[发明专利]一种煤岩显微组分原位识别与快速定量的方法

权利要求书

1.一种煤岩显微组分原位识别与快速定量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立煤岩显微组分物理化学性质数据库，具体为：

1.1、选取多种不同煤阶的煤样，通过工业分析测得所有煤样煤质参数；

1.2、参照国家标准制备不同煤样的镶样并抛光；

1.3、采用岩相分析仪对所有煤样进行分析，拍摄多个不同特征平面的显微图片，测量煤样每个特征平面内的随机反射率，并结合颜色、形态、荧光特性，确定各特征平面的煤岩显微组分种类；

1.4、针对每个煤种选取已确定煤岩显微组分的多个特征平面分别开展拉曼光谱面扫描测试，获得每个煤样多个已知显微组分的微尺度煤颗粒的拉曼光谱；

1.5、通过对获取的拉曼光谱进行分析计算，得到煤样的拉曼特征参数；

步骤2、建立煤岩显微组分原位快速判别准则，具体为：

2.1、首先针对每个煤样特征平面的拉曼特征参数进行聚类分析，采用聚类分析得到的分类结果绘制热点图；

2.2、比对1.3中煤样特征平面岩相分析结果与2.1中绘制热点图，确定热点图不同颜色的聚类分级区域对应的显微组分；

2.3、根据2.2中的对应关系，计算每种煤中不同显微组分的拉曼光谱特征参数的平均值，将每种煤的煤质参数和不同显微组分的拉曼光谱特征参数的平均值分别为横、纵坐标绘图；

2.4、根据2.3中绘制的图，结合不同显微组分的拉曼光谱特征参数的平均值随煤质参数变化的分布特性，在不同显微组分的分界区域选取若干分散的点，拟合出一条分界曲线，该分界曲线能实现各显微组分数值点的完全分离；该分界曲线可作为判别不同显微组分的分界线，根据分界线确定了不同显微组分的阈值区间，并以此阈值区间作为煤岩显微组分的判别准则；

步骤3、煤岩显微组分的快速识别与定量检测，具体为：

3.1、对待测原煤进行工业分析，获取煤质参数；

3.2、通过步骤1、2的方法对待测原煤进行制样并开展多个特征平面拉曼光谱面扫描测试，计算待测原煤特征平面的拉曼光谱特征参数，然后采用聚类分析对特征平面多个点的拉曼光谱特征参数进行分类，根据聚类分析得到的分类结果绘制热点图，并计算每个分类的拉曼光谱特征参数平均值；

3.3、将步骤3.1获取的煤质参数和步骤3.2中所计算获得的拉曼光谱特征参数平均值作为横、纵坐标代入步骤2.3所绘制图中，确定待测原煤特征平面相应点所属类的拉曼光谱特征参数平均值归属的阈值区间，确定待测原煤特征平面的具体显微组分种类；

3.4、在识别显微组分的基础上，计算步骤3.2中每个特征平面的热点图内每种显微组分的点占比，将不同特征平面上相同的显微组分的点占比取平均值，即为该煤对应显微组分的含量；

进行聚类分析选取的拉曼特征参数为漂移系数α、V峰与D峰强度比I_V/I_D、V峰和G峰强度比I_V/I_G三个，其中，D峰、V峰和G峰分别是拉曼光谱上波数为1350cm^-1、1480 cm^-1和1590 cm^-1处的特征峰；

所述煤岩显微组分包括壳质组、镜质组、惰质组和其他组分，其他组分包括孔洞及矿物物质。

2.如权利要求1所述煤岩显微组分原位识别与快速定量的方法，其特征在于：步骤1中，选取若干拉曼特征参数进行聚类分析，采用层次聚类法得到每个拉曼测试点的分类结果，这里描述为等级，每个测试点都有一个对应的等级。