[发明专利]数字化煤岩组分自动测定方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种煤岩组分测定方法，尤其涉及一种应用于高精度、高效的数字化煤岩组分自动测定方法。

 

背景技术

煤岩组分是单种煤或混合煤煤岩特性中重要的指标，它是指煤中稳定组、镜质组、惰质组三种煤岩结构的组成含量。

稳定组：稳定组主要由植物的繁殖器官、保护组织、分泌物和藻类等相关的次生组织形成，在反光油浸镜下呈灰黑—深灰色，具有易于辨认的特殊形态特征，有微突起，在煤岩组分中反射率值最弱。

镜质组：主要由植物的木质纤维组织受凝胶化作用转化而成的纤维组分，常呈条带状、透镜状、固块状及基质状出现，无突起，反光油浸镜下呈深灰—浅灰色，在煤岩组分中反射率值居中。

惰质组：由植物遗体主要受丝质化作用转化而成的纤维组分，形态各异，中高突起，具有植物细胞结构，部分无结构，在煤岩组分中反射率值最高，在反光油浸镜下呈灰白-亮白或亮黄色。

目前，煤岩组成是人工在显微镜下用计点法进行统计的，其测定方法很多，但原理只有一个，即先测定各组成所占面积百分比，此面积百分比与体积百分数成正比，各煤岩组分的体积百分比含量表征了煤岩各组分的含量，如果已知各组分的密度，即可换算成质量百分数。目前常用的方法就是计点法，该法使用电动计点器测定，其由两个部分组成，一是机械台，二是自动记录器，记录器一般有8－10个键，当按记录器上的键时，计数继电器就计下一个数字，并通过电子管传递信号，控制机械台使试片移动一个距离，计数时每一个键代表一种固定组分，在视域中见到哪种组分落在十字丝中心即按相当于该组分的键，试片随之移动，如此直至测定完整个试片，每一个键上按得次数与所有键上按得次数之比，就是该组分的体积百分比含量。该方法可以达到一定精度，但是劳动强度大，要求操作人员需要经过专业培训。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字化煤岩组分自动测定方法，该方法合理利用了数字化煤岩分析系统得到的煤岩全组分反射率累计直方图中的大量数据信息去判定煤岩组分，并求得各煤岩组分的体积百分比含量，解决了传统煤岩组分测定速度慢，用眼强度大的问题。

本发明是这样实现的：一种数字化煤岩组分自动测定方法，采用数字化煤岩分析系统测量煤岩全组分的反射率及其分布，所述煤岩全组分包括稳定组、镜质组和惰性组，通过图像扫描程序得到煤岩全组分反射率累计直方图和镜质组反射率方差，然后对煤岩全组分反射率累计直方图进行煤岩组分分割并计算煤岩组分的体积百分比含量，所述煤岩全组分反射率累计直方图是以反射率为横坐标，频度为纵坐标的数据曲线，其中，频度：指所有扫描点中某一反射率的点所占百分比。

若镜质组反射率方差小于0.1，则判定为单种煤；或镜质组反射率方差大于等于0.1以上，镜质组高斯拟合峰为单峰，则判定为单种煤；

首先根据煤岩全组分反射率累计直方图设定稳定组反射率的起始点阀值和惰质组反射率的终点阀值，稳定组反射率的起始点阀值为频度是2％时对应的反射率值，记为T1，惰质组反射率的终点阀值为频度是98％时对应的反射率值，记为T4；

第二、对煤岩全组分反射率累计直方图分三段直线拟合：在煤岩全组分反射率累计直方图上确定煤岩各组分的大致区间，然后利用基于最小二乘法的直方图曲线段逼近方法对上述区间的曲线进行直线拟合，求得各区间的直线；

第三、利用拟合直线的交点确定稳定组与镜质组之间的阀值T2、镜质组与惰质组之间的阀值T3；

第四、根据阀值求出煤岩各组分反射率累计直方图的积分值，利用煤岩各组分反射率累计直方图的积分值与煤岩全组分反射率累计直方图的积分值的比值计算出稳定组Wr、镜质组Jr和惰质组Dr体积百分比含量，其计算公式为[1]、[2]和[3]，

                                 [1]

                                 [2]

                                 [3]

式中：是反射率为的累计直方图的面积，的取值为T1，T1+0.01，T1+0.02，T1+0.03，…，T4，T4-0.01。

若镜质组反射率方差大于等于0.1，且镜质组高斯拟合峰为2个以上的峰，则判定为混合煤；

首先提取镜质组反射率区间，构建镜质组直方图，再对镜质组进行高斯拟合，确定拟合峰的各峰值、标准差和各峰所占面积百分比；