配合煤镜质组最大反射率的预测方法

为了研究单种煤的镜质组最大反射率与配合煤镜质组最大反射率之间的关系,采用煤岩分析中的镜质组最大反射率测定方法对9个单种煤及采用均匀设计方法混合的18个配合煤的镜质组最大反射率进行测定及研究。通过对LM1～LM9原料煤的镜质组最大反射率进行分析发现,其分布区间为0.882%～1.446%,符合炼焦煤的镜质组最大反射率满足的分布区间。采用均匀设计U18×(189)实验方法设计这9种原料煤的配煤方案,通过测定发现这18种配煤的反射率区间为0.839%～1.259%,同时发现用均匀设计方法建立的数学模型R值大于0.9999,所以用该数学模型计算的配合煤镜质组最大反射率明显优于常规配煤加和法计算的数值。

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。

基于煤岩组分和镜质组反射率的焦炭质量预测模型

为准确预测焦炭质量,采用MSS2000全自动智能型煤焦显微分析系统,测定炼焦煤样的煤岩组分、活惰比和镜质组平均最大反射率,分析煤样所制备焦炭的质量。采用SPSS软件建立基于煤岩参数的焦炭质量预测模型。模型验证结果表明,焦炭的抗碎强度、耐磨强度、化学反应性、反应后强度与煤岩组分和镜质组平均最大反射率的复相关系数均大于0.879,P值小于0.01。预测模型可信度较高,为焦化厂优化配煤、提高焦炭质量提供了参考。

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。

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。

不同变质程度煤的润湿性研究

为了研究不同变质程度煤的润湿性,采集大佛寺4#煤层、胡家河4#煤层、寺河3#煤层和上高寨11#煤层样品,通过工业分析和煤岩分析研究不同变质程度煤的物质组成,通过煤水界面接触角测定法和粉末浸透速度法研究不同变质程度煤的润湿性。

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。

贵州盘县某矿区孔裂隙发育及煤变质程度对煤储层渗透性影响初探

基于煤储层渗透性是煤层气资源开发成败的关键因素,结合贵州盘县某矿区的煤层裂隙发育程度,从研究区的部分煤层孔隙率、多组煤样的液氮吸附和压汞实验、煤样矩形网状裂隙发育形态、孔隙发育状况及煤岩裂隙形态等方面剖析了孔裂隙发育程度对研究区煤储层渗透性的影响。煤变质程度对贵州矿区煤储层渗透性影响研究表明:渗透率和孔隙度总体趋势随着镜质组最大反射率逐渐升高,有先减小后增大的明显趋势;煤阶较低煤层的煤岩孔隙度大,渗透率较高;随着埋深的逐渐增加,煤变质程度逐渐加大,其渗透率随之降低;但镜质组最大反射率大于2.5%时,煤层孔隙度和渗透率也随之变大。

焦煤评价模型的对比研究

为了使稀缺的焦煤资源得到合理利用,综合利用煤岩学方法与化学分析方法评价焦煤特性,全面梳理了我国焦煤的煤岩学特征、化学工艺性质,对比分析了焦煤评价指标,比较了焦煤的化学工艺性质指标之间的关系,以煤岩学参数、黏结性和结焦性指标以及镜质组荧光强度为自变量,建立了五个预测焦炭质量指标的三元二次回归模型,结果表明以惰性组分总含量∑I,镜质组最大反射率Ro, max和吉氏流动度lga为自变量所建立的回归模型可以较好地预测焦炭的质量。

中煤级煤甲烷饱和吸附量的数值模拟计算

根据表征中煤级煤(镜质组最大反射率Ro,max=0.65%~2.50%)的系列等温吸附(20℃、30℃、40℃和50℃这4个实测温度)"煤变质程度-压力-吸附量"的三变量数学方程,建立一组"煤变质程度-温度-压力-吸附量"这4个共同存在并相互影响的四变量数学方程。该四变量数学方程用于预测1200m以浅的中煤级煤甲烷饱和吸附量。这种数学转换的平均相对误差在7.28%~9.49%之间。有处理中煤级煤甲烷饱和吸附量的数值模拟的软件著作。只要将5个实测数据:镜质组最大反射率R0,max、温度梯度、压力梯度、埋深和恒温层温度,输入相应可编辑文本框中,就可以输出5个值:饱和吸附量V、温度-压力-吸附量方程中的参数(A、B、Δ、β)。还可以输出在自己感兴趣的镜质组最大反射率R0,max、温度梯度、压力梯度、埋深和恒温层温度下,"R0,max值时温压吸附曲面"和"吸附量随埋深变化图"。

气井全煤层吸附曲线的绘制

考虑到测量煤层等温吸附曲线所伴生的煤储层含气量测量误差以及储层混合排采的影响,提出"气井全煤层吸附曲线"的计算、绘制方法,即根据煤层的镜质组最大反射率计算LI吸附流动方程中的相应参数,根据煤层的埋深确定储层温度和煤层吸附压力上限,计算低于吸附压力上限时各煤层在不同压力下的吸附量,将所有煤层在相同压力下的吸附量加和得气井全煤层吸附曲线。

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。

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。