煉焦煤性質(zhì)與分類及煤巖學(xué)應(yīng)用

白 向 飛

(1.煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 煤化工分院，北京 100013;2.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室，北京 100013;3.國家能源煤炭高效利用與節(jié)能減排技術(shù)裝備重點實驗室，北京 100013)

0 引 言

煤巖學(xué)能夠在焦化工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，主要由于只有依據(jù)鏡質(zhì)體反射率指標(biāo)才能直觀地鑒別混煤[1-2]，但實際上煤巖學(xué)對于煤質(zhì)管理能夠發(fā)揮更大的作用[3-11]。從煤巖學(xué)研究角度可解釋很多煤質(zhì)現(xiàn)象，包括一些特殊的煤質(zhì)問題如其中有特定組分富集或煤層經(jīng)歷某種特殊的變質(zhì)過程等。依據(jù)煉焦煤性質(zhì)對其分類可促進(jìn)煉焦煤資源的合理利用，而煤巖學(xué)方法在焦化工業(yè)中常用于監(jiān)控原料煤質(zhì)量。因此，煤巖學(xué)方法和理念是煤分類的基礎(chǔ)。

以下探討煉焦煤的性質(zhì)和分類，包括如何應(yīng)用煤巖學(xué)方法更客觀地評價煉焦煤，以及簡介煤巖學(xué)及其近年來所取得的成果，主要分以下5個方面進(jìn)行闡述:煤巖學(xué)基本概念、煉焦煤應(yīng)用中常見的煤質(zhì)問題、煉焦煤的分類及其意義、煤巖學(xué)在煉焦煤評價中的應(yīng)用以及煤巖測試技術(shù)進(jìn)展。

1 煤巖學(xué)基本概念

日常生產(chǎn)中常用的煤質(zhì)指標(biāo)，比如揮發(fā)分、黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層指數(shù)等均屬于規(guī)范性指標(biāo)。與其它煤質(zhì)指標(biāo)相比，煤巖學(xué)方法的主要特色在于將煤作為1種巖石來看待，利用顯微鏡來觀測其中的組分，進(jìn)而分析其性質(zhì)。通常的3種組分分別是煤中的鏡質(zhì)體、惰質(zhì)體和殼質(zhì)體，其化學(xué)和工藝性質(zhì)差異很顯著，其含量對煤質(zhì)的影響很大。焦化生產(chǎn)中常用的2個煤巖學(xué)指標(biāo)為鏡質(zhì)體反射率和煤巖組分含量。單一煤層煤的鏡質(zhì)體反射率分布測試結(jié)果只有1個峰，而混合煤的鏡質(zhì)體反射率分布可包含多個峰或1個復(fù)雜的寬峰。正因為煤巖學(xué)方法有此功能，才逐步廣泛應(yīng)用于焦化工業(yè)中用以監(jiān)控原料煤質(zhì)量，特別是針對混煤鑒定與判別。

(1)鏡質(zhì)組顯微組分。對于合理利用煉焦煤，煤巖組分與鏡質(zhì)體反射率分布圖同等重要。鏡質(zhì)組顯微組分是大多數(shù)煤中最主要的組分。測試反射率以判別混煤，主要對鏡質(zhì)組顯微組分進(jìn)行測試。有些企業(yè)要求活惰比指標(biāo)，其中的“活”主要指鏡質(zhì)體。鏡質(zhì)組顯微組分在顯微鏡下呈不同程度的灰色，表面也較平整。

(2)惰質(zhì)組顯微組分。煤中惰質(zhì)組顯微組分的鏡下主要特征是反射率高且變化不規(guī)律，所謂活惰比中的“惰”即主要指該種組分。測試反射率時要避開惰質(zhì)組顯微組分，否則會導(dǎo)致測值偏高、標(biāo)準(zhǔn)差增大，從而易將一些單種煤誤判為混煤。

(3)殼質(zhì)組顯微組分。煤中的殼質(zhì)組主要是由植物的樹皮、花粉、樹脂等變化而來，鑒定特征比較明顯，容易識別。一些煉焦煤焦油收率高、產(chǎn)氣多，主要與殼質(zhì)體有關(guān)。

(4)煤中主要礦物。除了上述3種顯微組分，煤中還含有一定量的礦物，主要包括黏土礦物、石英、黃鐵礦等。不同地區(qū)的煤由于礦物成分差異大，因此煤灰成分差異顯著，一些煉焦煤中堿金屬含量對焦炭質(zhì)量破壞較大，而堿金屬的主要載體為黏土礦物。

(5)成煤作用階段劃分。煤由古代植物形成，最終的歸宿理論上要轉(zhuǎn)變?yōu)槭?。任何一個煤種均是從植物殘骸轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑹o煙煤乃至石墨過程中的一個中間產(chǎn)物。評價煤的性質(zhì)，離不開其成因。利用煤巖學(xué)方法評價煤，主要從其變質(zhì)程度及其顯微組分出發(fā)。

2 煉焦煤中常見的煤質(zhì)評價問題

焦化生產(chǎn)的主要控制因素為原料煤質(zhì)量，在實際生產(chǎn)中遇到的煤質(zhì)問題很多，在此重點涉及以下3種較為常見的煤質(zhì)現(xiàn)象:①按照國家標(biāo)準(zhǔn)屬于同一類煤，但工藝性質(zhì)差異比較顯著的問題；②某些煤的焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度會明顯偏低；③目前大多數(shù)焦化廠配備了煤巖設(shè)備，但需處理如何利用鏡質(zhì)體反射率測試結(jié)果來判別煤類的問題。

煉焦煤煤質(zhì)及應(yīng)用常見案例:同一煤類性質(zhì)差異明顯的問題，在焦煤和1/3焦煤中出現(xiàn)相對較多，詳見表1、表2。

表1 同一煤類(1/3JM)性質(zhì)差異明顯的問題示例Table 1 Examples of differences between coals form the same class (1 / 3JM)

表2 同一煤類(JM)性質(zhì)差異明顯的問題示例Table 2 Examples of differences between coals form the same class (JM)

從表1中可見，不同的1/3焦煤其膠質(zhì)層指數(shù)和吉氏流動度的差異比較明顯。實際生產(chǎn)中，有些1/3焦煤可在一定程度上替代肥煤，有些和氣煤性質(zhì)接近。不同焦煤的焦炭熱強(qiáng)度差異顯著，山西地區(qū)部分焦煤的焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度可達(dá)70%以上，但有些來自侏羅紀(jì)時代的焦煤，反應(yīng)后強(qiáng)度僅約20%。以上現(xiàn)象難以從煤炭分類相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)解釋清楚，究其原因是與煤化程度、煤巖組成、成煤環(huán)境和變質(zhì)經(jīng)歷等煤巖學(xué)問題有關(guān)。

3 煉焦煤的分類及其意義

3.1 中國煤炭分類簡介

目前在中國有3個關(guān)于煤炭分類的國家標(biāo)準(zhǔn)，分別是《中國煤炭分類》《中國煤層煤分類》和《中國煤炭編碼系統(tǒng)》。該3個分類標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)不同，應(yīng)用的廣泛程度也不同。其中《中國煤炭分類》該分類標(biāo)準(zhǔn)屬于技術(shù)分類的范疇。在國外，蘇聯(lián)、德國、英國等均有類似的分類標(biāo)準(zhǔn)，比如在德國、波蘭、蘇聯(lián)煤炭分類中均有中國煤炭分類中“氣煤”、“肥煤”等類似術(shù)語名稱。《中國煤層煤分類》為接近于科學(xué)成因分類的方案，與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11760性質(zhì)一致，將煤作為原生地質(zhì)巖體而按照其自然屬性進(jìn)行分類，目的是使得不同國家和地區(qū)對煤炭資源進(jìn)行初步評價的結(jié)果相互之間更具有可比性。其所采用的自然屬性指標(biāo)主要是煤巖學(xué)指標(biāo)。《中國煤炭編碼系統(tǒng)》出臺的背景，主要與當(dāng)時國際上煤炭編碼工作興起有關(guān)，歐洲和澳大利亞先后提出了煤炭編碼系統(tǒng)。編碼的優(yōu)勢在于以關(guān)鍵煤質(zhì)指標(biāo)直接確定編碼，避免了煤類名稱帶來的主觀性問題。缺點在于需要解碼，對于不太熟悉煤質(zhì)的人員來說，幾乎很難應(yīng)用。實際上，編碼標(biāo)準(zhǔn)均未在國內(nèi)或國際切實推行。

3.2 GB/T 5751標(biāo)準(zhǔn)及其意義

該標(biāo)準(zhǔn)在我國煤炭資源勘探、儲量管理、煤炭加工和利用等各方面均發(fā)揮了巨大的作用，也是國際上所有煤炭分類中推廣最為普及的1個分類方案。標(biāo)準(zhǔn)中煉焦煤主要根據(jù)揮發(fā)分、黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層指數(shù)和奧亞膨脹度4個指標(biāo)進(jìn)行分類。按照該標(biāo)準(zhǔn)，從1/2中黏煤到貧瘦煤的8個煤種屬于常規(guī)煉焦用煤。由于分類采用的指標(biāo)較少，按照該分類會出現(xiàn)同一類煤的工藝性質(zhì)(流動度、反應(yīng)性等)有差別的現(xiàn)象，但可通過比較國際上其他煤分類方案的應(yīng)用效果，來客觀分析煤分類存在的問題。

(1)國際煤分類。ISO 11760是1個接近于科學(xué)—成因分類的方案，其主要目的在于描述煤的基本類型和進(jìn)行國際間資源對比。分類指標(biāo)與中國煤炭分類完全不同，其主要采用2個成因指標(biāo)、1個品位指標(biāo)進(jìn)行分類。其中品位指標(biāo)為灰分，而成因指標(biāo)即為煤巖學(xué)指標(biāo)，也從另一個側(cè)面反映了煤巖學(xué)指標(biāo)對于認(rèn)識煤炭的重要性。按照該分類方案，鏡質(zhì)體反射率、鏡質(zhì)體含量、灰分產(chǎn)率接近的煤即可被認(rèn)為是同一類煤。若樣品的鏡質(zhì)體反射率為1.51%、鏡質(zhì)體含量為62.5%、灰分為10.51%，按照ISO 11760分類，其分類結(jié)果為“中階煤A，較高鏡質(zhì)體含量、中等灰分”，但黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層、膨脹度、流動度等在此均未能清晰。若單純以煉焦應(yīng)用為目的，該標(biāo)準(zhǔn)不如中國分類更為直接。

(2)中國煤分類與美國煤分類比較。美國煤分類中的煙煤，基本上相當(dāng)于中國的煉焦煤。中國的分類方案中引入了黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層指數(shù)、奧亞膨脹度等黏結(jié)性指標(biāo)，但美國煤分類中對黏結(jié)性的分類采用“黏結(jié)”或“不黏結(jié)”此類定性的描述。中國的煉焦煤分類共為8類，每個煤類還有很多次一級的編碼，但美國煤分類簡單劃分為中、高、低揮發(fā)分煙煤。按照美國煤分類，同一類煤的工藝性質(zhì)也會有顯著差異。

(3)中國煤分類與澳大利亞煤分類比較。澳大利亞煤分類國家標(biāo)準(zhǔn)是1個編碼標(biāo)準(zhǔn)，采用鏡質(zhì)體反射率、發(fā)熱量、膨脹度、灰分、硫分等對煤進(jìn)行編碼，而編碼類標(biāo)準(zhǔn)實際上從未被有效推廣。無論澳大利亞還是澳洲煤的主要出口國日本、印度等，市場上應(yīng)用最廣泛的是AME公司提出的相應(yīng)“標(biāo)準(zhǔn)”，即硬焦煤、半硬焦煤、半軟焦煤1套術(shù)語。該“標(biāo)準(zhǔn)”中將流動度、焦炭反應(yīng)性和鏡質(zhì)體反射率作為分類指標(biāo)，應(yīng)用效果方面存在以下問題：首先是反射率和流動度的范圍明顯很寬，反射率(Rmax)在0.95%～1.7%，基本涵蓋了中國煤炭分類中從1/3焦煤到瘦煤的范圍。其次是焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度指標(biāo)的應(yīng)用，雖該指標(biāo)對于選擇煉焦煤比較有利，但此指標(biāo)用于煤分類，首要問題是選用何種試驗焦?fàn)t煉制的焦炭來對比。針對同樣的煤，不同爐型得到的焦炭熱強(qiáng)度差異很大。若需很大的試驗焦?fàn)t，其實已失去作為分類指標(biāo)的意義。所以，該指標(biāo)實際上更多供生產(chǎn)上直接評價商品煤質(zhì)量之用，難以形成社會普遍采納的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于硬焦煤、半硬焦煤、半軟焦煤與中國煤類的大致對應(yīng)關(guān)系，若不嚴(yán)格考慮焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度，硬焦煤主要對應(yīng)于中國分類中的焦煤和部分肥煤，而半硬焦煤或半軟焦煤的范圍均較寬，與中國煤炭分類存在同樣的問題。

3.3 不同層面煤炭分類標(biāo)準(zhǔn)的定位與應(yīng)用

(1)相對而言，與美國、澳洲煤分類相比，中國的煉焦煤分類實際上已很細(xì)，劃分的煤類數(shù)量已稍顯過多。

(2)國際煤炭分類以及中、美、澳等國的分類，在國家標(biāo)準(zhǔn)層面上的分類方案均較寬泛。主要因為此層面的分類方案更注重煤炭資源的可比性，提供1個煤炭資源性質(zhì)對比的總綱性文件，分類方案需簡便易行因而分類指標(biāo)不可能太多。

(3)企業(yè)層面需要的“分類”，主要注重煤種之間的相互可替代性，分類指標(biāo)越多則越易控制煤質(zhì)。此為有的企業(yè)明知其煤類大致所屬但仍需在黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層指數(shù)之外建立煤巖分析、流動度、焦炭反應(yīng)性、試驗焦?fàn)t等裝置的主要原因。

(4)焦化生產(chǎn)中大多數(shù)煤質(zhì)問題應(yīng)是對煤質(zhì)的認(rèn)識和表征問題而不是分類問題。煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)除了直接服務(wù)用煤企業(yè)生產(chǎn)，還要考慮資源勘探、儲量管理、礦區(qū)開發(fā)規(guī)劃等方面，不應(yīng)過細(xì)。

3.4 煤炭分類的發(fā)展

目前的煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)并非完美。中國目前的分類方案國標(biāo)，實際上是1970年代的產(chǎn)物，2009版本更多側(cè)重于格式上的修訂，除了規(guī)定混煤不能分類之外，無其它實質(zhì)性內(nèi)容方面的改動。在當(dāng)時的各國標(biāo)準(zhǔn)中，實際上都以揮發(fā)分來表征煤化程度。但在后期，無論是美國、澳大利亞還是蘇聯(lián)，均引入了煤巖學(xué)指標(biāo)，使得煤炭分類更加科學(xué)。因此，未來中國煤炭分類的修訂，應(yīng)主要關(guān)注煤巖指標(biāo)的引用，以進(jìn)一步促進(jìn)煉焦煤資源的合理利用。

另外，早期的煤炭分類大多屬區(qū)域性，比如蘇聯(lián)、中國都有過特定煤田的煤分類。其實該種煤分類方案有其價值，同一個煤田煤的成煤地質(zhì)背景類似，在達(dá)到相同煤化程度時性質(zhì)更加接近，相互間可比性更好一些，更有利于直接指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)。

4 煤巖學(xué)在煉焦煤評價中的應(yīng)用

由上可知，無論是煤炭分類還是其他看起來很特殊的煤質(zhì)現(xiàn)象，很多與煤巖學(xué)有關(guān)。促使煤巖學(xué)在中國焦化領(lǐng)域得到普及的主要原因是混煤問題，即為市場不規(guī)范的原因而非科學(xué)配煤技術(shù)。此應(yīng)是中國和歐美、日本等國家焦化行業(yè)應(yīng)用煤巖學(xué)最大的不同。以下從鏡質(zhì)體反射率與煤類之間關(guān)系、鏡質(zhì)體反射率標(biāo)準(zhǔn)差的應(yīng)用、煤巖組成與“活惰比”的應(yīng)用、煉焦煤工藝性質(zhì)之間內(nèi)在關(guān)系以及煉焦煤特殊性質(zhì)的煤巖學(xué)分析5個方面探討煤巖學(xué)在認(rèn)識煤質(zhì)方面的作用。

(1)利用鏡質(zhì)體反射率判別煤類。自從煤巖方法普及以來，采用鏡質(zhì)體反射率測試以鑒別混煤，已成為多數(shù)焦化企業(yè)通行的作法。但鏡質(zhì)體反射率與煤類之間關(guān)系屬于“一對多”的統(tǒng)計關(guān)系，因而嚴(yán)格意義上不能僅依靠鏡質(zhì)體反射率指標(biāo)判別煤類，正如不能僅憑揮發(fā)分來判別煤類一樣[12]。

(2)利用反射率標(biāo)準(zhǔn)差判別混煤。利用反射率標(biāo)準(zhǔn)差判別混煤是目前最慣常的作法。GB/T 15591描述了最常見的幾種混煤鏡質(zhì)體反射率直方圖形態(tài)，并規(guī)定了以標(biāo)準(zhǔn)差0.1作為判別混煤的分界。但事實上，標(biāo)準(zhǔn)差受煤本身的變化復(fù)雜程度和測試精度的影響。如果誤把惰質(zhì)體或殼質(zhì)體作為鏡質(zhì)體去測試反射率，會導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)差偏高；僅去挑選煤中最典型的鏡質(zhì)體去測試，會使得標(biāo)準(zhǔn)差偏低；測試過程隨機(jī)誤差控制不好，會使得標(biāo)準(zhǔn)差偏高。因此，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差判別混煤，首先要保證測試精度，即準(zhǔn)確選有代表性的測點，同時控制設(shè)備帶來的各種誤差。

(3)活惰比的應(yīng)用?；疃璞戎笜?biāo)較為簡單，只需測試煤巖組分含量即可計算得到。最佳惰性組分實際上一直是個假說，不同煤種中最佳的活惰比不一致。所以，對于同一煤樣的活惰比多少算合適其實沒有定論。若煤巖組分測試不準(zhǔn)確，生搬硬套“活惰比”概念還可能誤導(dǎo)生產(chǎn)。

(4)不同成煤時代煉焦煤的黏結(jié)性變化規(guī)律。對于煉焦煤各種工藝指標(biāo)之間的相關(guān)性已有很多論述，如黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層指數(shù)等隨煤化程度的變化總體上呈拋物線型變化。黏結(jié)指數(shù)的最大值，一般出現(xiàn)在鏡質(zhì)體反射率1.1%左右，而流動度的最大值一般出現(xiàn)在鏡質(zhì)體反射率0.9%～1.0%左右。另外，若按照成煤時代來統(tǒng)計，相同變質(zhì)程度下侏羅紀(jì)煤的黏結(jié)性和結(jié)焦性指標(biāo)總體上要低一些。因此，沒有煤巖學(xué)方法和指標(biāo)的參與，工藝指標(biāo)之間性質(zhì)研究更多是“相關(guān)性”研究；有了煤巖學(xué)指標(biāo)的參與，有助于分析其內(nèi)在因果關(guān)系。

(5)煉焦煤特殊性質(zhì)的煤巖學(xué)分析。以推斷焦炭反應(yīng)性偏高而反應(yīng)后強(qiáng)度偏低的原因為例，主要包括以下5種:①鏡質(zhì)體反射率偏低，即煤種比較年輕。如氣肥煤和反射率0.9%以下的1/3焦煤，雖黏結(jié)指數(shù)、流動度等都較高，但反應(yīng)活性高，焦炭熱強(qiáng)度低；②成煤時代。侏羅紀(jì)的煤在相近變質(zhì)程度下普遍比石炭二疊紀(jì)煤活性高、焦炭強(qiáng)度低，此與其成煤環(huán)境有關(guān)，也與其煤灰堿金屬含量相關(guān)；③煤層埋藏淺或暴露時間長，例如一些煉焦煤老礦區(qū)，隨著開采時間延長其煤質(zhì)(尤其焦炭熱強(qiáng)度)總體變差。④比較豐富的裂隙結(jié)構(gòu)。比如有些煉焦煤中CaO含量偏高，間接證明其中裂隙發(fā)育以及與地下水等進(jìn)行物質(zhì)交換多，導(dǎo)致煤質(zhì)變化；⑤其他未深入追蹤研究的成煤作用問題或開采加工問題。比如洗選介質(zhì)的混入等，有些情況下明顯導(dǎo)致煤質(zhì)變差。

煉焦煤的合理評價，除了常規(guī)的煤化學(xué)理論外，實際上不可避免地涉及到成煤作用知識。掌握煤化程度、煤巖組成、其他成煤作用因素，可更好地認(rèn)識煉焦煤及利用煉焦煤。

5 煤巖測試技術(shù)進(jìn)展

以上簡要介紹煤巖學(xué)及其在煤炭分類和煤質(zhì)研究中的用途。煤巖學(xué)方法在焦化行業(yè)最普遍的應(yīng)用在于監(jiān)測原料煤的混煤情況。同時，由于專業(yè)人員的缺乏，整個行業(yè)對煤巖自動測試的需求較旺盛。

基于光度法的煤巖自動測試系統(tǒng)的最大問題實際上是準(zhǔn)確度不能令人滿意。其準(zhǔn)確度不高的最主要原因是“盲測”，即將1項本來需要專業(yè)操作人員細(xì)心操作才能做好的工作交由機(jī)器自動完成，但對其過程中各種影響因素?zé)o從嚴(yán)格控制與審核，很多其他組分被作為鏡質(zhì)體來測試，必然導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)差增大，分布變寬；若人為限制測試對象，又會導(dǎo)致只測試特別典型的鏡質(zhì)體，使標(biāo)準(zhǔn)差比實際偏低。

要解決煤巖自動測試的準(zhǔn)確度問題，確保測試對象準(zhǔn)確且有代表性是最關(guān)鍵的要素。煤科院煤巖團(tuán)隊歷經(jīng)將近10年的時間研發(fā)了煤巖圖像分析系統(tǒng)[13-17]，實現(xiàn)了自動測試過程可追溯、結(jié)果易審核的目標(biāo)，可保證測試對象的準(zhǔn)確性和代表性，進(jìn)而確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時，借助圖像分析工具可直觀展現(xiàn)導(dǎo)致煤質(zhì)異常的煤巖學(xué)現(xiàn)象，便于煤巖測試結(jié)果更好地服務(wù)于生產(chǎn)。因此，圖像分析法是未來煤巖測試技術(shù)的發(fā)展方向。

(1)BRICC-M煤巖圖像分析系統(tǒng)。為確保圖像質(zhì)量，自主研發(fā)了適用于煤和焦炭的三維自動平臺和圖像采集系統(tǒng)，開發(fā)了核心的圖像分析軟件，包括如何自動識別測試對象、自動完成所有測試過程以及保存、鏈接各種原始信息。在圖像分析條件下，識別的準(zhǔn)確度及出現(xiàn)的問題可以很容易被審核，進(jìn)而得到改進(jìn)。此為圖像分析法能夠取得成功的最主要因素。

(2)煤巖圖像分析系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。由圖像分析法和目前采用的光度計法對比可知，兩者在顯微鏡配置方面完全一樣，不同之處在于采用顯微數(shù)碼攝像頭代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光度計。測試原理方面，兩者均采用已知反射率的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)并通過建立工作曲線來得到未知樣品的反射率。在同一臺顯微鏡上同時安裝顯微數(shù)碼相機(jī)和傳統(tǒng)光度計，對樣品中鏡質(zhì)體測點進(jìn)行測試，得出的鏡質(zhì)體反射率平均值和標(biāo)準(zhǔn)差以及反射率分布圖均非常接近，如圖1所示。

圖1 采用不同方法獲得的鏡質(zhì)體發(fā)射率分布直方圖對比Fig. 1 Comparison of reflectance distribution histograms of vitrinite obtained by different test methods

事實上，最早出現(xiàn)的鏡質(zhì)體反射率測試技術(shù)本身就是照相法，只不過100年前的照相技術(shù)不能與今日的同日而語，后來才被光度法所取代。隨著時代的發(fā)展，目前的數(shù)碼照相機(jī)技術(shù)，其線性范圍已完全可與光度計媲美，但在應(yīng)用和維護(hù)方面卻比光度計簡便得多。

(3)圖像分析法的應(yīng)用優(yōu)勢。利用光度計法測試時只能一人一機(jī)且很難交流，對測試結(jié)果有疑義時只能進(jìn)行重復(fù)測試，但圖像分析法可保留整個過程并隨時進(jìn)行審核。在結(jié)果應(yīng)用方面，圖像分析法可直觀展現(xiàn)煤的顯微特性，很多煤質(zhì)問題可從中找到答案。利用圖像分析方法可非常方便地調(diào)出有爭議的測值相對應(yīng)的顯微圖像并進(jìn)行審核，可直觀地展示出是的確存在相應(yīng)的煤種，還是由于各種原因?qū)е碌臏y試錯誤。該種審核技術(shù)，一方面便于應(yīng)用，另一方面也不斷推動技術(shù)改進(jìn)，提高測試對象的識別準(zhǔn)確率，使其成為1種可以保證精度的實用技術(shù)。

目前，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 40485—2021《煤的鏡質(zhì)體隨機(jī)反射率自動測定 圖像分析法》已經(jīng)發(fā)布，圖像分析法已成為自動測試鏡質(zhì)體隨機(jī)反射率的國家標(biāo)準(zhǔn)方法。

6 結(jié) 論

(1)關(guān)于煉焦煤分類，無論國際標(biāo)準(zhǔn)還是國家標(biāo)準(zhǔn)均注重煤質(zhì)的可比性，分類指標(biāo)需簡便易行且不可太多；而企業(yè)層面所需的分類，重點注重煤種間的相互可替代性，即分類指標(biāo)越多則越易控制煤質(zhì)。但無論何種分類方案，煤巖指標(biāo)均為不可或缺的指標(biāo)。因此，既不能將煉焦煤常見的煤質(zhì)問題簡單歸結(jié)為分類問題，同時也需高度重視煤巖學(xué)的應(yīng)用。

(2)煤巖學(xué)方法能將各種工藝指標(biāo)高度關(guān)聯(lián)，有助于科學(xué)解釋異常的煤質(zhì)現(xiàn)象。

(3)利用鏡質(zhì)體反射率分布圖和標(biāo)準(zhǔn)差來鑒別混煤，判別煤類時切忌教條地引用某些相關(guān)關(guān)系，二者間關(guān)系需要科學(xué)解讀。

(4)圖像分析法在儀器組成的通用性、操作的便利性、過程審核的可追溯性以及測試結(jié)果的準(zhǔn)確性等各個方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的光度計法，代表著今后鏡質(zhì)體反射率測試的技術(shù)方向。隨著國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 40485—2021《煤的鏡質(zhì)體隨機(jī)反射率自動測定 圖像分析法》的實施，煤巖圖像分析法的應(yīng)用將會越來越普及。