快速分析技术在煤质检测中的应用

快速分析技术在煤质检测中的应用

王有兵

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摘要：煤炭是一种固体可燃物质，其成分复杂，受原料成分和环境的不同影响，其性质也不同。传统慢灰法检测煤质的准确性较高，但耗时较长，不能满足煤质检测的时效性要求；快速分析技术可以有效地提高煤质检测速度，同时保证检测结果的准确性。此外，先进的工业快速分析仪的出现，进一步提高了煤质检测的质量。

关键词：快速分析技术；煤制检测；应用

引言

煤炭质量检验是煤矿生产中的一个重要内容，其试验结果直接关系到煤炭的品质，也关系到煤炭的价格和企业的经济利益，是煤矿开采的一个关键技术环节。根据煤质控制指标，对煤种进行了分类，并对其进行了理化分析。通过对煤质的监测，可以更好地运用最优技术指标来检验煤样，确保各项指标的正确性。

1煤质常规化验操作流程

1.1煤炭取样

煤碳取样是煤炭实验的首要环节，取样的选取与实验结果的正确性有着密切的关系。所以取样是很重要的，应该让相关的人知道。煤碳取样主要是为了对煤取样进行筛选和分析，为煤的总体特性提供一个客观的结论，从而促进煤的生产。在采煤过程中，最有代表性的煤样必须与有关的工业规范和规范保持一致，以保证以后的分析结果的精确度和可操作性。同时，运用统计学原理对煤矿取样进行科学、合理的处理，使取样工作得到规范化，保证取样的代表性。

1.2木炭样品的制备

煤炭取样系统受多种外部因素影响，需要科学、准确地完成破碎、脱壳和干燥作业。采掘过程中，如果煤样含水量较大，则不能通过采石场和磨矿场。必须在13毫米的范围内拆除，减少9个点，约2千克。应当注意，采取九点办法，严格按照有关行业国家有关规定，限制使用煤炭样品。采样室通常有强烈的空气阻力，有时还伴有高温。外部自然环境的失控对煤炭样品的制作产生了重大影响，导致煤炭样品结构不稳定。因此，在准备样品时，操作员必须严格控制取样过程，确保每一种化合物都符合标准，同时控制取样室的环境，如控制水源，避免暴露于空气中，防止煤样中的空气蒸发，造成空气流失。木炭样品收集并储存在密封容器中，例如收集桶，密封橡胶外壳，衬垫皮革布等等，这样可以减少在制备过程中流失的水分，从而得到最完整的煤炭样品。

1.3煤样的工业分析

煤炭样品的工业分析是煤质控制的重要内容，一般指煤样品的热值如挥发性、灰烬、硫磺、碳氢化合物等。身份识别分析通常是通过重复的程序来完成，为了保证结果的精确性，对多种业务结果进行比较分析。在进行煤炭模型工业分析时，应着重于缩短采煤时间，避免因长时间存放而导致煤炭样品完全丢失。对木炭样品进行分析时，必须维护机械取样器，保证设备稳定，取样结果准确。优化采样方案能有效地降低煤炭取样特性变化。

2煤质检测存在的问题及原因

（1）不同采煤区域、煤层煤质差异较大，煤质不同，产煤质量不同，毛煤热值差异较大，每班测得的样品热值波动幅度为±500卡/克。

（2）由于选煤厂洗选能力超出原设计能力，运输车间煤炭化验结果不及时，运销车间无法及时掌握产品储存、检验结果，盲目装车，影响后续配煤装车。

（3）选煤厂的洗选、装车采用自动采样机在皮带输送机上取样，然后送到化验室进行常规煤质化验，检测报告需要1~2小时，检测报告会有一定的延迟。

3提升煤质化验准确性的措施

3.1规范操作行为

在操作过程中，必须采用标准的测试方法，以保证煤炭质量的精确度。在测试时，首先要针对不同的目标进行正确的测试，同时要尽量降低偶然误差，以提高测试的精确度。作业人员应在黑暗，干燥或通风的环境下，制定最好的作业准则，例如干燥的煤样品，高含水量，以及大量的煤样品。同时，通过对不同等级的样品进行多种测定，以降低温度、湿度等环境因素对试样的影响。通过对煤炭质量检验指标的界定，可以有效降低在实验室试验中出现差错的危险。

3.2加强仪器管理

在煤制检测的过程种，需要大量的仪器。同时，仪器的优良性能也是影响分析结果精度的重要因素。所以，设备的维修是必不可少的。在买设备的时候，买方要考虑采购什么设备，要了解设备的质量、性能和价格，以便挑选出性价比最高的设备。对煤质进行检查时，必须严格按照操作规程进行，不得对设备造成损伤，从而极大地延长了设备的使用寿命和准确度。在设备维修期间，应注意保持设备的洁净，定期对其进行校验，并根据设备管理规定进行维修、更换。

4煤质在线检测技术应用分析

4.1天然γ射线测量法应用分析

天然伽马射线测量方法无需使用放射源，通过计算天然天然放射源产生的伽马射线就可以确定煤中的灰分含量。该技术能够满足对特定煤种过度检测的在线测量要求，而基于该技术开发的检测设备通常比较昂贵。在现场应用时，由于碳质体中的核元素含量较低，很容易受到外界环境影响而产生碳灰分。由于煤灰主要由 Al、 Ca、 Si、 Fe等元素组成，由于γ射线与上述元素之间没有直接联系，因此采用自然伽马测量法获得的煤灰精度较低。这种方法仅适用于含高放射性物质的煤，其局限性较大。

4.2ＭＸＲＡ方法应用分析

MXRA法利用电子射线管产生多能人工射线，利用人工射线衰减规律模型计算出硅、钙、铝、铁等元素的含量。同时，根据测定的湿度计算出煤的发热量。为了保证监督检测的效果，一般要求煤流粒径小于13 mm，输送带煤流宽度大于10 cm，厚度大于3 cm。目前， MXRA法已在神东选煤厂实现工业化应用，但实际应用效果有待进一步研究。

4.3近红外法应用分析

近红外光谱是通过分析煤的漫反射光谱来检测煤质的。采用吸频法和倍频法相结合的方法，其测量精度较低，需要检测的组分含量应大于0.1%。同时，近红外法得到的散射信号普遍较弱，对检测设备要求较高，其信息复杂，需要采用特殊的测量方法来提取相关信息，建立分析模型，对测量结果进行定量分析。近红外近红外光谱法在现阶段可直接检测煤中的含硫量、含水量、挥发物、碳质体中的灰分含量。测定灰分时，应借助挥发分和灰分之间的关系。由于近红外法具有无污染、不消耗试剂、在线检测等优点，所以目前煤质在线检测技术还处于起步阶段。

4.4ＸＲＦ方法应用分析

XRF法适用于原子序数较高的元素减半，对低原子序数的轻元素不适用。同时，该方法的测量精度、灵敏度都较差，对检测出的煤样要求较高。煤样经过专门的预处理系统处理，处理后煤样的粒径应小于0.2 mm。目前，基于 XRF技术开发的检测设备普遍昂贵、体积大、复杂。

结语

综上所述，煤炭质量检测能够极大地促进煤炭资源的开发利用，通过煤炭质量检测能够对煤矿实际情况进行准确的检测，从而有效地解决资源紧缺和质量问题。

参考文献

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