煤炭的常用動態分析方法

Ⅰ 煤炭有那些檢測方法

煤炭檢測項目有百種，但常用的也就十幾種，主要是煤的工業分析，硫分，發熱量，粘結指數，膠質層，精煤回收率等

Ⅱ 動態法測定煤層氣井壓裂裂縫方位技術

張金成¹ 王愛國¹ 王小劍¹ 丁娜²

(1.大港油田石油工程研究院 天津 300280 2.青海油田鑽采工藝研究院 敦煌 736002)

摘要:本文介紹一種應用地球物理方法，即電位法測定壓裂裂縫方位、長度等參數的測試技術，它是針對油(煤)層所固有的特點，進行了大量室內外試驗及理論研究後取得的科研成果。在簡要闡述電位法測試技術的基本原理、測量方法及測量儀器的基礎上，文章重點對山西吉試1井、延長油礦8118井的現場應用效果進行了分析，證明了電位法測試技術的可行性及在油(煤)層氣田勘探與開發領域中所發揮的重要作用。

關鍵詞:電位法 測量儀器 測量工藝 裂縫監測

Dynamic Testing Technology of Orientation by Potentiometry Method for Coalbed Fracturing

ZHANG Jincheng¹WANG Aiguo¹WANG Xiaojian1DING Na²

1. Dang Gang Oil Field Co，Tianjin 300280，China; 2. Qing Hai Oil Field Co，Dunhuang 736002，China

Abstract: An applied geophysics method is introced in this paper and this is a new testing technology of o- rientation and length by testing potentiometry of coal-bed fracturing. For attaining the scientific research，substan- tial field experiment and the theory study was carried out based on a large number of physical model and indoor ex- periments against the inherent characteristics of coal-bed seams. The measurement technology was assessed in ap- plication that it had high accuracy and not any break to proction compared with other measurement meth- ods. After showed the fundamental principles of testing、measuring instruments and measuring methods，the tes- ting data of well JiShi 1 and well WuShi 5 3 was focusly analyzed and the result indicated the testing technology of orientation by potentiometry method was entirely feasible and had more significance for coal-bed fracturing.

Keywords: Potentiometry method; Measuring instruments; Measuring technique; Orientation of coal-bed fracturing

作者簡介: 張金成，1961 年生，高級工程師; 1990 年畢業於成都地質學院物探系，2002 年畢業於吉林大學地探學院，獲工程碩士學位; 先後在有關刊物發表學術論文十餘篇，電位法井間監測技術研究獲大港油田集團一等獎; 多年來一直從事井間監測技術的研究工作。聯系電話: 022 25925803 ( 13802162056) E mail: zjc_ 2056@sohu. com

1 研究背景

對煤層氣藏的可采儲量進行經濟評價後，若要經濟的開採煤層氣，煤層中必須發育並廣泛分布裂縫系統(割理面必須與井筒相聯)，這樣才能加速煤層氣的排水降壓，促使煤層氣解吸並流向井底。眾所周知，煤層的主要特徵表現在:煤層割理發育、彈性模量低，這樣水力壓裂在煤層中形成和支撐長裂縫是極其困難的。鑒於此，人們常把水力壓裂看作是一種將井筒與割理系統連通的作業過程，但遠離井筒後還仍然是與普通砂岩一樣，主要以平行於最大主應力方向的彎彎曲曲的垂直裂縫和水平裂縫為主。

針對煤層固有的特點(近於非彈性體)，在「九五」期間進行了地面電位法測定煤層氣井壓裂裂縫方位的研究與試驗工作，2000年在地面電位法技術的基礎上，又開展了《動態法測定壓裂井壓裂裂縫監測技術》的研究工作，成功的研製出DCT50型動態影像監測系統，該系統可對壓裂全過程實現實時、可視化動態監測，進一步擴大了方法的應用范圍。在此基礎上，2008年又開展了一體化精密儀器系統DDPI—EM的研發，並申請相關發明專利兩項，這套系統能提供一種高測量精度的、抗干擾的能載入偽隨機編碼的可控信號，其中的可控信號載入有偽隨機編碼，在煤層氣井內深層發射，在地面測試人工電場時，能夠排除干擾背景，可清晰地分辨深層低阻異常體。至此，形成了完整的具有鮮明特色的動態法測定煤層氣壓裂裂縫方位技術。

2 測試原理和基本公式

假設地層是一個無限大的均勻介質，若通過導線及套管以恆定電流向地層供電，在地層中則形成一人工電場，在供電電極以外任一點M(x，y，z)觀測電場的電位為:

中國煤層氣技術進展: 2011 年煤層氣學術研討會論文集

對於平面環形測量來說，只與井深h和測量環半徑r有關，上式可改寫為:

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式中:ρ為地層視電阻率(Ω·m);I為供電電流強度(A);h為測試目的層深度(m);r為觀測點M到點源dz之間的距離(m)。

當場源為任意形狀時，計算外電場電位應在場源處劃出一個面元ds，如果ds處的電流密度為j，則從ds處流出的電流為jds，它在觀測點M產生的電位dU_M仿上式可寫為:

中國煤層氣技術進展: 2011 年煤層氣學術研討會論文集

積分得外電場電位:

中國煤層氣技術進展: 2011 年煤層氣學術研討會論文集

從(3)式看出，當觀測點M相同時，由於場源的幾何形狀不同，所產生的電位值也不相同。

壓裂施工中，如果所用的壓裂液相對於地層為一個良導體，即液體電阻率與地層介質的電阻率相比差異較大時，利用被測井套管向地層供以高穩定度的電流(被偽隨機碼調制)，這部分壓裂液在地層中即可看作為一個場源，由於它的存在將使原電場(未進行壓裂施工前的地面電場)的分布形態發生變化，即大部分電流集中到低阻體帶，這樣勢必造成地面的電流密度減小，地面電流密度減小相應的地面電位也會發生較大的變化。鑒於此，若在被測壓裂井周圍環形布置多組測點，採用高精度的電位觀測系統，實時監測壓裂施工過程中地面電位變化，並通過一定的數據處理，就可達到實時解釋裂縫延伸方位等有關參數的目的(圖1)。

圖1 壓裂裂縫監測原理圖

3 測量儀器系統

系統的總體研製方案(圖2):整體儀器設計其主要的設計思想就是採用整體系統思維方法，不再認為發射儀和接受儀是各自獨立的模塊，而是相互共同工作和反饋的統一體，它們由單片機C8051F236共同管理。單片機與個人電腦進行通訊，最終實現由計算機統一管理，最終儀器系統主要性能指標如下:

·最大輸出電流:20A;

·最大輸出電壓:500V;

·穩流精度:1%內(在負載變化±20%，輸入變化±20%以內);

·頻率穩定度:0.01%;

·輸入阻抗:80MΩ;

·解析度:1μV;

·電位測量精度:優於0.5%;

·動態監測范圍±2V。

圖2 系統總體研製方案

4 野外工作的方法技術

4.1 測點及測線布置

測點的布置是以A井為圓心環形設置內(N)、中(COM)、外(M)呈放射狀對應的多環測點，測點間夾角為15°，測環半徑可用經緯儀或紅外測距儀測定，同時測點位置要有明顯的標志，以保證兩次測量沒有幾何誤差;在測點布置完後敷設測網，在有條件的地區，測量電極、測量線及供電線預先埋設或布置，這是保證測量精度的重要方面(圖3)。

圖3 測點及測線布置

4.2 B井的選擇

在壓裂井A周圍形成人工電場，還應在A周圍再選一口井B使之與壓裂井A形成閉合迴路，AB兩井之間距離一般應大於A井的壓裂層段深度，而不應太小，這樣做改善了AB間表層電流密度大的情況，有利於提高充電異常的分辨力，通常遵循以下原則進行選擇:(1)AB之間距離D>壓裂層位的深度H(m)，(2)B井深度H_B≥A井壓裂層位的深度H(m)。

4.3 降低壓裂液電阻率

壓裂液電阻率與壓裂層段圍岩介質電阻率的差異越大，就越有利於異常顯示。為了達到這個目的。壓裂施工中必須在壓裂液中加入有利於導電的金屬鹽類，通常可按3%比例在壓裂液中加入食鹽即能達到導電性差異的要求。

4.4 施工工序

主要施工步驟如下:①按施工設計布置測點(夾角一般為15°，測環數隨地質任務而定)、測線及供電線;②選擇發送與接收系統參數(如碼寬度和碼長)，進行調試使之滿足設計要求的測量精度;③注液施工，同時測試工作也開始進行，直至注液施工結束。

4.5 數據處理

在實際數據處理工作中，我們選用了「視純異常法」進行數據處理，考慮供電電流的變化，需要對注入工作液前、後測得的電位差數據進行了歸一處理。即:

中國煤層氣技術進展: 2011 年煤層氣學術研討會論文集

式中:U_S為標准視純異常(mV/A);U_QMN、U_HMN分別為注入工作液前、後測得的電位差數據(mV);I_Q、I_H分別為注入工作液前、後時的供電電流(A)。

數據處理後，給出了視純異常曲線圖和環形圖。在視純異常曲線圖中橫坐標表示測點的方位角，縱坐標表示視純異常值;在視純異常環形圖中，圓點為被測井，環外標出測試點方位角，正北方向(N)為0°並順時針旋轉，90°為正東(E)方向、180°為正南(S)方向、270°為正西(W)方向。

5 現場應用實例

5.1 吉試1井測試

吉試1井是煤層氣項目經理部在山西大寧吉縣地區部署的一口煤層氣勘探評價井，其地理位置在山西省蒲縣皮條溝村西200m，構造位置為鄂爾多斯盆地東部晉西饒褶帶古驛背斜。為了確定吉試1井煤層壓裂裂縫的延伸方向，煤層氣項目經理部委託大港油田鑽采院，對該井的8^#煤的壓裂裂縫方向進行測試，由圖4至圖6可以看出:Us視純異常曲線在360°范圍內出現了近兩個周期的變化，極小值分別對應了No.16(N45°E)和No.4(S45°W)，且兩者的異常幅度差很大。認為壓裂施工所形成的裂縫為一對稱不等長裂縫，根據反演計算，NO.16(N45°E)方向的裂縫長度為89m，NO.4(S45°W)方向的裂縫長度為66m(圖6)。

5.2 武試5-3井測試

圖4 吉試1井8^#煤80100視純異常曲線

圖5 吉試1井8^#煤100120米視純異常曲線

武試5井組的各井位置見圖7所示，本次現場實施壓裂裂縫測試的是武試53井，試驗井組所在區塊以往探井的施工資料表明該區塊延伸壓力梯度變化很大，部分井延伸壓力梯度很高，尤其是中心井武試5井，延伸壓力梯度高達0.044MPa/m，在前置液階段甚至高達0.05MPa/m，一方面反映了區域煤層的非均質性，另一方面反應煤層裂縫非常復雜，延伸困難。總體評價是:特低孔、特低滲，目的層上下隔層有一定的應力遮擋效果;延伸壓力梯度變化較大，部分井延伸壓力梯度較高，煤層多裂縫發育程度高，裂縫延伸困難。

圖6 吉試1井8^#煤測試成果圖

圖7 武試5井組位置圖

現場測試資料數據處理後所得到的視純異常曲線見圖8至圖10，①視純異常曲線在360°范圍內出現了近兩個周期的變化，認為壓裂施工中，形成了兩翼對稱不等長裂縫，裂縫中心方位角為30°和210°方向，其中60°方向為長裂縫(圖8，9);②經模擬計算，30°方向裂縫長度為79.96m，210°方向裂縫長度為60.97m(見圖10)。

圖8 武試5—3井視純異常曲線

6 結論

應用地球物理方法來研究和確定油(煤)層水力壓裂裂縫方位，在生產與科研中具有實際應用的意義，同時該研究成果也為電位法開辟了新的領域。它是以充電法的基本理論為依據，通過對結合實際所給數學模型的合理分析和比較系統的物理模擬試驗取得的，如按所提供的一套野外工作方法與技術並採用研製的動態觀測系統在所論的條件下，可較成功的用來確定埋藏深度在3000m以內壓裂裂縫的主導方位和該基礎上所進行的裂縫長度的預測研究，這不僅對研究壓裂工藝效果，合理的經濟的制定開發方案有一定的指導意義，而且對解決其他類似工程問題也有一定的參考價值，故具有廣闊的應用前景。

圖9 武試5—3井視純異常環形圖

圖10 武試5-3井裂縫長度等值線圖

參 考 文 獻

傅良魁主編 . 1983. 電法勘探教程 . 地質出版社，5，( 1) 16 ～17

江漢石油學院測井教研室編 . 1981. 測井資料解釋 . 石油工業出版社

張金成 . 2001. 電位法井間監測技術 . 地震地質 Vol. 23 ( 2) 292 ～300

Bartel L C，McCann R P and KecK L J. 1976. SPE 6090. Presented at the SPE 51st Annual Fall Meeting in New Orleans， Louisiana，Oct. 4 ～ 6.

McCann R P and KecK L J. 1976. SAND 76 0379，Sandia Laboratories，Aug.

Ⅲ 煤的檢測方法及計算公式

近期很少登錄，請諒解。
1、煤炭檢測方法基本都是一致的，現在熱量一般用氧彈進行測量。如果用煤的工業分析結果進行計算，煙煤和無煙煤的計算公式就不一樣；
2、關於計算方式公式的不一樣，請參照《關於燃料熱值和標准煤統一計算方法規定的通知》（網路文庫中有詳細的公式及定義）；
3、印尼煤和蒙煤檢測方法應該是一致，但沒接觸過印尼煤，不確定。

Ⅳ 煤炭特性分析

煤炭是一種固體可燃有機岩，主要由植物遺體經生物化學作用，埋藏後再經地質作用轉變而成。
煤炭可以用作燃料或工業原料的礦物。它是古代植物經過生物化學作用和地質作用而改變其物理、化學性質，由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物。
此外，煤炭中還往往含有許多放射性和稀有元素如鈾、鍺、鎵等，這些放射性和稀有元素是半導體和原子能工業的重要原料。

煤有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤等幾種。雲南常用的是褐煤、煙煤、無煙煤三種。煤的種類不同，其成分組成與質量不同，發熱量也不相同（表4-15）。單位重量燃料燃燒時放出的熱量稱為發熱量，人為規定以每公斤發熱量7000千卡的煤作為標准煤，並以此標准折算耗煤量。

（1）褐煤：多為塊狀，呈黑褐色，光澤暗，質地疏鬆；含揮發分40%左右，燃點低，容易著火，燃燒時上火快，火焰大，冒黑煙；含碳量與發熱量較低（因產地煤級不同，發熱量差異很大），燃燒時間短，需經常加煤。

（2）煙煤：一般為粒狀、小塊狀，也有粉狀的，多呈黑色而有光澤，質地細致，含揮發分30%以上，燃點不太高，較易點燃；含碳量與發熱量較高，燃燒時上火快，火焰長，有大量黑煙，燃燒時間較長；大多數煙煤有粘性，燃燒時易結渣。

（3）無煙煤：有粉狀和小塊狀兩種，呈黑色有金屬光澤而發亮。雜質少，質地緊密，固定碳含量高，可達80%以上；揮發分含量低，在10%以下，燃點高，不易著火；但發熱量高，剛燃燒時上火慢，火上來後比較大，火力強，火焰短，冒煙少，燃燒時間長，粘結性弱，燃燒時不易結渣。應摻入適量煤土燒用，以減輕火力強度。

煤中有機質是復雜的高分子有機化合物，主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，而碳、氫、氧三者總和約佔有機質的95％以上；煤中的無機質也含有少量的碳、氫、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的組分，其含量隨煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量為50％～60％，褐煤為60％～70％，煙煤為74％～92％，無煙煤為 90％～98％。煤中硫是最有害的化學成分。煤燃燒時，其中硫生成SO2，腐蝕金屬設備，污染環境。煤中硫的含量可分為 5 級：高硫煤，大於4％；富硫煤，為2.5％～4％；中硫煤，為1.5％～2.5％；低硫煤，為1.0％～1.5％；特低硫煤 ，小於或等於1％。煤中硫又可分為有機硫和無機硫兩大類。

Ⅳ 煤炭勘探有什麼物探方法最好，為什麼有詳細的解答么 謝謝急用

常用的煤田物探方法有重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地球物理測井和遙感物探等，其中以地震法、電法和測井應用得最廣泛。
最好的還屬於地震勘探，最初用折射法進行地質填圖，圈定煤系的分布范圍並判別岩性，目前已普遍採用共反射點多次覆蓋方法。由於煤層同頂底板岩層的物性有明顯的差異，煤層界面的反射系數遠大於一般岩層，可達0.3～0.5。因此，具有一定厚度的煤層或煤層組往往形成能量強、穩定、連續的標准反射波，對追蹤煤層、反映構造特點均有利。地震勘探具有較高的精度，所以常用於煤田的勘探階段。現階段煤田地震勘探解決的主要地質問題包括：確定覆蓋層厚度，進行覆蓋層下的地質填圖，圈定煤系賦存范圍，探測同煤層有關的地質構造，確定煤系基底深度等。

Ⅵ 煤炭中的灰分是怎樣檢測的

灰分就是完全燃燒後的殘渣，檢驗說白了就是燒完以後稱重

兩種測定煤中灰分的方法，即緩慢灰化法和快速灰化法。緩慢灰化 法為仲裁法；快速灰化法可作為例常分析方法。
3.1 緩慢灰化法 www.meijiaofenxi.com
3.1.1 方法提要
稱取一定量的空氣乾燥煤樣，放入馬弗爐中，以一定的速度加熱到815±10 ℃，灰化並灼燒到質量恆定。以殘留物的質量占煤樣質量的百分數作為灰分產率。
3.1.2 儀器、設備
3.1.2.1 馬弗爐：能保持溫度為815±10℃。爐膛具有足夠的恆溫區。爐後壁的上 部帶有直徑為25～30mm的煙囪，下部離爐膛底20～30mm處，有一個插熱電偶 的小孔，爐門上有一個直徑為20mm的通氣孔。
3.1.2.2 瓷灰皿：長方形，底面長45mm，寬22mm，高14mm(見圖4)。
3.1.2.3 乾燥器：內裝變色硅膠或無水氯化鈣。
3.1.2.4 分析天平：感量0.0001g。
3.1.2.5 耐熱瓷板或石棉板：尺寸與爐膛相適應。
3.1.3 分析步驟
3.1.3.1 用預先灼燒至質量恆定的灰皿，稱取粒度為0.2mm以下的空氣乾燥煤樣1 ±0.1g，精確至0.0002g，均勻地攤平在灰皿中，使其每平方厘米的質量不超過 0.15g。
3.1.3.2 將灰皿送入溫度不超過100℃的馬弗爐中，關上爐門並使爐門留有15mm 左右的縫隙。在不少於30min的時間內將爐溫緩慢升至約500℃，並在此溫度下保持 30min。繼續升到815±10℃，並在此溫度下灼燒1h。
3.1.3.3 從爐中取出灰皿，放在耐熱瓷板或石棉板上，在空氣中冷卻5min左右，移 入乾燥器中冷卻至室溫(約20min)後，稱量。
3.1.3.4 進行檢查性灼燒，每次20min，直到連續兩次灼燒的質量變化不超過0.001g 為止。用最後一次灼燒後的質量為計算依據。灰分低於15%時，不必進行檢查性灼 燒。
煤中灰分的測定方法
3.2 快速灰化法 ，
本標准包括兩種快速灰化法：方法A和方法B。
3.2.1 方法A
3.2.1.1 方法提要
將裝有煤樣的灰皿放在預先加熱至815±10℃的灰分快速測定儀的傳送帶 上，煤樣自動送入儀器內完全灰化，然後送出。以殘留物的質量占煤樣質量的百分 數作為灰分產率。
3.2.1.2 專用儀器：快速灰分測定儀(見附錄A)
3.2.1.3 分析步驟
a.將灰分快速測定儀預先加熱至815±10℃。
b.開動傳送帶並將其傳送速度調節到17mm/min左右或其他合適的速度。
c.用預先灼燒至質量恆定的灰皿，稱取粒度為0.2mm以下的空氣乾燥煤樣0.5 ±0.01g，精確至0.0002g，均勻地攤平在灰皿中。
d.將盛有煤樣的灰皿放在灰分快速測定儀的傳送帶上，灰皿即自動送入爐中。
e.當灰皿從爐內送出時，取下，放在耐熱瓷板或石棉板上，在空氣中冷卻5min 左右，移入乾燥器中冷卻至室溫(約20min)後，稱量。
3.2.2 方法B
3.2.2.1 方法提要
將裝有煤樣的灰皿由爐外逐漸送入預先加熱至815±10℃的馬弗爐中灰化並 灼燒至質量恆定。以殘留物的質量占煤樣質量的百分數作為灰分產率。
3.2.2.2 儀器、設備：同3.1.2條。
煤中灰分的測定方法
3.2.2.3 分析步驟
a.用預先灼燒至質量恆定的灰皿，稱取粒度為0.2mm以下的空氣乾燥煤樣1± 0.1g，精確至0.0002g，均勻地攤平在灰皿中，使其每平方厘米的質量不超過0.15g。 盛有煤樣的灰皿預先分排放在耐熱瓷板或石棉板上。
b.將馬弗爐加熱到850℃，打開爐門，將放有灰皿的耐熱瓷板或石棉板緩慢地 推入馬弗爐中，先使第一排灰皿中的煤樣灰化。待5～10min後，煤樣不再冒煙時， 以每分鍾不大於2mm的速度把二、三、四排灰皿順序推入爐內熾熱部分(若煤樣著 火發生爆燃，試驗應作廢)。 
c.關上爐門，在815±10℃的溫度下灼燒40min。
d.從爐中取出灰皿，放在空氣中冷卻5min左右，移入乾燥器中冷卻至室溫(約 20min)後，稱量。
e.進行檢查性灼燒，每次20min，直到連續兩次灼燒的質量變化不超過0.001g 為止。用最後一次灼燒後的質量為計算依據。如遇檢查灼燒時結果不穩定，應改用 緩慢灰化法重新測定。灰分低於15%時，不必進行檢查性灼燒。
3.3 分析結果的計算
空氣乾燥煤樣的灰分按式(4)計算：

式中Aad——空氣乾燥煤樣的灰分產率，%；
m1——殘留物的質量，g；
m——煤樣的質量，g。

Ⅶ 煤炭化驗有幾種方法

1、全水：稱取6毫米以下煤樣10~12克精確至0.001克，放入事先升溫至105~110度的鼓風乾燥箱內，無煙煤烘乾3小時，煙煤烘乾2小時後取出。

2、分析水：稱取0.2毫米以下煤樣1克精確至0.0001克，放入事先升溫至105~110度的鼓風乾燥箱內，無煙煤烘乾1.5小時，煙煤烘乾1小時後取出。

3、灰分：打開高溫爐電源，用灰皿稱取0.2毫米以下煤樣1克精確至0.0001克，打開爐門將試樣放在爐門口，緩慢將試樣推入爐膛中央的高溫帶。

4、揮發分：用揮發份坩堝稱取0.2毫米以下煤樣1克精確至0.0001克，打開爐門將試樣放在爐門口，迅速將試樣放入爐膛中央的高溫帶。取出後在空氣中冷卻約5分鍾後放入乾燥器15分鍾後稱量。

(7)煤炭的常用動態分析方法擴展閱讀

精煤化驗的指標：

1、膠質層最大厚度：煙煤在加熱到一定溫度後，所形成的膠質層最大厚度是煙煤膠質層指數測定中利用探針測出的膠質體上、F 層面差的最大值。它是煤炭分類的重要標准之一。動力煤膠質層厚度大，容易結焦；冶煉精煤對膠質層厚度有明確要求。

2、粘結指數：在規定條件下以煙煤在加熱後粘結專用無煙煤的能力，它是煤炭分類的重要標准之一，是冶煉精煤的重要指標。枯結指數越高，結焦性越強。

參考資料來源：網路-煤炭化驗

Ⅷ 煤炭檢測分析檢測有哪些項目

煤炭常規項目：

煤的工業分析、水分、灰分、揮發分、固定碳、全硫、各形態硫、磷、真相對密度、碳酸鹽、煤灰熔融性、苯萃取物產率、元素分析、煤成分、可磨性、粘結指數、著火溫度、發熱量、篩分試驗、揮發份、全硫St、煤的發熱量、膠質層最大厚度、粘結指數測定、哈氏可磨指數。

非常規檢測項目：膠質層厚度、低溫干餾、結渣性、熱穩定性、腐植酸產率、抗碎強 度、煙煤相對氧化度等。

分析項目：煤炭水分分析、煤炭灰分分析、煤炭揮發分分析、固定碳分析、煤炭發熱量分析、膠質層最大厚度分析、粘結指數分析測定、煤灰熔融性分析測定、哈氏可磨指數分析測定、坩鍋膨脹序數分析等。

Ⅸ 煤炭資源綜合評價方法

一、煤炭資源評價概述

我國早期的煤炭資源評價主要滲透於煤田地質勘探工作之中，如找煤、普查、詳查、精查等勘探級別的劃分以及煤層穩定性、地質構造類型、水文地質類型等的劃分等，它們大多是定性的、經驗性的。由於計劃經濟，一直沒有開展真正意義上的煤炭資源評價工作。

我國的煤炭資源綜合評價始於20世紀90年代初期。改革開放以來，煤炭工業生產及煤田地質勘探有了很大發展，以概略預測煤炭資源總量及定性評估其可靠程度的兩次煤田預測成果顯然不能適應煤炭工業戰略發展研究和煤田地質勘查中、長期規劃的需要。因此，第三次煤田預測一開始就提出預測與評價並重，要求在當前國內外礦產資源評價理論與方法的基礎上，研製一套適合煤炭資源特點、滿足煤炭資源勘查與煤炭工業發展規劃需要的評價方法。在此期間，煤炭科學研究總院王熙曾、李恆堂完成了「煤炭資源技術經濟評價方法———層次分析法在煤炭資源評價中的應用」課題;中國煤田地質總局完成了「鄂爾多斯盆地聚煤規律及煤炭資源評價」課題(中國煤田地質總局，1996);地礦部北方煤炭測試中心趙隆業等完成了「鄂爾多斯早—中侏羅世煤炭資源開發建設條件綜合評價」課題;中國地質大學吳沖龍研製了「煤炭資源的分類模糊綜合評價系統(CRCVS)」;中國礦業大學地質系韓金炎與江蘇煤炭地質局煤炭地質勘探研究所及長春煤炭科學研究所合作完成了「蘇魯豫皖四省交界煤炭資源綜合評價方法研究」及「危急礦區(阜新礦區)煤炭資源綜合信息統計預測」等課題。

基於地質評價及開采技術條件評價，煤炭經濟學研究者在對煤炭資源經濟評價方面取得了很多的成果。如王立信(1996)提出了以煤炭資源價值為核心的煤炭資源經濟評價理論，並形成了相應的評價方法，劉海濱(1997)提出了以煤炭資源的勘探費用、開發投資、經營成本、外部成本和礦區煤炭價格為基礎，評估煤炭資源資產價值的原理和方法。

現代煤炭資源評價的內容非常豐富，按照評價單元的性質，可以分為勘探階段、建井階段、開發階段和閉坑階段4類(汪雲甲，1998);或開發型、勘探型、預測型3類(中國煤田地質總局，1996);按照評價內容，又可分為以下幾種(汪雲甲，1998):

1)單因素評價，如構造復雜程度評價、煤層厚度等賦存條件評價等;

2)煤炭資源綜合評價，包括基於勘探類型的評價、基於開發優序的評價、基於開采工藝的評價、基於礦井地質條件的評價和基於礦井投入產出分析的綜合評價等;

3)礦產資源條件與開發模式評價;

4)煤炭資源及其共伴生礦產可采性評價;

5)煤炭資源開發經濟效益評價。

上述分類基本概括了煤炭資源評價領域的內容，對煤炭資源評價具有一定的指導意義。

二、煤炭資源綜合評價

綜合評價的實質是從評價對象主體中提取其本質屬性，使之轉換成可量化的價值尺度，用以度量被評價對象的狀態或行為。如果把礦產資源綜合評價看作一個系統，那麼，構成此系統的基本要素將分別是評價對象、評價目標、評價模型(包括評價指標體系、評價數學方法)、評價群體和他們的偏好等。當評價對象(以勘探區、井田為單元的已發現尚未被佔用的煤炭資源)和目標(開發建設可利用性的優劣程度)確定後，正確地選擇評價方法模型和組織可靠的評價群體，綜合他們的偏好，將是保證評價結果達到科學、實用、可信的關鍵。

用於綜合評價工作的數學方法很多，有加權求和方法、模糊數學方法、灰色系統方法、層次分析方法等。這些方法各有特色，也都有其局限性，選擇單一的方法作為煤炭資源綜合評價系統的方法模型是不夠全面的。

評價指標是評價對象本質屬性的反映，也是評價行為過程的基礎。煤炭資源的本質屬性比較抽象，只能用有限的指標去本質地刻畫其多屬性領域的主要部分，作近似的表述。各評價指標在評價(表14-1)過程中所處的地位不同，即重要性不同，需要確定指標在評價過程中的權重，因此，合理選取設置評價指標和正確確定評價指標權重，將直接影響評價過程和評價的有效性。為力求全面、本質地反映評價對象的本質屬性，在建立評價指標及其權重組成的評價指標體系時，應考慮體系的系統性、可操作性、通用性以及定性和定量相結合等原則，力爭達到簡明、實用、相對合理的效果。

三、評價方法概述

任何科學及方法的發展都經歷了從定性到半定量、定量的發展過程。定量是必然的趨勢，礦產資源評價亦是如此。無論是地質、開采技術條件還是經濟評價，都是從早期的人為主觀定性評價、專家經驗定性評價，向客觀指標定性半定量綜合評價發展，最後發展到客觀指標綜合原理評價的最高水平。在這個發展過程中，評價方法從簡單到復雜，從粗放到精細，評價的客觀性、合理性及科學性不斷提高。

表14-1 煤炭資源綜合評價體系及特徵分級標准

(據毛節華等，1999)

在構造一個科學、合理的評價系統時，組織可靠的評價群體、建立合理的指標體系、選擇合理的方法模型，是主要的基礎工作和關鍵。其中，指標體系和方法模型又是重中之重。

目前，建立指標體系和方法模型通常採用層次分析法、加權平均法、聚類分析法、神經網路、灰色理論、模糊綜合評判法、模糊聚類分析、灰色聚類分析等方法。不同的方法有不同的功能、特點及適用范圍。由於上述方法涉及大量的運算，電子計算機技術的運用則成為必然。現時可用的可視化編程語言非常豐富，如Visual Basic語言和Visual C ++等。

煤炭資源評價需要大量基礎數據的支持，因此也離不開資料庫工具。目前常用的可視化資料庫軟體是Visual FoxPro。該軟體具有強大的項目及數據管理功能和便捷的應用程序開發能力，但其最大的缺陷是圖形功能和空間數據功能極差，難以實現對大多具有空間特性的煤炭資源評價數據及表示評價成果的大量圖件的科學管理。與之相比，地理信息系統(GIS)是進行煤炭資源評價數據處理的最佳選擇。

GIS是信息時代的產物，它不僅能夠存儲、分析和表述現實世界中各種對象的屬性信息，而且能夠處理其空間定位特徵，能將其空間和屬性信息有機地結合起來，從空間和屬性方面對現實對象進行查詢、檢索和分析，並將結果以各種直觀的形式，形象而精確地表達出來。目前，GIS廣泛應用於自然資源管理、城市和區域規劃、地圖測繪、市政設施管理、土地利用、環保、電力、通信、交通運輸、石油及教育等領域(張大順等，1994)。

作為一種先進的計算機應用程序，將GIS應用於煤炭資源綜合評價之中，必然使得評價工作始於一個更高的起點，它不但使評價工作得以與國際接軌，而且使得評價的結果更加精確，結果表達更加直觀，操作更加簡便快捷。