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煤的相對(duì)密度
2012-11-02

煤的相對(duì)密度

煤的密度是反映煤的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的主要參數(shù),因此應(yīng)了解煤的密度隨著煤化度變化的規(guī)律。物質(zhì)的密度在數(shù)值上等于其相對(duì)密度,但兩者有所區(qū)別,密度就是單位體積所具有的質(zhì)量,單位為g/cm3而相對(duì)密度則為該物質(zhì)與同溫度、同體積水的質(zhì)量比,無(wú)量綱。

1.基本概念

由于煤是有裂隙的疏松結(jié)構(gòu)的固體,因此煤的相對(duì)密度應(yīng)考慮裂隙等孔隙所占體積的影響,這使密度的概念多樣化了。

(1)煤的真相對(duì)密度。煤的真相對(duì)密度是指在20℃時(shí),煤的質(zhì)量與同溫度、同體積(不包括煤的所有孔隙)水的質(zhì)量之比。它是計(jì)算煤層平均質(zhì)量與研究煤炭性質(zhì)的一項(xiàng)主要指標(biāo)。

(2)煤的視相對(duì)密度。煤的視相對(duì)密度是指在20℃時(shí),煤的質(zhì)量與同溫度、同體積(包括煤的所有孔隙)水的質(zhì)量之比。在計(jì)算煤的儲(chǔ)量、煤倉(cāng)設(shè)計(jì)、計(jì)算運(yùn)愉量、粉碎、嫩燒等過(guò)程中都需用此指標(biāo)。

(3)煤的氣孔率。報(bào)據(jù)煤的真相對(duì)密度和視相對(duì)密度可計(jì)算出氣孔率反應(yīng)性能較好。但氣孔率大的煤,一般強(qiáng)度較小。

(4)煤的堆積密度。煤的堆積密度是指在20℃時(shí),自由堆積的煤的質(zhì)量與同溫度、同體積(包括煤塊之間的空隙和煤塊所有空隙在內(nèi)的煤堆體積)水的質(zhì)量之比。也就是說(shuō)自由堆積不是人為地壓實(shí),而是包括煤塊間空隙。堆積密度以t/m3為單位,在設(shè)計(jì)煤倉(cāng)、估算煉焦裝煤量和裝車重量等情況下使用。

2.煤的真相對(duì)密度隨煤化度變化的規(guī)律

煤的真相對(duì)密度隨煤化度而變化,以鏡質(zhì)組相對(duì)密度為例:在煤化度較低時(shí),鏡質(zhì)組的相對(duì)密度隨煤化度的提高而減小;但當(dāng)碳含量約達(dá)87%時(shí),鏡質(zhì)組的相對(duì)密度出現(xiàn)了小值,以后隨煤化度的增加而迅速增加。

3.影響煤相對(duì)密度的因紊

影響煤相對(duì)密度的因素主要有煤的種類(成因因素)、巖相組成、煤化度、礦物質(zhì)的種類和含量等。

(1)成因因素的影響。不同成因的煤,其真相對(duì)密度不同。腐殖煤的真相對(duì)密度比腐泥煤大,一般除去礦物質(zhì)的純腐殖煤的真相對(duì)密度在1.25以上,而純腐泥煤的真相對(duì)密度則在1.0左右。這主要是由于分子結(jié)構(gòu)的特性所決定的。

(2)巖相組成的影響。就腐泥煤而言,不同的巖相組分,其真相對(duì)密度各不相同,絲炭大,鏡煤、亮煤小。絲炭的真相對(duì)密度為1.37-1.52,暗煤為1.30-1.37,亮煤為1.27-1.29,鏡煤為1.28-1.30

(3)煤化度的影響。前面已介紹了煤的鏡質(zhì)組的相對(duì)密度隨煤化度變化的規(guī)律,但自然狀態(tài)下煤的成分比較復(fù)雜,由于各種因素的綜合影響,使煤的相對(duì)密度大體上隨煤變質(zhì)程度的加深而增大。煤化度不深時(shí),真相對(duì)密度增加較慢,接近無(wú)煙煤時(shí),真相對(duì)密度增加很快。各類型煤的真相對(duì)密度范圍大致如下:泥炭為0.72,褐煤為0.8-1.35,煙煤為1.25-1.50,無(wú)煙煤為1.36-1.80。

(4)礦物質(zhì)的影響。煤中礦物質(zhì)的含量與組成對(duì)煤的相對(duì)密度影響很大,因無(wú)機(jī)礦物質(zhì)的相對(duì)密度一般都比煤的相對(duì)密度大(例如石英的相對(duì)密度為2.65,黏土為2.4-2.6,黃鐵礦為5.0),所以礦物質(zhì)含量越高,則煤的相對(duì)密度越大。可粗略地認(rèn)為,灰分每增加1%,煤的相對(duì)密度增加0.01%。

(5)水分及氧化的影響。水分含量越高,煤的相對(duì)密度越大。煤氧化后使煤的相對(duì)密度增加,因?yàn)檠趸院蠡曳峙c水分都相對(duì)地增加了,所以使得相對(duì)密度增加。

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