煤的鏡質體反射率分布圖在配煤中的實踐應用

文/呂 強

山西焦煤汾西礦業集團介休洗煤廠是年配煤能力達到400萬噸以上的中央洗煤廠，隨著近年來各礦井陸續建設礦井型洗煤廠，介休洗煤廠配售優勢和發運優勢日趨明顯，在用戶中取得良好反饋。以往都是以灰分和硫分為主要配煤控制指標，兼顧粘結指數和膠質層最大厚度，指標范圍確定得很寬。現在隨著用戶對配精煤質量要求的提高，通過檢測各種原料煤的鏡質體反射率確保進廠質量，指導配煤實際操作，盡量縮小指標范圍，起到了穩定銷售精煤質量的重要作用。

一、煤的鏡質體反射率分布圖

煤的鏡質體反射率直接反映了煤的變質程度。鏡質體反射率與揮發分有很大關系，反射率越高，揮發分越低，但因不同煤種的鏡質體反射率受成煤環境條件的影響，鏡質體反射率常常有一定程度的重疊現象，區分煤種上鏡質體反射率沒有揮發分明顯，但判別煤種的復雜程度有很大的優勢。單一煤的鏡質組反射率分布圖呈單峰，峰形覆蓋范圍相對較窄，基本呈正態分布，而混煤的鏡質組反射率分布圖隨其混配復雜程度的不同而呈現出各種復雜的形態，一般有多個峰，或峰形較寬。

通過工藝指標可以大致鑒別出煤炭的質量，也可以給精煤質量進行分級管理，但對精煤的混雜程度難以分辨。比如要配出一種符合質量的焦煤產品，可以采用各不同煤種去實現，可使用肥煤和焦煤可以配出焦煤；使用1/3焦煤和瘦煤也可以配出焦煤；使用肥煤、焦煤、瘦煤等三種或以上煤種同樣可以實現。如果只檢測工藝指標，灰分、硫分、粘結指數等指標是很難區分的，但是要檢測配煤產品的鏡質體反射率、標準偏差、觀察其凹口、分布圖的寬窄等信息便可鑒別混煤的復雜程度，為指導配煤提供實際依據，適銷對路地進行配煤，提高生產經濟效益。

二、配煤實際應用

鑒別混煤的國家標準GB/T15591-2013《商品煤混煤類型的判別方法》，采用觀察凹口數，結合標準偏差來判斷混煤的復雜程度。

商品煤鏡質體反射率分布圖類型劃分，如表1。

表1

對于混煤，我們可以通過分布圖的分析，結合測點數據范圍來判斷出各煤種及所占比例。鏡質體反射率作為判別煤炭是否為混煤的重要手段，區分混煤復雜程度的唯一方法，在介休洗洗煤廠的配煤過程中應用廣泛。

介休洗煤廠在實際運行中，因來料進車的不均衡性，實際配煤比例不可能在每一列中按原設計配比進行裝車，從而出現了配煤質量的不穩定性，從工業分析、硫分、粘結指數等指標分析，即使滿足了用戶指標，但因配售原料煤的變化，會導致配售精煤的焦化特性發生變化，影響到用戶的煉焦使用。

圖1和圖2是幾種介休洗煤廠典型配煤反射率分布圖。

圖1

圖2

圖1是由典型的肥煤和瘦精煤配出的焦精煤，最大反射率平均值1.305，標準差0.354%。分布圖中有一個凹口，并且較寬，配售結果是編碼3號、具有一個凹口的簡單混煤。檢測結果如表2。

表2

圖2是由典型的肥煤和焦煤、瘦精煤配出的焦精煤，最大反射率平均值1.390，標準差0.187%。分布圖中有三個凹口，并且較寬，配售結果是具有3個凹口、編碼5號的復雜混煤。檢測結果如表3。

表3

圖3

圖3是由典型的焦煤和瘦焦煤配出的焦精煤，最大反射率平均值1.515，標準差0.086%。分布圖中無凹口，并且覆蓋范圍相對較窄，配售結果是編碼0號單一煤，但不一定是一種煤，可能是指標相近兩種煤混合而成，圖3中兩種煤反射率平均值相差0.32%。檢測結果如表4。

表4

通過以上三個鏡質體反射率分布圖分析：

1.配煤原料煤的不同，但鏡質體最大反射率均在焦煤的反射率范圍內。

2.直方圖中，通過點位的檢測和觀察分析，可明顯判斷出各測值范圍，也就是各煤種的配入比例。

3.分布圖中的凹口多少和圖的覆蓋范圍，可看出配售原料煤的復雜程度。從圖1、圖3中看出明顯是兩種煤的混合，但從凹口和覆蓋范圍及正態分布的規律分析，顯然圖3中兩種煤的反射率重疊程度較多；從圖2中看出則是最少三種煤的混合，凹口多，相鄰煤種均有重疊部分，且覆蓋范圍較寬，更有利于配煤煉焦。

4.從最大反射率和標準偏差數據分析，圖2為混煤，但最大反射率從0.90～1.75之間均有，從煤的使用角度分析，可有效擴大煉焦過程中熔融范圍；圖3雖然是單一煤，標準偏差小，但最大反射率平均值較大，達到1.50以上；圖1為復雜混煤，雖然是焦煤，但標準偏差達到0.3以上。

通過比較，介休洗煤廠綜合分析，從經濟效益、用戶使用、穩定產品質量等多角度考慮，目前以圖2設計了配售方案，使用低硫肥煤、低硫主焦煤和高硫瘦煤等煤種進行配售。經分析，煤的鏡質體最大反射率在1.35～1.45之間，反射率標準差0.15%～0.19%，達到了配售方案達優化、配煤質量均質化、用戶結構穩定化、綜合效益最大化。

三、建議

1.在實際運行過程中，因檢測煤的最大反射率的時間和成本較大，可以通過檢測部分有代表性的批次，結合用戶要求的混煤級別 （一般要求標準偏差0.1%～0.2%之間，簡單混煤），反推出各種穩定煤種的配入比例，用于指導配煤實際運行。當某種煤煤質發生變化或原料煤短缺時，通過檢測替代煤的反射率來實現原料煤的替換，以穩定配售精煤質量。

2.隨著化驗檢測的深入開展，用戶所需要的質量指標越加嚴苛，鏡質體最大反射率的檢測也成為諸多用戶一項進場驗收指標，因此穩定的配煤質量顯得尤為重要，同時更要注意對配煤煤種的慎重選擇。

3.建立銷售雙方的信息溝通非常重要，要擇機與用戶進行技術交流和質量回訪，深入了解用戶需求質量、配煤結構和所需煤種、焦化特性等，為更好地進行煤種搭配提供指導方案，達到配煤成本低和配煤結構優、經濟效益大的目的。

總之，要充分了解配煤質量，通過檢測配售精煤的反射率，分析分布圖，從而及時指導裝車配煤，調整配煤比例，達到最優配比；要評價出配售精煤的結焦性能，為深入推銷品種提供話語權；在穩定焦化特性的前提下，要尋找出替代配煤的品種，根據不同用戶的需求，適當配入低成本原料煤，達到銷售效益最大化。