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摘要
煤炭是我国最主要的能源，在开采、运输、洗选加工、精煤储运等过程中都需要及时了解煤的成分、含量以及混矸程度，以便掌握和监控煤炭质量。目前，基于可见光-近红外反射光谱的煤炭原位测试技术已经成为一个研究热点。颗粒度是影响光谱特征的重要因素，开展颗粒度对不同煤种反射光谱特征的影响研究，对于深刻认识煤的光谱特征，进而提高煤光谱识别精度具有重要意义。为此，选取我国主要煤炭富集区(包括内蒙古乌海、新疆哈密、山西阳泉)的褐煤、烟煤、无烟煤为研究对象，利用SVC HR-1024光谱仪对不同颗粒度煤样的可见光-近红外光谱进行测试，分析了颗粒度对煤样光谱反射率的影响规律，以及颗粒度对于不同煤种光谱影响的差异。在此基础上，对实验现象背后的物理机理进行了分析讨论。研究表明，变质程度不同的煤反射光谱特征基本相似，即在可见光波段反射率较低且随波长增加出现缓慢下降趋势，在近红外波段快速上升。当煤样颗粒度>0.10 mm时，颗粒度大小对光谱特征的影响较小，煤样反射光谱特征随颗粒度变化规律不明显；当颗粒度<0.10 mm时，颗粒度对煤样的光谱影响增大，且影响主要体现在近红外波段的反射率光谱曲线的斜率大小，颗粒度越小，光谱反射率曲线斜率越大。0.10 mm颗粒度可作为颗粒度对煤的光谱特征影响的敏感界限。不同煤种可见光-近红外光谱曲线受颗粒度的影响程度不同，褐煤的影响最大，烟煤次之，无烟煤影响最小。实验表明，利用反射光谱进行煤质分析和煤种识别时需要考虑颗粒度的影响，同时，选择颗粒度小于0.10 mm的粉末状样品效果要好于大颗粒或块状样品。
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单位土木工程学院; 华北科技学院
