炼焦原料煤镜质组的反射率及分布

白青子，王天威，刘亚林

( 1．黑龙江科技大学环境与化工学院，哈尔滨150022; 2．东兴煤化工有限公司，黑龙江佳木斯154005)

炼焦原料煤镜质组的反射率及分布

白青子1，王天威2，刘亚林2

( 1．黑龙江科技大学环境与化工学院，哈尔滨150022; 2．东兴煤化工有限公司，黑龙江佳木斯154005)

为了减少镜质组反射率测定的工作量，利用相对误差、复相关系数、方差分析法和t检验法，研究单种煤及其复配的配合煤镜质组反射率的关系，证明镜质组反射率及其分布具有良好的加和性。选取的配合煤，南选煤与圣弗煤的比例分别为8∶2、6∶4、4∶6、2∶8，将其预测值与实测值对比。结果表明:四种方法均说明配合煤镜质组反射率分布的实测值和预测值没有差异，近似相等。用单种煤的镜质组反射率分布和配煤比理论加和法，可以预测配合煤的镜质组反射率及其分布，指导配煤炼焦的生产实践。

炼焦煤;镜质组反射率;加和性;配合煤

收稿日期: 2013－12－19
第一作者简介:白青子( 1965－)，女，黑龙江省桦川人，教授，研究方向:煤化工，E-mail: baiqingzi@163．com。

0引言

煤的镜质组反射率被公认是表征煤化程度的最好指标［1］。煤镜质组反射率测定最具有意义的是获得镜质组反射率分布图，这是目前鉴别单混煤［2］、判断煤种与煤化程度、计算混煤中单种煤比例［3］、确定炼焦配煤中单种煤比例［4］等的唯一依据。镜质组反射率分布图作为标志煤结焦性质的最佳指标，可以反映焦煤的变质程度，优化配煤方案，稳定配合煤质量，最终可以实现稳定提高焦炭质量、降低焦炭成本的目的［5－6］。为此，众多学者在这方面做了大量的研究。寇占喜等［7］研究配合煤镜质组反射率分布图能够预测焦炭强度之优劣。陈国庆等［8］利用单种煤合成配合煤镜质组反射率分布图，合理改善配合煤的配比，稳定改善焦炭质量。姚伯元［4］研究用HD全自动显微镜光度计软件指导配煤。张磊等［9］以开滦矿区不同变质程度炼焦煤为研究对象，利用t检验方法，研究了单种煤和配合煤镜质组反射率分布图，配合煤的镜质组反射率具有较好地加和性。张雅茹等［10］对比单种煤镜质组反射率理论加和平均值及实测值，认为镜质组反射率具有较好地加和性，配合煤的镜质组反射率可由单种煤镜质组反射率加和获得。

笔者利用相对误差、复相关系数、方差分析法和t检验法，以南选煤和圣佛煤为研究对象，研究单种煤和配合煤的镜质组反射率分布图，将理论加和平均值与实测值进行对比，探索单种煤预测配合煤镜质组反射率及其分布图的方法，以降低镜质组反射率测定工作量。

1实验

1．1单种煤镜质组反射率的测定

实验采用东兴煤化工有限公司的MSS－2000型全自动智能型快速煤岩分析系统测定煤样的镜质组反射率及其分布。

原煤样采用鹤岗市南山选煤有限责任公司煤(简称南选煤，N)和山西省临汾市霍州市圣佛煤矿煤(简称圣佛煤，S)两种，经粉碎制样、磨片、抛光后，测定镜质组反射率及其分布，结果见表1、2。南选煤N和圣佛煤S的镜质组反射率分布见图1。

表1单种煤镜质组反射率实测值Table 1 Actual measuring value of vitrinite reflectance on single coal

从测定结果可知，南选煤是简单混合的肥煤，最大镜质组反射率平均值珔Rmax=0. 968，标准偏差s = 0. 119，圣佛煤是单一煤层的1/3焦煤，珔Rmax=0. 859，s =0. 061。

表2随机镜质组反射率分布Table 2 Stochastic distribution of vitrinite reflectance

图1单种煤镜质组反射率分布Fig．1 Vitrinite reflectance distribution figure of single coal

1. 2配合煤镜质组反射率的测定

南选煤和圣佛煤按不同比例配成配合煤，并测定其镜质组反射率及分布，配合煤的镜质组反射率的实测值见表2和表3，配合煤的镜质组反射率的实测值分布见图2。

表3配合煤镜质组反射率的实测值Table 3 Actual measuring value of vitrinite reflectance on coal blends

图2不同配比的配合煤镜质组反射率分布Fig．2 Different proportions of vitrinite reflectance distribution figures on coal blends

2 数据分析

2．1配合煤镜质组反射率的理论加和值

用南选煤和圣佛煤按一定的比例复配，预测配合煤的镜质组反射率及其分布，其计算公式如下所述。

根据GB/T 6948—2008，最大镜质组反射率平均值

珔Rmax=1. 064 5珔Re， ( 1)

式中:珔Rmax——最大镜质组反射率平均值; 珔Re——随机镜质组反射率平均值。

式中: Ri——第i阶(或半阶)镜质组反射率的中间值;

fi——第i阶(或半阶)镜质组反射率的出现频率。配合煤随机镜质组反射率的理论加和平均值

式中: xj——配合煤中j煤种的质量分数。

2. 2 数据讨论

采用式( 2)和( 1)理论加和计算，预测配合煤的镜质组反射率及其分布，其结果见表4。镜质组反射率的预测值分布见图2，图2a～d是N∶S分别为8∶2、6∶4、4∶6和2∶8的配合煤。

表4配合煤镜质组反射率的实测值与预测值对比( 1)Table 4 Comparison( 1) of predictive values and measured values on vitrinite reflectance of coal blends

对不同比例复配的配合煤镜质组反射率的预测频率与实测频率，进行复相关系数计算、单因素方差分析、t－检验，结果见表5。

表5配合煤镜质组反射率的实测值与预测值对比( 2)Table 5 Comparison( 2) of predictive values and measured values on vitrinite reflectance of coal blends

由表4可知，南选煤和圣佛煤按不同比例复配的配合煤镜质组反射率的实测值和预测值相差很小，珔Rmax最大误差仅为0. 031;配合煤的镜质组反射率理论加和计算预测值与实测值的相对误差小于5%，在实验误差合理范围内。

由表5可知，南选煤和圣佛煤按不同比例复配的配合煤镜质组反射率分布的实测值和预测值相比较，复相关系数R最小为0. 808，最大为0. 965，说明相关性良好。

对四个配合煤镜质组反射率分布的实测值与预测值进行单因素方差分析，则计算的F值都远小于F临界值，P值都大于0. 667，远大于P = 0. 10。这说明实测值与预测值没有较大差异，两组数据相近。

将四个配合煤镜质组反射率分布的实测值与预测值进行t－检验(成对双样本均值分析)，则计算的t值的绝对值都小于t双尾临界值，说明两组数据没有显著差异，近似相等。

以上四种方法都说明配合煤镜质组反射率分布的实测值和预测值没有差异，均近似相等。表明配合煤镜质组反射率分布有很好的理论加和性，即用单种煤的煤镜质组反射率分布和配煤百分比可以理论加和计算，预测配合煤的镜质组反射率及其分布。

3 结束语

配合煤镜质组反射率分布预测值与实测值没有差异。通过相对误差、复相关系数、方差分析和t检验，证明镜质组反射率及其分布具有加和性。可以通过单种煤的镜质组反射率分布和配煤比累计加和计算配合煤的镜质组反射率及其分布，减小配煤的化验工作量，提高劳动效率和决策效率。可以用以指导配煤炼焦生产实践。

［1］ 李文华，白向飞，杨金和，等．烟煤镜质组平均最大反射率与煤种之间的关系［J］．煤炭学报，2006，31( 3) : 342－345．

［2］全国煤炭标准化技术委员会．GB/T 15591—1995．商品煤反射率分布图判别方法［S］．北京:中国标准出版社，1996．

［3］ 姚伯元．确定混煤中单煤比例的方法［J］．科技导报，2006，24( 5) : 62－65．

［4］ 姚伯元．配合煤反射率分布图在指导炼焦配煤中的作用［J］．燃料与化工，2008，39( 5) : 11－15．

［5］ 姚伯元，李德平，吴亚东．煤镜质组反射率指标的统计属性与正确应用［J］．燃料与化工，2013，44( 2) : 8－12．

［6］ 边 璟．混煤镜质组反射率与焦炭冶炼的关系［J］．山西化工，2011，31( 4) : 36－38．

［7］ 寇占喜，高志军．焦炭强度与煤若干指标的实验分析［J］．河北冶金，2003，35( 3) : 17－19．

［8］ 陈国庆，朱维东，吴贤熙．煤岩分析在配煤炼焦中的应用研究［J］．贵州大学学报:自然科学版，2010，27( 6) : 68－69．

［9］ 张 磊，刘文礼，门东坡，等．炼焦煤镜质组反射率直方图及其加和性［J］．辽宁工程技术大学学报:自然科学版，2013，32( 7) : 905－910．

［10］ 张雅茹，徐 君，曲 恒．炼焦煤镜质组反射率及其分布可加性的研究［J］．现代化工，2009，29( S1) : 59－61．

(编辑 徐 岩)

Study of vitrinite reflectance additivity of coking coal

BAI Qingzi1，WANG Tianwei2，LIU Yalin2

( 1．School of Environmental＆Chemical Engineering，Heilongjiang University of Science＆Technology，Harbin 150022，China; 2．Dongxing Coal Chemical Industry Co．Ltd．，Jiamusi 154005，China)

Aimed at reducing the workload of vitrinite reflectance measurement，this paper studies the relationship between the vitrinite reflectance of single coal and complex formulation of coal blends，using the relative error，the multiple correlation coefficient，the variance analysis method，and the t-test method，and thereby proves that there exists a good additivity on the vitrinite reflectance and its distributions．The comparison between their predicted values and measured values，using the Nanxuan coal and the Shengfu coal in the feeding ratio of 8∶2，6∶4，4∶6 and 2∶8 respectively，suggests that there occurs no apparent difference in vitrinite reflectance between the measured value and predicted value，due to the use the four calculation methods．It follows that it is viable to predict the vitrinite reflectance of coal blends and its distributions using the vitrinite reflectance distribution of single coal and the adding method of coal blends ratio theory．The study may serve the coal blending and coking．

coking coal; vitrinite reflectance; additivity;coal blends

10. 3969/j．issn．2095－7262. 2014. 02. 002

TQ531．2

2095－7262( 2014) 02－0119－04

A