煤巖分析在焦化企業煤質鑒別中的作用

郭磊 和緩

摘 要：介紹了煤巖分析在焦化企業評價煤質方面積累的一些經驗， 并探討了煤巖分析設備在使用中應注意的問題， 指出在煤質分析中綜合煤巖分析和各項常規化驗指標， 則可更為客觀地評價包括混洗煤在內的各種煤的煤質。

關鍵詞：煤巖分析；煤質；鏡質組反射率；混洗煤

目前在煤源緊張、優質煉焦煤缺少的情況下， 不少洗煤廠為了牟取一時之利， 不擇手段地混配、混洗煉焦精煤， 使得進廠原料煤質波動較大， 混煤現象普遍， 人為的給公司優質焦炭的生產帶來極大的困難。因為在焦化生產中， 煙煤的常規指標如工業分析、膠質層、粘結指數等都有一定的可加性。由兩種不同品質的煤可以混合成煉焦煤的各項指標， 例如： 瘦煤及肥煤的粘結性和揮發份完全不同， 但當它們以一定的比例混配時， 可以混合成焦煤的粘結性和揮發份的正常指標。若將其以焦煤形式按比例配入煉焦時， 所得焦炭質量完全不同于單一焦煤配入時的指標。面對混配現象突出的進廠原料煤， 給技術部門制定煉焦配煤方案時增加了困難， 煤的全分析及其它常規工藝指標已不能滿足質檢和配煤的技術需要。而煤巖分析特別是煤鏡質組反射率的分析是從成煤的細胞學角度、煤炭的成因、煤化作用、煤炭分類和煤質等方面對煤進行更深入更本質的研究， 彌補了以往煤常規分析不足。我公司現擁有7座焦爐，年進煤量約500萬噸。鑒于以上原因，公司先后購買一臺3Y-煤巖分析儀和一臺HD型煤巖全自動分析儀。利用煤鏡質組反射率分布圖結合常規煤質分析指標來判定煤質，從而優化配煤、穩定焦炭質量。

1 利用鏡質組反射率鑒別混煤的原理

鏡質組反射率分布圖是一項很好的煤巖學指標，它能夠準確的反應出煤的變質程度，且不具加和性，是目前反映混煤程度的最佳指標。其原理是根據鏡質組在546 nm 光束中的反射光強對垂直入射光強的百分比。測定時是根據光電倍增管所接受的反射光強與其光電信號成正比的原理在顯微鏡下一定強度的入射光中對此鏡質組和已知反射率的標準片的光電信號值而確定的。

煤鏡質組與煤的揮發分相對應，反射率越高，揮發分就越低。單種煤的反射率分布圖呈單峰，峰形相對較窄，基本呈正態分布（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出各種復雜的形態，一般為多個峰，或峰形較寬（如圖2-圖3所示）。

2 煤巖反射率對進廠混洗煤的鑒定

由于煤源緊張、市場需求和經濟利益，致使不少洗煤廠為牟取一時之利，不擇手段的對煉焦精煤進行混配、混洗，使得進廠煤質波動較大，混煤現象嚴重。因此判別混煤和分解其配入的單種煤性質就成為煤質管理的首要問題。

如圖4某主焦煤，工業分析數據為Ad%：10.34 ，Vdaf%：23.71，St.d%：0.65，G：85，Xmm：30，Ymm：22符合進廠煤合同指標的焦煤，但經過煤巖分析，其鏡質組反射率分布圖如下圖所示

從圖4可以看出，此種煤為幾種變質不同的煤種混配而成，從反射率分布來看，此種煤可能由1/2肥煤、1/4焦煤和1/4瘦煤混合而成，實際應用時可以按照肥煤、焦煤和瘦煤分別統計。

圖5中某主焦煤的工業分析數據為Ad%：9.91，Vdaf%：24.92，St.d%：0.59，G：86，Xmm：25，Ymm：21.5符合進廠煤合同指標，但從鏡質組反射率分布圖來看，其煤種為混煤，可能由50%肥煤和50%瘦煤混配而成。

圖6某主焦煤的工業分析數據為Ad%：10.5，Vdaf%：26.66，St.d%：0.59，G：71，Xmm：36，Ymm：12符合進廠煤合同指標，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，其工業分析數據與進廠煤合同指標相符，但在反射率測定中，明顯為混煤。因此，在對進廠煤煤質鑒定中，應工業分析與反射率測定相結合，才能更準確的反映其煤質的好壞。但在實際生產過程中，進廠煤的混配比例未必穩定，因此應加強對主要煤種來煤的鏡質組反射率測定，及時調整配煤比例。

3 利用反射率指導煤場煤種的堆放

由于進廠煤煤質的不穩定，利用煤巖分析對每一批次進廠煤進行分析，尤其以焦煤和肥煤為主。按其鏡質組反射率的分布情況將其分為幾種類型，如：單一煤種、簡單混煤和復雜混煤。以此為依據分為幾種區域和機動區域。

并且建立完善的煤場堆取操作制度，有專人管理進行檢查、監督、考核，做到進廠煤按質定點堆放和定質、定量、定點取用，杜絕不同煤種的混用，防止二次混煤現象的發生。做到進廠煤的先來先用，防止部分來煤因過期存放而氧化變質，而影響配煤質量。

4 煤巖分析注意事項

性能優良的煤巖分析設備和良好的操作控制是實現準確測試的雙重保證。在操作中要解決的是焦距、浸油、測試對象和瞬間波動等問題。

在測定過程中，進行人工選點，100-300點不等，每點測定前微調焦距，保證測定的清晰度，減少隨機誤差；分析人員需通過培訓掌握基本煤巖學和煤質學知識，尤其對鏡質組和惰質組的區分，保證人工選點的準確性和全面性，避免自動掃描帶來的誤差。操作人員還應具備在操作過程中能及時發現并排除一些狀況，如浸油出現氣泡等問題，避免在測定條件不穩定的情況下引入錯誤數據導致圖譜失真。

5 結束語

在鑒定過程中，煤巖分析應與常規分析數據相結合，對煤樣做出一個全面、客觀的評價。鏡質組反射率是鑒別混煤最有效的方法，但與煤的結焦性、粘結性無必然聯系，避免片面認識和過分依賴。性能優良的設備和良好的過程控制是實現準確測定的必要保障。