黑龙江省典型炼焦煤的煤质特征与成焦特性研究

虽中国煤炭资源丰富但优质炼焦煤资源有限,科学合理配煤不仅是保证焦炭质量和满足焦炉生产要求的基本措施,也是合理利用煤炭资源、节约优质炼焦煤的有效途径,因而选取黑龙江典型炼焦煤开展煤质特征与成焦特性研究,以期为炼焦配煤提供基础技术支撑。结合典型炼焦煤的煤质特征与成焦特性的指标评价并配合小焦炉实验,从镜质体反射率分布、焦炭显微组分对焦炭强度的影响以及流动度指标与其他特性指标的相关性等方面研究煤化程度、煤岩组成等性质对焦炭质量的影响。研究表明:所采集的炼焦煤均为混煤,其黏结性较好但流动性较差,且流动度与黏结指数、胶质层最大厚度和镜质体反射率等的相关性较差;对于混煤而言,不能单纯地分析吉氏流动度或煤岩指标对焦炭冷热强度的影响;通过对焦炭显微光学组织的分析,发现出炉焦炭的各向同性组织与细粒镶嵌状组织之和占比超过75%,导致焦炭强度偏低、质量较差;炼焦煤的黏结指数较高,表明煤样中塑性体黏结惰性物质的能力较好,但煤样的吉氏流动度较低,说明黑龙江省内炼焦煤塑性体的流动性不佳,在成焦过程中不利于塑性体与煤粒间或与惰性物质之间的相互融合,可能与煤样中混入较多的低变质煤有关,建议配入具有宽塑性区间、高流动度、较高惰质组含量的煤样对配合煤的结构进行优化以提高配合煤塑性体的黏结性。

煤岩学方法在分析炼焦煤质量中的应用

对炼焦煤进行工业分析,对其黏结指数、胶质层指数、煤岩指标及焦炭的光学组织和热性能进行研究,并与同类型煤质进行比较,利用煤岩学指标,判断煤的变质程度及混煤情况,可更好地鉴别炼焦煤质量。

炼焦煤配比数学模型优化

焦炭强度指标和炼焦煤煤质的相关关系是制约利用焦炭质量预测模型指导配煤炼焦的一个重要因素。研究了焦炭强度指标固定时,配合煤料的煤岩指标之间的相关关系,并将研究结果用于指导配煤炼焦。为较大范围的调整煤料的CBI和SI指数,选择了4个矿点的煤料进行筛分,选取部分粒级进行炼焦。通过调整配合煤料的CBI和SI指标,利用小焦炉炼焦,分别探索焦炭机械强度M_(40)≥86%、M_(10)≤6.5%时,配合煤料的CBI值和SI值的对应关系。利用spss对CBI值和SI值作回归分析,发现焦炭机械强度M_(40)≥86%、M_(10)≤6.5%时,配合煤的CBI指数在≥1和<1两个区间,CBI值和SI值分别呈二次相关;通过拟合获得CBI≥1和<1时,CBI指数和SI指数的相关数学模型。利用配合煤的煤岩指数和结焦性能的关系、配合煤的灰分和硫分与焦炭相应指标之间的相关关系,结合生产条件和市场煤价,以炼焦煤的总价格为目标函数,确定了满足要求的炼焦煤配比。该方法可以快速确立炼焦煤配比方案,为优化炼焦配煤方案提供指导。

焦炭光学组织在煤质鉴别中的应用

对我国山东、青海等地煤质较特殊的炼焦煤进行了工业分析指标、煤岩指标、焦炭光学组织和性能研究,并与同类型炼焦煤煤质进行比较。研究结果表明,焦炭光学组织能从本质上反映炼焦煤的质量,对一些煤质较特殊的煤,焦炭光学组织与工业分析指标和煤岩指标结合可更好地鉴别煤质。

用煤反射率分布图指导煤场来煤的合理堆放

为指导煤场来煤合理堆放,建立了与煤随机反射率有关的煤岩指标:离异值、范围容纳度、分布图重叠度、煤堆中心值、分布范围等。介绍了这些指标的作用与判别准则,用堆放煤反射率分布图叠加形成的反射率分布图等分析煤堆煤在炼焦配煤中的作用。针对指导生产的时效性与对来煤的代表性,采用HD型全自动显微镜光度计软件可方便实施上述功能。

确定采煤工作面粉尘浓度的新方法

通过对现有工作面粉尘浓度确定方法的分析, 发现该方法只考虑机器参数, 未考虑被截割对象的性质, 而在反映煤岩性质的性能指标中, 煤岩破碎性能指标m值对粉尘的形成具有重要的作用。经过对m与产尘量的定量分析, 利用修正项将m加入到数学模型中, 并求出其线性回归系数, 从而构造出更符合实际的计算工作面粉尘浓度的数学模型。修正前后两个数学模型的结果分析表明, 修正后的数学模型更准确, 为进一步分析研究工作面粉尘的影响与危害奠定了基础。

确定采煤工作面粉尘浓度的新方法

现有工作面粉尘浓度确定方法只考虑机器参数 ,未考虑被截割对象的性质 ,而在反映煤岩性质的性能指标中 ,煤岩破碎性能指标—— m值对粉尘的形成具有重要作用。经过对 m与产尘量的定量分析 ,利用修正项将 m加入到数学模型中 ,并求出其线性回归系数 ,从而构造出更符合实际的计算工作面粉尘浓度的数学模型。修正前后两个数学模型的结果分析表明 ,修正后的数学模型更准确 ,为进一步分析研究工作面粉尘的影响与危害奠定了基础。

基于多元回归分析的焦炭质量预测及建模

煤岩配煤是目前常用的指导配煤炼焦的方法之一,但仅根据煤岩指标来分析配合煤和焦炭热性质之间的关系仍有所不足。通过选取配合煤工艺性质指标——基式流动度作为分析因素,研究了煤岩指标、基式流动度和焦炭热性质之间的关系,得出了焦炭热性质的预测模型。研究发现,焦炭反应后强度与配合煤活惰比、镜质组平均最大反射率、基式流动度之间具有很好的线性正相关关系,焦炭反应性与配合煤镜质组平均最大反射率、基式流动度之间具有较好的相关性。

炼焦配煤技术的研究与分析

对现有炼焦配煤技术进行了分类简述,提出了各种炼焦配煤技术的局限性与相关性,并对新的炼焦配煤技术提出了展望,期望用新思路、新方法加强煤的本质结构和特性的研究,从而在真正意义上科学指导配煤。

焦炭不同层次强度的影响因素研究

研究了7种单煤焦和1种配煤焦不同层次强度的影响因素。在焦炭显微特征中,影响因素较大的是焦炭平均壁厚B和光学各向异性指数H1。显微强度直接受焦炭孔壁的光学组织组成影响;结构强度受气孔率P和B影响较大;M40、M10主要取决于B和H1;CSR除受孔壁的厚度和孔壁的光学组成影响外,还与灰成分关系密切。对煤岩煤质指标参数影响较大的是炼焦煤的Rmax、S、∑I和G。