近红外波段的反射光谱测量较方便, 不需对试样进行预处理, 同时也适用于在线分析。 为利用近红外光谱实现综放开采自动化放煤技术中的煤岩识别, 从某矿井的综放工作面收集了炭质泥岩、 砂质泥岩、 砂岩、 气煤4种典型的块状煤岩试样, 综合考虑工作面后部刮板输送机的堆煤情况, 在实验室利用光谱仪采集了常见探测距离（1.3, 1.4和1.5 m）与探测角度（10°, 20°, 30°, 40°和90°）下的4种典型煤岩的近红外漫反射光谱。 通过对4种典型煤岩光谱特征分析, 发现探测角度与距离对光谱曲线波形和吸收谷位置无明显影响, 但明显影响光谱曲线的反射率。 炭质泥岩、 砂质泥岩、 砂岩这3种岩样, 均在1 400, 1 900和2 200 nm波段附近出现较明显的吸收谷, 此外, 砂岩与炭质泥岩在2 200 nm波段附近出现双吸收谷, 气煤在近红外波段内的漫反射光谱曲线整体呈水平趋势, 无明显的吸收谷。 在 1.3 m探测距离下, 光谱曲线反射率随着探测角度的增大而增大; 在1.4和1.5 m探测距离下, 光谱曲线反射率随着探测角度的增大而减小。 在10°, 20°和30°探测角度下, 光谱曲线的反射率随着探测距离的增大而增大; 在40°和90°探测角度下, 光谱曲线的反射率随着探测距离的增大而降低。 使用一阶微分（FD）、 Savitzky-Golay卷积平滑（S-G卷积平滑）、 标准正态变量变换（SNV）这三种方法来增强光谱曲线吸收特征以及消除探测条件对煤岩漫反射光谱的影响, 发现S-G卷积平滑在增强光谱吸收特征的前提下, 还有效的消除了探测角度与高度对光谱曲线的影响。 利用余弦相似度与皮尔逊相关系数两种模型分别进行煤岩定性分析, 结果发现, 基于S-G卷积平滑预处理后的余弦相似度模型分类效果最优, 其正确分类率为100%。 最佳预处理方法与定性分析模型的获得可以为在不同探测距离与探测角度下直接利用反射光谱的波形进行快速、 定性地识别煤岩提供参考意义。

因可见-近红外波段反射光谱测试方便, 仪器成本较低, 适用于在线分析, 为此针对煤在可见-近红外波段的反射光谱曲线特征规律及其产生机理进行了研究分析。 从晋、 鲁、 宁、 吉地区煤矿收集了无烟煤、 烟煤、 褐煤三大类型中的12种典型煤样, 按煤阶从高到低具体包括无烟煤一号、 无烟煤二号、 贫煤、 贫瘦煤、 瘦煤、 焦煤、 肥煤、 1/3焦煤、 气肥煤、 气煤、 褐煤一号、 褐煤二号, 在实验室利用地物光谱仪采集了块状煤样在可见-近红外波段的反射光谱曲线。 通过对光谱曲线特征分析, 发现无烟煤的反射光谱曲线整体上趋于水平方向, 吸收谷特征不明显, 随煤阶的降低, 光谱反射率、 近红外波段光谱斜率整体上呈增加趋势, 较明显的吸收谷特征增多且吸收强度增加, 有13个较明显的吸收谷特征波段。 通过X射线衍射分析（XRD）测定了煤样的碳材料结构和矿物成分, 煤非晶质性分子结构的芳构化趋势对煤阶升高时光谱反射率降低、 反射曲线趋于平缓起到主要作用。 当煤阶降低时, 以脂肪侧链为主的有机吸收基团的中红外波段基频在近红外波段的倍频和合频产生众多吸收叠加, 绝大多数吸收谷特征不明显, 相对较为明显的吸收谷产生在1 700和2 300 nm附近。 同时含Fe等过渡金属的矿物、 H2O、 粘土矿物等无机物成分也是煤反射光谱曲线吸收谷特征增多的因素。 通过对实验煤样X射线荧光分析（XRF）和工业分析测定了煤样中Fe和Al等矿物元素成分含量和空气干燥基水分、 灰分、 挥发分、 固定碳含量, 得出煤反射光谱曲线的近红外波段光谱斜率与挥发分产率、 固定碳含量分别呈正、 负相关性。 H2O谱带吸收深度之和与内在水分含量线性相关性较好, Fe和Al含量与相关波段吸收谷深度之和基本呈线性关系, 而主要由有机基团倍频和合频所产生的1 700和2 300 nm附近两处吸收谷深度之和与挥发分产率线性相关性较差。 获得典型块状煤种的可见-近红外波段反射光谱特征, 为煤矿区高光谱遥感以及煤光谱数据库的建立提供依据, 也为直接利用可见-近红外波段的反射光谱曲线波形特征快速、 低成本、 定性地识别煤种类提供参考; 同时对煤矿用煤炭探测光谱传感器的研制具有重要意义。