塔山矿综放工作面煤岩近红外光谱特征及普适性研究

本文主要探讨了综放工作面（mechanized caving face）煤岩的近红外光谱特征及其吸收机理的研究。研究者针对塔山矿的综放工作面，收集了6大类、共27种煤与岩石钻芯样本，这些样本包括不同赋存位置的煤层夹矸（coal seam gangue）、2号煤层夹矸、直接顶岩、老顶岩，以及不同煤层中的煤。他们利用AVANTES近红外光谱仪在长波（1100-2500纳米）范围内获取了这些样品的反射光谱曲线。 研究过程中，还进行了X射线衍射、X射线荧光分析以及工业分析，以测定煤与岩石的矿物成分、元素含量和工业成分。通过对比分析，发现煤层夹矸的光谱特征与顶板岩存在明显区别：煤层夹矸的吸收特征较弱，曲线斜率绝对值较小，这主要是由于夹矸中富含不透明的碳质物质，这些物质遮蔽了无机离子在特定波长下的吸收。尽管煤中的有机基质（主要由C、H、O元素构成）含量显著高于矿物质，但有机基团在近红外波段的吸收并不明显，而大量的不透明碳质物质进一步影响了煤的光谱特性，使其呈现出平滑且上升的曲线形状。 此外，研究者发现，煤与岩石的光谱曲线差异可以通过吸收谷深度之和、斜率和凹凸度等参数来描述。这项研究的目的是为了更好地理解综放工作面煤与岩石的光谱特性，以便于在煤炭开采过程中进行准确的识别，提高工作效率并保障安全。作者还强调，研究不同矿区的煤与岩石光谱特征有助于拓展这一技术的普适性，为煤炭开采行业的实践提供科学依据。 关键词：综放工作面、近红外光谱、煤与岩石钻芯、光谱曲线特征、吸收机理。这项工作的研究成果对于优化煤炭开采工艺和矿物资源管理具有重要意义。