煙煤黏結(jié)指數(shù)測(cè)定研究與探討

李卓藝 雷婷

（1.新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局，新疆烏魯木齊 830091；2.新疆維吾爾自治區(qū)煤炭煤層氣測(cè)試研究所，新疆烏魯木齊 830000）

根據(jù)工業(yè)分析所測(cè)焦渣特征值，將試驗(yàn)煤樣與專用無(wú)煙煤按比例混合攪拌、加壓、灼燒，灼燒后所得焦塊在室溫下冷卻，再進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓（強(qiáng)度檢驗(yàn)）、稱量等步驟，根據(jù)公式得出黏結(jié)數(shù)值，并以其大小體現(xiàn)黏結(jié)力的好壞。

1 新舊標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)容上的變化

煙煤黏結(jié)指數(shù)測(cè)定方法的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)是GB/T5447-2014，與1997 年的對(duì)照后，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)容上有一定的修改和變化，詳見(jiàn)表1。

表1 新舊標(biāo)準(zhǔn)變化對(duì)比表

續(xù)表

由表1 可以看出，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)于作廢標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了較大調(diào)整。一是標(biāo)準(zhǔn)名稱中字的修改，二是發(fā)布單位變化，三是新增目次，四是前言補(bǔ)充修訂，五是新增規(guī)范性引用文件，六是轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速變化，七是試驗(yàn)煤樣分析要求變化，八是試驗(yàn)步驟增減與整合，九是結(jié)果表述增加3∶3 計(jì)算公式，十是新增試驗(yàn)報(bào)告，十一是新增附錄。具體說(shuō)明如下：

（1）標(biāo)準(zhǔn)名稱中“粘”字改為“黏”；

（2）發(fā)布單位、提出單位、歸口單位和起草單位屬地更加清晰化，起草規(guī)則和修改采用依據(jù)更加完善合理；

（3）規(guī)范性引用文件中，除了GB 474、GB/T 14181 兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，新增標(biāo)準(zhǔn)GB/T 483，該標(biāo)準(zhǔn)指出了對(duì)黏結(jié)指數(shù)測(cè)定的分析煤樣的技術(shù)性要求，即由達(dá)到和空氣的溫度和濕度平衡狀態(tài)的空氣干燥煤樣修改為破碎到粒度小于0.2mm 并達(dá)到空氣干燥狀態(tài)且用于大多數(shù)化學(xué)特性、物理特性測(cè)定的一般分析試驗(yàn)煤樣；

（4）在轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速方面，由原來(lái)的（50±2）r/min修改成（50±0.5）r/min；

（5）制樣后到試驗(yàn)時(shí)間由原來(lái)的一周之內(nèi)完成，縮短至5天之內(nèi)；

（6）試驗(yàn)步驟經(jīng)增減和整合后，試驗(yàn)人員操作更加方便；

（7）新增試驗(yàn)報(bào)告，在報(bào)告格式中除了測(cè)試日期、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、樣品標(biāo)識(shí)、測(cè)試結(jié)果、專用無(wú)煙煤與試驗(yàn)煤樣配比等，新增“制樣日期”、“試驗(yàn)中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象”，這樣可以督促試驗(yàn)員加快測(cè)試進(jìn)度，根據(jù)異常現(xiàn)象分析原因、進(jìn)行問(wèn)題溯源。

2 影響?zhàn)そY(jié)指數(shù)測(cè)定結(jié)果的因素

2.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作的影響因素

（1）制樣后到試驗(yàn)時(shí)間：眾所周知，煙煤黏結(jié)指數(shù)的測(cè)定需要采制不受氧化的新鮮煤樣，因?yàn)槊簶右坏┦艿窖趸螅漯そY(jié)能力會(huì)變?nèi)酰绕涫悄贻p煙煤，受空氣氧化更快，在后期焦化、轉(zhuǎn)鼓測(cè)試環(huán)節(jié)中，導(dǎo)致黏結(jié)指數(shù)值降低，從而影響煤炭分類。在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，要求在5 天之內(nèi)完成樣品制作與測(cè)試，是比較合適合理的。

（2）壓塊質(zhì)量：標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定鎳鉻鋼制的壓塊的主要作用是促使熔融的試驗(yàn)煤樣通過(guò)其外力，更好地粘結(jié)專用無(wú)煙煤。但是壓塊在長(zhǎng)期使用中，會(huì)因氧化作用導(dǎo)致剝蝕現(xiàn)象，使得壓塊質(zhì)量減小，從而使得混合煤樣在灼燒時(shí)粘結(jié)不緊密，在后期轉(zhuǎn)鼓過(guò)程中，導(dǎo)致測(cè)定值降低，影響最終的黏結(jié)指數(shù)值。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，最終規(guī)定壓塊質(zhì)量在110g～115g之間最為合適。

2.2 試驗(yàn)過(guò)程中的影響因素

（1）焦化溫度：在相同的焦化時(shí)間（15min），設(shè)定不同的焦化溫度750℃、800℃、850℃、900℃，試驗(yàn)結(jié)果證明，隨著焦化溫度的升高，黏結(jié)指數(shù)有偏高的趨勢(shì)，但針對(duì)不同的煤種，其偏高的幅度也有所不同。

（2）焦化時(shí)間：在相同的灼燒溫度（850℃），設(shè)定不同的灼燒時(shí)間10min、15min、20min，試驗(yàn)結(jié)果證明，焦化時(shí)間越長(zhǎng)，黏結(jié)指數(shù)值稍有增高，但不顯著。

（3）馬弗爐溫度回升速度：根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的要求，爐溫在6min內(nèi)要恢復(fù)至（850±10）℃，此后仍要保持在（850±10）℃，且加熱時(shí)間包括溫度恢復(fù)時(shí)間在內(nèi)。若6min 之內(nèi)不能恢復(fù)到規(guī)定的溫度，則試驗(yàn)過(guò)程中有效焦化的時(shí)間短，導(dǎo)致試驗(yàn)煤樣與專用無(wú)煙煤結(jié)合成的焦塊不緊密不充分，從而使黏結(jié)指數(shù)值偏低。

3 結(jié)論及建議

煙煤黏結(jié)指數(shù)測(cè)定是操作性、規(guī)范性極強(qiáng)的試驗(yàn)，測(cè)定的結(jié)果會(huì)隨試驗(yàn)條件不同而變化，本文從制樣到試驗(yàn)時(shí)間、壓塊質(zhì)量、焦化溫度、焦化時(shí)間、馬弗爐回升溫度和轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速六個(gè)影響因素進(jìn)行分析，并對(duì)提高試驗(yàn)效率給出以下建議：

（1）應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，記錄過(guò)程里出現(xiàn)的異常現(xiàn)象或者可能導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確的環(huán)節(jié)，并有針對(duì)性地對(duì)具體情況采取相應(yīng)措施；

（2）黏結(jié)指數(shù)測(cè)定是一項(xiàng)高工作強(qiáng)度的物理試驗(yàn)，為避免樣品混淆，造成“質(zhì)值”不符，通常安排固定人員進(jìn)行操作；

（3）定期對(duì)采制樣、試驗(yàn)和儀器設(shè)備維修檢測(cè)等人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，使其充分了解并掌握相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，對(duì)儀器設(shè)備定期校準(zhǔn)，確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；

（4）若大批量樣品測(cè)定黏結(jié)指數(shù)，可以提前將專用無(wú)煙煤按比例（3g和5g）稱好，做好克數(shù)標(biāo)記，放在干燥器內(nèi)備用，并安排至少兩名固定人員進(jìn)行試驗(yàn)，確保樣品及時(shí)性；

（5）多備干燥器、馬弗爐，若測(cè)定黏結(jié)的樣品數(shù)量過(guò)多，一天做不完的，需要在灼燒、冷卻至室溫后轉(zhuǎn)移到干燥器內(nèi)，否則煤樣受空氣氧化后，影響試驗(yàn)結(jié)果；

（6）待測(cè)樣品在焦化完成后，稍微冷卻至室溫后，將壓塊取出時(shí)要注意，切勿將粘在壓塊上的焦塊扔棄，也切勿將粘在壓塊上的焦塊迸濺到其他坩堝中，以免影響待測(cè)樣品準(zhǔn)確性；

（7）新疆氣候干燥，在夏季測(cè)定該項(xiàng)目時(shí)，要穿夏季短袖實(shí)驗(yàn)服，防止中暑。