文｜匯錦數(shù)能-掌上煤焦

01

煉焦煤質(zhì)量評價的目的

掌上煤焦智慧終端的煤質(zhì)評價是根據(jù)煤質(zhì)分析結(jié)果，對煤炭質(zhì)量進(jìn)行客觀、正確地評價，通過煤質(zhì)評價可了解煤的成分與性質(zhì)，為煤炭資源的合理開發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

煉焦煤質(zhì)量評價不同于其他用途的煤質(zhì)評價，不僅要體現(xiàn)煤的基本化學(xué)性質(zhì)，還要表征煉焦煤的工藝性質(zhì)。因此，煉焦煤質(zhì)量評價包括煤質(zhì)初步評價、煤質(zhì)工藝性質(zhì)評價、煤巖特征評價等方面。

掌上煤焦基于全國1000余座在產(chǎn)煉焦煤礦井煤質(zhì)大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過科學(xué)、合理的煤質(zhì)評價，了解各單種煤特性，掌握其在配煤煉焦中的作用，以及和其他煉焦煤的配伍性關(guān)系，使其在配煤煉焦中發(fā)揮更大作用，確保和提高焦炭質(zhì)量，創(chuàng)立了煉焦煤煤質(zhì)分?jǐn)?shù)評價專利模型。

02

煉焦煤質(zhì)量評價的內(nèi)容

煤質(zhì)評價進(jìn)行大量分析化驗，掌握原煤性質(zhì)并結(jié)合使用部門要求，最終作出正確評價。對煙煤的煤質(zhì)評價可考慮是否可用作煉焦煤，若相應(yīng)牌號為氣煤～瘦煤，再進(jìn)一步測定煤的可選性，確定精煤灰分與產(chǎn)率，測定單種煤的黏結(jié)性、結(jié)焦性、配伍性以及煤巖特征等指標(biāo)。

# 煉焦煤的可選性 #

煤的可選性表示從原煤中分選出符合質(zhì)量煉焦精煤的難易程度，通過原煤的浮沉試驗分析判斷原煤可選性。評價煤可選性的方法很多，如中間煤含量法、勃氏鄰近密度含量法及蘇聯(lián)的特帕魯可夫指數(shù)TB法等，但世界上一些主要產(chǎn)煤大國常采用分選密度δ±0.1含量和中間煤含量法。由于各地原煤性質(zhì)千差萬別，影響因素很多，制定統(tǒng)一、準(zhǔn)確的評定方法比較困難。GB/T16417—2011《煤炭可選性評定方法》中，以煉焦煤為主的煤炭可選性可分為5個等級，如下表1。中國煉焦煤可選性差，難選和極難選煤約占62%。目前，中國主要礦區(qū)生產(chǎn)的精煤灰分以氣煤最低，焦煤最高。

表1 煤炭可選性等級分類

# 煉焦煤的化學(xué)特征 #

煤的化學(xué)特征評價主要從煤的工業(yè)分析入手，利用灰分、揮發(fā)分、硫分等主要煤質(zhì)指標(biāo)評價煉焦煤質(zhì)量。根據(jù)GB/T15224.1—2010《煤炭質(zhì)量分級第1部分:灰分》，灰分分為6個等級，如表2。

表2 灰分Ad等級分類

GB/T15224.2—2010《煤炭質(zhì)量分級第2部分:硫分》中，冶金用煉焦精煤的硫分分為5個等級，如表3。

表3 硫份St,d等級分類

# 煉焦煤的工藝性質(zhì) #

黏結(jié)性是評價煉焦用煤的主要指標(biāo)，國際上通常用坩堝膨脹序數(shù)和羅加指數(shù)表示煤的黏結(jié)性，中國通常用黏結(jié)指數(shù)表征煤的黏結(jié)性。黏結(jié)指數(shù)越大，表示煉焦煤的黏結(jié)能力越強(qiáng)，黏結(jié)指數(shù)一般為0～105。按照MT/T596—2008《煙煤黏結(jié)指數(shù)分級》可分為6級，如表4。煙煤黏結(jié)指數(shù)表征煤中黏結(jié)性組分的性質(zhì)，其大小與煤的煤巖組成、變質(zhì)程度、惰性物含量、煤的氧化還原程度及煤的成因等有關(guān)。

表4 黏結(jié)指數(shù)等級分類

除黏結(jié)指數(shù)外，煙煤的膠質(zhì)層指數(shù)和奧－阿膨脹度從不同側(cè)面反映了煙煤的黏結(jié)性。膠質(zhì)層指數(shù)是煉焦煤單向加熱過程中，測定瞬時產(chǎn)生的膠質(zhì)體數(shù)量，根據(jù)膠質(zhì)體產(chǎn)生規(guī)律，找出最大膠質(zhì)層厚度Y，以及煉焦煤的最終收縮度X。

奧－阿膨脹度是根據(jù)煤受熱產(chǎn)生膠質(zhì)體時煤的膨脹程度來評價煤的黏結(jié)性，對中等以上黏結(jié)性煤有較好的區(qū)分能力，反映了膠質(zhì)體的質(zhì)和量，用膨脹度b和收縮度a表示。b表示煤塑性階段膠質(zhì)體的不透氣性和氣體的析出速度，a表示煤在半焦后的收縮度。

結(jié)焦性是煉焦煤在常規(guī)煉焦條件下煉制冶金焦炭的性質(zhì)，通常用焦炭的強(qiáng)度、粒度分布、反應(yīng)性等表示。焦?fàn)t煉焦試驗可直觀反映煉焦煤的結(jié)焦性，一般用20、40或200kg焦?fàn)t煉焦，以試驗焦?fàn)t所得焦炭的冷熱強(qiáng)度和粉焦率作為結(jié)焦性指標(biāo)。

# 煉焦煤的煤巖特征 #

煉焦煤的煤巖特征主要從三方面評價煉焦煤:

（1）煤的鏡質(zhì)組平均最大反射率Ｒmax及其分布。Ｒmax是國際上公認(rèn)的最全面、最準(zhǔn)確反映煉焦煤變質(zhì)程度的指標(biāo)，煤的變質(zhì)程度與煙煤黏結(jié)性、結(jié)焦性關(guān)系密切，煤的變質(zhì)程度越高，其反射率越大。

（2）用煤巖鏡質(zhì)組反射率分布直方圖和反射率測定中的標(biāo)準(zhǔn)方差S判別是否混煤及混煤的程度。

（3）通過測定煤巖組分定量和活惰比指導(dǎo)配煤。

通過煤巖分析結(jié)果，可初步判斷煤的成煤環(huán)境和變質(zhì)程度，了解煤巖組分和煤的利用途徑。通過煤巖反射率分布，可初步判斷煉焦煤是單種煤還是混配煤，確定混煤種類和比例。

# 煤質(zhì)牌號的確定 #

圖1 中國煤炭分類

如圖1中國煤炭分類和表5所示，GB/T5751—2009《中國煤炭分類》中將中國煙煤按變質(zhì)程度不同依次分為長焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤等12類，其中，長焰煤、褐煤、弱黏煤、1/2中黏煤、貧瘦煤和貧煤一般不作煉焦煤用，圖1中國煤炭分類。

表5 中國煤炭分類簡表

# 煤質(zhì)資料匯編 #

隨著煉焦工作的深入進(jìn)行，有關(guān)煤質(zhì)數(shù)據(jù)已匯編成煤質(zhì)資料保存，建立綜合數(shù)據(jù)庫，通過對比歷史數(shù)據(jù)得出結(jié)論，為煤質(zhì)評價工作提供參考。掌上煤焦基于全國1000余座在產(chǎn)煉焦煤礦井煤質(zhì)大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過科學(xué)、合理的煤質(zhì)評價，了解各單種煤特性，掌握其在配煤煉焦中的作用，以及和其他煉焦煤的配伍性關(guān)系，使其在配煤煉焦中發(fā)揮更大作用，確保和提高焦炭質(zhì)量。

# 煤質(zhì)評價專家系統(tǒng) #

煤質(zhì)評價專家系統(tǒng)利用統(tǒng)計學(xué)和計算機(jī)科學(xué)的研究成果，結(jié)合生產(chǎn)實際，對不同煉焦煤的焦炭質(zhì)量予以預(yù)測，并在視定的生產(chǎn)指標(biāo)和焦炭性質(zhì)要求下進(jìn)行配煤研究，對企業(yè)用煤計劃予以優(yōu)化。焦炭質(zhì)量預(yù)測方法分為兩類:一類是基于回歸分析，建立配煤煤質(zhì)指標(biāo)和焦炭質(zhì)量指標(biāo)的回歸模型，對焦炭質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測。另一類是運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能算法，以配煤的煤質(zhì)指標(biāo)作為輸入，焦炭的質(zhì)量指標(biāo)作為輸出，建立煤質(zhì)指標(biāo)和焦炭質(zhì)量指標(biāo)間的預(yù)測模型，對焦炭質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測。掌上煤焦基于全國1000余座在產(chǎn)煉焦煤礦井煤質(zhì)大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，創(chuàng)立了煉焦煤煤質(zhì)分?jǐn)?shù)評價專利模型，以簡潔專業(yè)的煉焦煤報告形式幫助客戶快速對煉焦煤煤質(zhì)、應(yīng)用特點及性價比進(jìn)行判斷，報告包含同類型煤評分優(yōu)劣對比、指導(dǎo)售價、應(yīng)用場景等。

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總結(jié)

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