(jìn)行回歸分析，保證回歸方程的時效性，以適應(yīng)可能發(fā)生的各種煤質(zhì)變化。