煤镜质组平均最大反射率对焦炭热性质影响研究

为了研究炼焦煤煤岩指标对焦炭热性质的影响,实现优化炼焦配煤方案和指导炼焦生产的目标,进行了鞍钢常用炼焦煤镜质组平均最大反射率分析和炼焦试验研究。结果表明,鞍钢炼焦用煤单种煤镜质组平均最大反射率与焦炭热性质指标相关性较好,其中与焦炭反应后强度相关性可达0.96,当镜质组平均最大反射率在1.32%~1.37%范围时,所得焦炭热性质较好。当生产用配合煤镜质组平均最大反射率由1.243%提高到1.306%时,活惰比由4.15降低到3.17,焦炭反应性下降1.9个百分点,焦炭反应后强度上升2.4个百分点,焦炭质量显著提高。

镜质组平均最大反射率与焦炭热态性质的关联性研究

通过对生产常用的不同炼焦煤种的镜质组平均最大反射率与单种煤试验焦炭热态性质之间的关联性分析,R0max在1.20%~1.40%的焦煤试验焦具有最好的CRI和CSR,可进行生产配比优化,指导日常生产,稳定焦炭质量。

基于随机森林和树突网络的煤镜质组反射率估计

镜质组平均最大反射率是表征煤化程度的重要指标,在确定煤级、鉴别混煤和指导炼焦配煤中起关键作用。传统反射率测定方法费时耗力,且测量结果的主观性较强,致使实验室间鉴定结果的可比性差。针对该问题,提出一种基于随机森林(RF)和树突网络(DDNet)的煤镜质组反射率估计方法,主要包括煤岩显微图像分割、镜质组识别和镜质组平均最大反射率预测3个部分。利用手肘法和K-Means算法对显微图像聚类,以实现不同显微组分区域的分割;采用人工少数类过采样法(SMOTE)对少数类样本过采样,以改善煤岩中镜质组与非镜质组区域样本的不均衡问题;利用基于DDNet的回归算法实现镜质组平均最大反射率的估计,构建回归模型时从镜质组区域中选择多个41×41像素的方形窗口并提取其灰度特征,以提高算法的鲁棒性,其决定系数达到0.990。实验结果表明:采用手肘法自动确定K-Means算法的参数K,具有良好的自适应能力,能够自动区分不同类别数的显微组分;SMOTE方法可有效避免模型因过度学习样本先验信息而导致对多数类识别好、少数类识别差的问题,提高分类准确度,其中基于RF的识别模型准确率达到97.0%;建立了7种回归估计模型,其中DDNet回归模型性能最佳,决定系数达到0.990,预测结果与实际值高度契合,验证了所提方法的可行性。

炼焦煤的镜质组反射率分布在成焦中的研究

对单种煤进行煤岩试验研究分析,发现镜质组反射率区间图和R_(e)区段计算结果呈规律性分布和变化,能够全面、准确地反映煤的结焦性能。这一指标系统能够有效提高焦炭质量,降低成本。

基于40kg试验焦炉对炼焦煤中最佳活惰比研究

通过测定11种不同炼焦煤的煤岩性质和40 kg试验焦炉所炼焦炭抗碎强度分析,确定了基于炼焦煤镜质组最大反射率的活性权函数方程,根据其活性权函数对各炼焦煤的活惰比进行了计算。分析可知,焦炭抗碎强度M_(40)最大时所对应的活惰比为2.17,为优化配煤提供了技术依据。

炼焦煤煤化度表征的研究

对8组挥发分相同或接近的不同矿点炼焦煤进行了实验，分别测定了8组煤的煤岩组分和镜质组平均最大反射率、软化起始温度，通过对比分析可知：具有相同或相近挥发分的煤，由于煤岩组分的差异，镜质组平均最大反射率的差值达到0．03％，0．24％；并不是惰质组含量的差值越大，镜质组平均最大反射率的差值就越大，惰质组含量差值8％．9％的炼焦煤，镜质组平均最大反射率的差值几乎一致。建议炼焦企业尽可能通过镜质组平均最大反射率来认识炼焦煤的煤化程度，从而提高煤质技术理论水平。

炼焦煤结焦性随变质程度变化规律研究

为研究影响炼焦煤结焦性的内在原因,对大量常用炼焦煤的镜质组平均最大反射率R軍max、高温塑性和成焦光学组织结构进行了测定及相关性分析。结果发现:高温塑性相同或接近的炼焦煤成焦光学组织结构中,粗粒镶嵌组分含量与其镜质组平均最大反射率呈线性相关,相关系数在0.832以上,其中最大基氏流动度范围在1 000 ddpm^10 000 ddpm的炼焦煤成焦粗粒镶嵌组分含量随变质程度线性变化相关系数相对较高。得到的炼焦煤结焦性随变质程度的变化规律,可供炼焦配煤工作参考。

炼焦煤特性对焦炭热态强度影响研究

研究了单种煤灰分、挥发分、硫分、胶质层厚度、黏结指数、煤镜质组平均最大反射率等指标对焦炭热态强度的影响。基于配合煤镜质组平均最大反射率在1.3%-1.4%时焦炭热态强度达到最优区间的研究结果,通过调整配合煤镜质组平均最大反射率,优化配煤炼焦方案,使焦炭反应性降低了1.9个百分点,焦炭反应后强度提高了2.4个百分点。

煤中游离气含量估算方法及应用

为了探讨不同煤级煤储层中游离气含量分布特征,本文基于游离气主要存在于煤孔隙中的认识,优化了游离气含量估算方法,并利用全国典型含煤地区包含从褐煤到无烟煤的42组不同煤级煤的煤层气参数测试数据,采用优化的游离气含量估算方法计算了不同煤样的游离气含量,并与解吸气含量结果进行了比较。结果表明:煤中游离气含量所占总气含量的比例随镜质体平均最大反射率增高呈减小趋势,在褐煤到无烟煤三号阶段的所占比例分布在2.13%~33.25%;游离气含量和解吸气含量与镜质体平均最大反射率关系均呈“双峰”特征,但双峰峰值大小顺序正好相反,游离气含量在肥煤阶段的峰值高于无烟煤三号阶段,总气含量与镜质体平均最大反射率关系主要受控于解吸气含量。

炼焦煤的煤岩特征对焦炭质量的影响

先选用某钢厂3种不同变质程度的生产用煤,对这3种单种煤进行了工业分析和煤质分析,并以此为基础,确定了3种配煤方案,得到3种配合煤。采用6个煤样进行40 kg捣固焦炉炼焦实验,对所得焦样进行性能检测,并分析了煤岩显微组分与焦炭冷热强度的关系,结果表明,煤岩显微特征对焦炭的性能影响较大,可以指导生产配煤。

最优活惰比及高活性组分质量煤种浅析

煤的活惰比是指煤中活性组分与惰性组分的比值。活性组分质量与煤的变质程度息息相关,而煤的镜质组平均最大反射率是目前国际上公认标志煤的变质程度最佳的一个指标。本文通过引入镜质组活性权方程,得出加权活惰比,结合焦化厂特定来煤实际,作出CSR-A/I曲线,得到最优活惰比区间为2.9~3.1,对应高活性组分质量煤种的平均最大反射率R′max区间为1.29~1.49。配入高活性组分质量煤种后,配煤中优质活性组分得到有效提高,在一定范围内可多配入成本较低的瘦煤和1/3焦煤,同时提高焦炭质量。运用最优活惰比理论,对同一煤种的不同单种煤进行最优区间评估,可以充分利用单种煤特性,优化配煤,提高焦炭质量。

煤焦显微结构特征与焦炭性质的关系

通过分析13种不同变质程度的单种煤的煤岩性质以及对应的40 kg试验焦炉所炼焦炭的性质,结果表明:焦炭光学组织指数(OTI)与单种煤镜质组平均最大反射率存在正相关线性关系;通过多元线性回归分析,确定了镜质组反射率分布和焦炭光学组织组成的定量关系;同时也总结了焦炭抗碎强度M40和反应性CRI与焦炭光学组织组成的关系:焦炭光学组织中镶嵌状结构所占比例越多,焦炭的抗碎强度M40越高,其反应性CRI也较低。

炼焦煤的煤岩特征对其结焦性质的影响

随着煤岩测定技术的进步，炼焦煤的煤岩性质已在炼焦配煤中得到广泛应用。通过对多种单种煤和配合煤的煤岩特征以及对应的40kg试验焦炉所炼焦炭的性质进行分析和比较，结果表明：单煤种的R0加。在1．3％～1．5％间，所炼制焦炭的冷态机械强度（M40和M10）最好，其热性质（反应性CRI和反应后强度CSR）也较好；配合煤反射率分布图特征越接近正态分布，则所炼制的焦炭冷态机械强度（M40、M10）就较好，配合煤反射率分布图特征偏离正态分布越远，其焦炭热性质越差；40kg试验焦炉所得焦炭的反应性CRI高，其反应后强度CSR较低，存在负相关线形关系。

神东矿区煤的煤岩组分特征

应用煤岩学方法研究了神东矿区3个矿的煤岩组分特征,尤其过渡组分(半镜质组、半丝质体和粗粒体-1)特征.结果表明,煤中过渡组分与镜质组的平均含量相当,二者之和约占总量的90%;各过渡组分平均最大反射率均小于1.50%.惰质组含量与镜质组含量具有相互消长的趋势.