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摘要：煤炭是我国目前发展经济的主要动力能源，也是维持我国国民经济社会发展的重要能源。选煤厂洗选产品分多种品质，其中劣质煤比例很大，通过配煤技术在满足用户用煤质量要求的同时加大劣质煤的使用比例，降低成本，优化煤炭产品结构，从而提高煤炭企业的经济效益。选煤厂配煤系统混配后的燃煤各项质量指标（发热量、全硫、水分、灰分、挥发分等）是否达到预设指标，需要进行检测分析后才能知晓。
关键词：煤炭质量；检测分析；技术
1 煤炭检验特点
煤炭由于其他自身特点，造成其内部结构较为复杂以及不均匀。而这种情况在较大程度上对煤炭质量检测结果产生影响，现阶段煤炭检验主要有以下三个特点。
1.1 煤炭与其他材料相比不均匀性较高。造成检测人员抽样难度较大，检测存在的误差也较大。
1.2 据统计数据可知由于采样不合理造成检验误差的概率高达80%。故而采样的准确性是决定煤炭检验质量的重要因素。
1.3 煤炭检验易于受到环境的影响。在不同环境下煤炭检验的数据可能存在较大的差异。
2 煤炭检测技术的快速发展及成就
进入20世纪以来，我国煤炭分析技术围绕煤及煤制品、固体生物质燃料检测方法、检测仪器设备、计量规程和规范、煤炭类标准物质、实验室管理等开展了大量实验研究，制修订了相关国家和行业标准，并拓展至工业型煤、水煤浆和固体生物质燃料分析技术领域。
2000年～2002年，先后制定了多项水煤浆质量试验方法国家标准，主要包括采样、浓度、筛分、表观黏度、稳定性、发热量、工业分析、全硫、密度、灰熔融性、碳氢、氮、灰成分、pH值和水煤浆技术条件，填补了我国水煤浆质量试验方法标准化的空白。
2003年～2004年，为适应机械化采制样技术的发展和应用，开展了煤炭机械化采制样方法的研究，制定了煤炭机械化采样3项国家标准，为规范机械化采样程序和采样系统的设计、制造及性能检验具有重要的指导作用。
2006年～2010年，承担了国家标准化公益性研究课题“固体生物质燃料检验方法的研究”，完成了包括固体生物质燃料的样品制备、全水分测定、工业分析测定、全硫测定、发热量测定、碳氢测定、氮测定、氯测定、灰成分测定和灰熔融性测定等测定方法的研究，并制定出相应10项目检测方法国家标准，填补了我国固体生物质燃料制备与检验方法的空白。
2012年～2015年，研发出高准确度化学计量溯源烟煤工艺特性指标系列标准物质，解决了烟煤质量分析控制、仪器校准与量值溯源等技术难题，有效满足了国家长期发展规划要求，极大程度上为烟煤工艺特性指标的质量检验与相关应用过程工艺设计、控制提供了计量标准。
2016年，以我国GB/T214《煤中全硫的测定方法》为基础，历经近10年，主持制定的ISO20336：2017《固体矿物燃料－库仑滴定法测定全硫》发布，为我国国家标准向国际标准的转化工作做出了贡献，同时将推动我国自主知识产权的库仑测硫仪等煤质分析仪器产品及相关煤炭检测技术服务走向国际，对我国煤质分析仪器的发展具有重大意义。
3 在线煤质检测分析方法
目前国内外采用或在研发的在线煤质检测技术主要有2类，第一类是采用γ双能技术或煤中放射性物质检测技术，只分析煤中灰分占比；第二类是通过光谱法分析煤中元素成分，再拟合出煤中灰分和热值等指标。第一类技术只能分析灰分，不能分析煤中硫的指标，对于较复杂的煤源，校准难度较大。第二类技术适应煤种广，可分析煤中硫、灰分、热值等指标，已成为在研技术的主要发展方向。煤质在线元素分析方法基本方法都是光谱分析，因为激发光谱的方法不同，又分为中子活化技术（PGNAA）、高能脉冲激光光谱技术（LIBS）和X射线荧光光谱技术（XRF）。
表1为6种煤炭灰分在线检测技术的对比。煤中水分测量广泛采用微波投射法，测量精度和适用范围均可满足现场要求。
目前已工业化且广泛应用的在线分析技术主要包含瞬发射线中子活化分析法（PGNAA）和双能量γ射线透射法，二者均为有放射源的核辐射检测技术。中子活化技术的测量精度较高，在煤质测量时可测得多种元素成分，但其因中子穿透力强，对人类的危害较大，因此在使用时对屏蔽防护要求较高。
基于无放射源的煤质在线检测技术将成为发展方向，以多能X射线吸收法（MXRA）、X射线荧光法（XRF）和激光诱导击穿光谱分析法（LABS）为代表的无源或准无源的在线检测技术已经兴起，并有初步应用，其精确性和安全性还有待验证。
表1 6种煤炭在线检测技术的对比
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4 智能煤质化验分析方法
2020年3月国家发改委、能源局等8部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中明确指出煤炭行业作为我国重要的传统能源行业，是我国国民经济的重要组成部分，其智能化建设直接关系我国国民经济和社会智能化的进程。智能煤质检测系统的研究是近年来业内普遍关注的课题。在新时期，煤矿企业要实现自动化、数字化建设，就要加强自动化测试仪的使用，提高煤质检测的准确性和可靠性，同时有效弥补手工检测的缺点，改善煤质检测，提高生产效率。
采用工业机器人技术、机器人应用技术、非标机械自动化技术配合煤炭行业标准化验仪器，用机器人及自动化机械直接或者间接模拟化验人员的化验操作流程，从而完成各项化验指标的自动化测量，测量结果直接进入信息管理系统。整个化验过程操作人员无需直接接触化验煤样，从根本上解决了人为因素对化验结果的影响。整个系统由智能煤样检测管理系统和化验工作站组成。工作站包括水硫工作站、灰挥工作站、量热工作站。各工作站的核心模块包括微量称重系统、拆装盖系统、机器人模块、分析仪器、煤样输送系统、辅助系统、RFID扫码系统、物料清洗系统、除尘系统及电气控制系统。智能煤样检测系统主要完成煤样的全硫、水分、灰分、挥发分、发热量及6mm全水样的全水分指标的自动化验及相关信息管理。系统采用物联网、工业机器人应用及非标自动化技术配合煤炭行业标准化验仪器，用机器人及自动化机械直接或者间接模拟化验人员的化验操作流程，从而完成各化验指标的自动化测量，测量结果直接进入智能煤样检测管理系统进行信息化管理。化验过程用到的坩埚、灰皿、称量瓶、燃烧舟、氧弹等实现站内自清洗并达到回收利用要求，无需人工参与，实现化验过程人料分离，彻底杜绝人为因素的干扰，保证化验结果的客观、及时、准确。同时可与企业的计划、供应、生产、结算等部门实现信息共享，借助大数据分析及辅助决策系统为企业生产经营提供可靠保障。
结束语
聪明的煤炭质量测试分析不仅可以解决客观性，及时性和准确性的测试数据，但是也大大提高煤炭质量信息和情报水平测试工作，将煤炭质量检测的主流方法在未来大数据的时代。
参考文献：
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