宁东煤化工气化用煤煤质预测研究

摘要

煤气化是煤化工的核心，而煤质直接影响气化效率、合成气质量和气化炉稳定运行。为了从长远战略考虑，为宁东煤化工用煤提供稳定可靠的气化煤源，有必要对宁东矿区煤质及其变化规律进行预测研究。本文利用克里金插值法，对宁东矿区梅花井矿煤层煤质及变化规律进行了预测研究；利用多元线性回归及径向基函数神经网络法，对开采工作面煤质变化规律进行预测；针对宁东矿区四种气化炉对煤质的要求，建立了煤化工用煤的煤质评价系统。主要研究成果如下：
　　在分析宁东矿区梅花井矿煤质资料的基础上，采用 GS+9.0软件中的统计模块，得出了4＃、6#、10#三个主采煤层煤质参数（水分、灰分、挥发分、全硫、发热量、流动温度）的变异函数，根据变异函数模型，通过克里金插值法，对梅花井矿三个主采煤层的煤质及其分布规律进行了预测分析。结果表明，三个主采煤层自上而下，水分（Mad）呈略微降低趋势，大部分区域煤的Mad含量为6.00～10.00％，主要为中低水分煤；灰分（Aad）变化较小，各可采煤层Aad为6.00～22.00%，大部分区域为特低灰和低灰煤，局部为中灰煤；挥发分（Vdaf）变化较小，各可采煤层Vdaf为31.57～35.50%，属于中高挥发分煤；全硫（St,d）平均含量有下降的趋势，各可采煤层St,d为0.28～1.57%，水平方向上，本区大部分区域为低硫和特低硫煤，主要为中低硫煤；原煤发热量（Qnet,ar）变化不大，各可采煤层Qnet,ar为25.56～27.86MJ/kg，水平方向上，本区大部分区域为高热值煤，局部为中热值煤；灰熔融流动温度（FT）变化不大，各可采煤层FT为1183～1385℃，三个煤层都存在 FT自西向东逐渐增加，西部主要为低流动温度，东部主要为中等流动温度。
　　工作面煤质预测以梅花井矿2010~2014年6#煤层90组月度工作面毛煤灰分数据为基础数据，采用多元线性回归和径向基函数神经网络预测方法对其灰分变化进行了预测研究。结果表明，煤层工作面的灰分变化可用多元线性回归预测模型表示：Y=－0.5239＋0.552X1－0.199X2＋0.960X3（其中Y：预采灰分，X1：预采煤层煤样灰分，X2：上月实际灰分，X3上月煤层煤样灰分）。但是多元线性回归预测结果对于极值点比较敏感，容易陷入局部最小，RBF神经网络预测月度煤质得到结果的误差更小，与实际情况更加吻合。灰分预测模型更加趋向于非线性结果。
　　根据宁东煤化工基地四种气化炉对煤质的要求，结合上述煤质预测结果，建立了宁煤气化用煤的煤质评价系统，通过该系统可预测未来宁东煤化工基地煤气化用煤的煤源。

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1 绪 论

1.1 选题背景及意义

1.2 宁东矿区煤层煤质特性

1.3 宁东煤气化技术及存在的问题

1.4 煤质预测方法研究

1.5 研究内容及方法

2 基于克里金插值法的煤层煤质预测研究

2.1 预测矿区及其数据来源

2.2 煤层煤质数据分析与处理

2.3 煤层煤质预测结果与讨论

2.4 本章小结

3 工作面煤质预测

3.1 多元线性回归模型

3.2 径向基函数神经网络模型

3.3 多元线性回归和RBF神经网络在工作面煤质预测中的应用

3.4 本章总结

4 煤质预测在气化用煤中的应用

4.1 不同气化技术的特点

4.2 煤化工气化用煤对煤质的要求

4.3 煤质预测在气化用煤中的应用

4.4 结论

5 结论

致谢

参考文献

附录1

附录2

附录3