[发明专利]煤岩组分识别方法

说明书

一种煤岩组分自动识别方法，该方法包括：1)图像采集；2)灰度累积频率曲线的获取；3)灰度累积频率曲线的处理以及区域划分；4)显微组分的进一步细分。该方法对反射色和形态参数进行定量处理，并建立合理的、合乎逻辑的识别模式，极大提高的煤岩显微组分识别的精度，识别的速度也有明显的提高。这对实现煤岩显微组分智能化识别、降低测试主观影响、提高不同实验室的可对比度、提高测试效率均有显著的积极影响。

技术领域

本发明属于煤岩组分识别及分离领域，尤其涉及一种煤岩组分自动识别的方法。

背景技术

近年来，我国清洁能源持续扩容，清洁低碳、安全高效的能源体系正加快构建。2012年以来，我国煤炭消费比重下降8.1个百分点，清洁能源消费比重提高6.3个百分点。从最近公布的数据来看，我国能源结构正由煤炭为主向多元化转变，能源发展动力正由传统能源增长向新能源增长转变。

虽然如此，煤炭在我国能源结构中依然占据较大比例。在短期内，我国以煤炭为主要能源的格局依然难以改变。我国煤炭资源储量丰富，并且有以下特点：资源的可获取性强、利用的经济性好、具有可清洁性，保障性强。煤炭资源可以满足74％的电力、8亿多吨粗钢、24亿吨水泥、7000万吨合成氨以及煤制油、烯烃、乙二醇、甲醇等现代煤化工产业发展需要。《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》提出，到2020年，国内一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右，煤炭消费比重控制在62％以内，仍是我国的主体能源。

发明内容

在煤炭的利用过程中，经常需要分析、测试待利用煤炭的岩石组成、变质程度以及对煤炭进行分类，这一手段通常称为“煤岩识别(煤岩分析)”。煤岩识别(或称煤岩分析，petrographic analysis of coal)是指以光学显微镜为主要工具，兼用肉眼和其他手段，对煤的岩石组成、结构、性质、煤化度作定性描述和定量测定的方法。最常规的分析项目是煤岩显微组分和矿物质的测定、镜质体反射率测定、显微煤岩类型测定和宏观描述。前三项(即煤岩显微组分和矿物质的测定、镜质体反射率测定、显微煤岩类型测定)已有国际标准(ISO 7401)，中国也已制订了国家标准(GB/T 6948《煤的镜质体反射率显微镜测定方法》、GB/T 8899《煤的显微组分组和矿物测定方法》、GB/T 15590《显微煤岩类型测定方法》)。

煤炭的宏观分类与微观分类。

宏观分类。煤是一种固体可燃有机岩。煤岩学是把煤作为一种有机岩石，以物理方法为主研究煤的物质成分、结构、性质、成因及合理利用的科学。宏观上对煤炭进行分类可以分为四类：镜煤、丝炭、亮煤、暗煤。分别介绍如下。

1)镜煤

镜煤的颜色深黑、光泽强，是煤中颜色最深和光泽最强的成分。

镜煤特点包括:(1)质地纯净，结构均一，具贝壳状断口和内生裂隙。(2)镜煤性脆，易碎成棱角状小块。(3)在煤层中，镜煤常呈凸透镜状或条带状，条带厚几毫米至1～2cm，有时呈线理状存在于亮煤和暗煤之中。镜煤的显微组成单一，主要是植物的木质显微组织经凝胶化作用形成的。性质:挥发分产率(V_daf)、氢含量高，粘结性强，矿物质含量少。

2)丝炭

丝炭外观象木炭，颜色灰黑，具明显的纤状结构和丝绢光泽，丝炭疏松多孔，性脆易碎，能染指。丝炭的胞腔有时被矿物质充填，称为矿化丝炭，矿化丝炭坚硬致密，比重较大。在煤层中丝炭的数量一般不多，常呈扁平透镜体，在显微镜下观察，丝炭的显微组成也是单一的，是简单的煤岩成分，主要是植物木质纤维组织在缺水的多氧环境中缓慢氧化或由于森林火灾所形成。丝炭特点:(1)在煤层中，丝炭常呈扁平透镜体沿煤层的层理面分布，厚度多在1～2mm至几毫米之间，有时能形成不连续的薄层；个别地区，丝炭层的厚度可达几十厘米以上。(2)丝炭的孔隙度大，吸氧性强，丝炭多的煤层易发生自燃。丝炭性质:致密坚硬、比重大，氢含量低、碳含量高，挥发分产率(V_daf)低，无粘结性，可选性差，孔隙大。