煤的可選性評價(jià)方法的一種途徑

1、  煤的可選性評價(jià)方法的一種途徑   煤的可選性反映按要求的質(zhì)量指標(biāo)從原煤中分選出合格產(chǎn)品的難易程度,它是評價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。19世紀(jì)末,隨著澳洲學(xué)者里廷格爾最先研究煤的可選性以來,煤炭科技工作者一直積極從事著這方面的研究工作。與其相聯(lián)系的煤的可選性評價(jià)方法也成了各國選煤工作者非常關(guān)心的研究課題。本文在分析了現(xiàn)有煤的可選性評價(jià)方法的基礎(chǔ)上,指出了存在的問題 ,并從煤巖學(xué)的角度用專家系統(tǒng)探索煤的可選性評價(jià)。 &nbsp 1國內(nèi)外煤的可選性評價(jià)方法概述   1867年,里廷格爾用氯化鋅溶液進(jìn)行了煤的浮沉試驗(yàn)。1903年,法國礦

2、業(yè)評論雜志上刊登了法國工程師查爾瓦特關(guān)于繪制可選性曲線的論文。1905年,比利時(shí)學(xué)者亨利在列日召開的國際采礦會議上發(fā)表了繪制可選性曲線的論文。1911年,利赫特對可選性作了數(shù)學(xué)分析。于1925年以后,才出現(xiàn)利用原煤浮沉試驗(yàn)繪制的可選性曲線。目前國內(nèi)外煤的可選性評價(jià)方法,大都是在可選性曲線基礎(chǔ)上或啟發(fā)下提出來的。其中用得比較多的可選性評價(jià)方法是中煤含量法和分選密度±0.1含量法。   1.1中煤含量法   中煤含量法最先在前西德使用,它以1.52.0密度級的煤量占全部煤量的百分?jǐn)?shù)作為評定可選性等級的指標(biāo)。這種方法在前蘇聯(lián)、英國及中國都曾一度使用過

3、。但每個(gè)國家根據(jù)自己國家的煤質(zhì)情況對“中煤”的范圍做了調(diào)整,如前蘇聯(lián)以1.41.8密度級的煤定為中煤,并據(jù)此得出可選性的等級。而中國的煤根據(jù)前蘇聯(lián)的評定等級大部分屬于“很難選”這一類,所以將等級進(jìn)行了重新劃分。但這種方法仍然和中國的洗選效果聯(lián)系不起來而沒有得到廣泛應(yīng)用。   1.2 分選密度±0.1含量法   分選密度±0.1含量法是美國人勃特在1928年首先提出來的,他將原煤中大于分選密度0.1和小于分選密度0.1范圍內(nèi)的煤重占全部煤重的百分?jǐn)?shù)作為評定可選性的指標(biāo)。分選密度±0.1含量越小,煤越易選。該方法自 1982年以

4、來,一直作為中國煤炭可選性的評價(jià)方法,并根據(jù)中國煤炭的實(shí)際情況對評價(jià)指標(biāo)及等級作了具體的規(guī)定,如下表所示。   分選密度±0.1含量法的可選性等級劃分   分選密度±0.1含量/*3 可選性等級   <10.0 極易選   10.120.0 易選   20.130.0 中等可選   30.140.0 難選   >40.0 極難選   這種方法有它的優(yōu)越性,既充分考慮了產(chǎn)品質(zhì)量、選煤方法及密度組成對可選性的

5、影響,解決了對于同一種原煤用不同分選密度分選時(shí),可選性難易程度不同的問題,也肯定了大于1.80密度級的矸石對可選性沒有多大影響的觀點(diǎn)。但它有自身不能克服的缺點(diǎn),既確定的可選性等級在不同煤之間缺乏可比性;其次是中國煉焦煤本身可選性比較差,在洗選時(shí),為了多回收浮煤而將分選密度定得較高以至影響浮煤灰分。   2煤的可選性研究的發(fā)展方向   目前評價(jià)煤的可選性的方法大都從密度特性和粒度特性對可選性的影響來研究。然而,影響煤的可選性的因素很多,只考慮密度特性對可選性的影響顯然是不充分的?？陀^地說,密度及密度組成是影響原煤可選性的一個(gè)重要因素,但密度組成仍然和煤炭本

6、身組成包括煤巖組成有關(guān)。實(shí)質(zhì)上,煤之所以可選,就是由于賦存于煤中的礦粒能通過自然和人工破碎的手段達(dá)到解離,然后根據(jù)煤和礦物質(zhì)各種性質(zhì)上的差異在選煤設(shè)備中進(jìn)行分離的。而礦物在煤中的賦存形態(tài)正是煤巖學(xué)研究的一項(xiàng)重要的內(nèi)容。所以從煤巖學(xué)角度來研究煤的可選性是其發(fā)展方向。   2.1從煤巖學(xué)角度評價(jià)煤的可選性的研究現(xiàn)狀   早在第六屆全國選煤和水煤漿學(xué)術(shù)會議上,安文華就發(fā)表了“初論利用煤芯煤樣研究煤的可選性”的文章,文章論述了利用煤芯煤樣代替生產(chǎn)煤樣做可選性試驗(yàn)的優(yōu)越性,并結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況,提出了利用煤芯煤樣進(jìn)行可選性試驗(yàn)的試驗(yàn)方法。利用煤芯煤樣進(jìn)行篩分浮沉試驗(yàn)

7、,它克服了生產(chǎn)煤樣采樣少,代表性不夠全面的缺點(diǎn)。它的主要特點(diǎn)是可以綜合各個(gè)采樣點(diǎn)的煤樣得到整個(gè)勘探區(qū)的可選性變化規(guī)律;另一個(gè)特點(diǎn)是加強(qiáng)了煤的微觀研究,從而從根本上揭露了影響煤的可選性的內(nèi)在因素。據(jù)此,1993年2月2 5日,原能源部頒布了煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 320 -93煤芯煤樣可選性試驗(yàn)方法,并在補(bǔ)充件里,規(guī)定了測定煤樣密度組成的煤巖學(xué)方法,將有機(jī)密度和礦物質(zhì)密度進(jìn)行綜合得出煤粒密度,這里就是考慮到不同煤巖組分對煤的可選性的影響。   景玉龍、張鑌、劉紹元等也從不同的角度著手,提出用煤巖學(xué)觀點(diǎn)評價(jià)煤的可選性,其觀點(diǎn)為影響煤的可選性的因素是巖礦雜質(zhì)在煤中的賦存狀態(tài),煤層結(jié)構(gòu) ,煤

8、的沉積環(huán)境等。   2.2影響煤的可選性的因素   從煤的成因角度研究煤的可選性,則影響煤的可選性的主要因素如下。   (1)礦物質(zhì)在煤中的分布:因?yàn)榈V物質(zhì)在煤中含量不同,造成煤的密度組成不同;嵌布特征不同造成煤炭與礦物質(zhì)解離的難易程度不同。   (2 )煤層結(jié)構(gòu)的影響:煤層結(jié)構(gòu)不同,即煤層中所含的夾矸層的層數(shù)不同,一般,不含夾矸層的煤,在開采過程中,混入煤中的矸石量就少;而含夾矸層多的煤層,在開采時(shí),混入煤中的矸石量就多,所以直接影響煤的可選性。   (3)煤巖組分類型的影響:煤巖組分對煤的可

9、選性的影響是顯然存在的,不同的煤巖組分其在密度、機(jī)械強(qiáng)度等方面是不同的。一般惰質(zhì)組含量高的煤,由于惰質(zhì)組密度較大細(xì)胞腔中常充填粘土礦物和石英等,故含有惰質(zhì)組較高的煤是比較難選的。   (4)煤系成因的影響:煤系成因是影響煤的還原類型的主要因素,而煤的還原類型不同,其可選性也不同,一般較強(qiáng)還原類型的煤好選,較弱還原類型的煤難選。   3 煤的可選性評價(jià)方法的專家系統(tǒng)研究   專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量專門知識與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)。它是應(yīng)用人工智能技術(shù),根據(jù)一個(gè)或多個(gè)人類專家提供的特殊領(lǐng)域知識、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷,模擬人類專家做決定的過程。簡言之

10、,專家系統(tǒng)是一種計(jì)算機(jī)程序,可以以專家的水平完成專門的、較困難的專業(yè)任務(wù)。一般來講,如果研究對象能被歸納成一系列的規(guī)則,而不是一些數(shù)學(xué)符號或者方程式;而且在進(jìn)行對象研究時(shí),已積累了人類專家的經(jīng)驗(yàn) ,則該對象適合于用專家系統(tǒng)研究。   3.1煤的可選性評價(jià)專家系統(tǒng)研究的可行性   從上面的分析可以看出,影響煤的可選性的因素很多,各因素間關(guān)系復(fù)雜,目前難于用數(shù)學(xué)模型加以表達(dá),而且選煤專家和煤巖學(xué)專家在研究煤的可選性方面已積累了大量的知識和經(jīng)驗(yàn)。如果運(yùn)用專家系統(tǒng)所具有的對非數(shù)值知識 (其中包括大量人類專家的經(jīng)驗(yàn) )的處理能力和它的推理機(jī),從煤巖學(xué)角度把影響煤的

11、可選性的內(nèi)在因素聯(lián)結(jié)起來,形成一種新的煤的可選性評價(jià)方法,作為對未生產(chǎn)礦井或地質(zhì)部門評價(jià)煤的可選性的參考,無疑是研究煤的可選性評價(jià)方法的一種新途徑。   3.2系統(tǒng)的建立   該系統(tǒng)以確定煤的可選性評定等級為目標(biāo),是從煤巖學(xué)角度分析影響煤的可選性的因素著手進(jìn)行開發(fā)的。其推理過程如圖所示。   煤的可選性評價(jià)專家系統(tǒng)推理分析圖（略）   根據(jù)煤的可選性影響因素的知識特點(diǎn),系統(tǒng)的知識表示用產(chǎn)生式規(guī)則。該系統(tǒng)的生成采用通用專家系統(tǒng)開發(fā)工具-2.0。由于專家及書本以一種概略性的語氣表達(dá)每一種影響因素對可選性的影響,盡管-2.0提供了表達(dá)不確定知識的功能 (值可取0100表示知識的不確定性) ,但每種影響因素對可選性的影響程度即值目前還難于確定。在系統(tǒng)開發(fā)時(shí),對不確定知識的表示采用評分的方法解決,即若某種影響因素對可選性產(chǎn)生“好”的結(jié)論時(shí),得10分,產(chǎn)生“中”的結(jié)論時(shí),得5分,產(chǎn)生“差”的結(jié)論時(shí),得0分,不確定結(jié)論的推理采用評分值求和的方式解決。   本方法目前正處在探索性研究階段,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),可以根據(jù)知識庫中存放的有關(guān)影響煤的可選性諸多因素的知識,通過逆向推理方式,推理得出煤的可選性難易程度的一