灰度值是光电智能煤矸分离中的一个重要识别特征。实际分选中，井下复杂的环境严重影响基于可见光分选的煤矸石灰度特征，如煤矸石表面附着的水分和空气中的煤灰等，而使用不可见光分选会产生厚度效应，原因是煤和矸石中各矿物组分的密度和厚度均不相同，较厚的煤和较薄的矸石产生的灰度特征相同无法分离。基于此，研究不同矿物的厚度与灰度值的关系。首先基于煤和矸石的矿物组分分析，制作石墨、石英、高岭土和蒙脱石4种单一矿物和利用单一矿物相互叠加的混合矿物样品；其次提出像素体积电子数(Ne-p)的概念，得到Ne-p和厚度关系，建立单一矿物和混合矿物的灰度函数关系，验证后得到输出灰度值和实测灰度值之间的Pearson相关性达98%以上；最后将混合矿物模型推导至单一模型，结果表明在某一单一矿物中加入另一种矿物会改变其原有的X射线吸收系数，这与加入矿物的量无关，各矿在7～21 mm厚度可被区分，揭示了X射线识别煤和矸石的机理。

科技部重点专项资助项目(2019YFC1904304)；安徽理工大学学生科普创新及科研育人示范资助项目(KYX202114)；

0 引 言
1 矿物成像试验过程
1.1 试验材料
1.2 试验系统
1.3 样品制作
1.3.1 单一矿物的制作
1.3.2 混合样品的制作
1.4 理论与计算
2 结果与讨论
2.1 灰度值和厚度的关系
2.2 灰度值与电子数的关系
2.3 混合矿物灰度关系函数到单一矿物灰度关系函数的推导
2.4 混合矿物灰度函数关系的可靠性测试
3 结 论