煤的视相对密度两种测试方法的比对研究＊

龙亚平 李延军 龙威成 马 莉 田伟鹏

（1.中煤科工集团西安研究院，陕西省西安市，710054；2.西安机电信息技术研究所，陕西省西安市，710065）

煤的视相对密度两种测试方法的比对研究＊

龙亚平1李延军1龙威成1马 莉1田伟鹏2

（1.中煤科工集团西安研究院，陕西省西安市，710054；2.西安机电信息技术研究所，陕西省西安市，710065）

采用国家标准方法和行业标准方法对煤的视相对密度进行了测试，结果表明行业标准的精密度明显好于国家标准的精密度，且行业标准所用煤样粒级代表性好，可用于对所有煤样进行测试。

国家标准 行业标准 煤 视相对密度

1 引言

煤是一种多孔性且极不均匀的物质，煤的视相对密度是指在20℃时煤（包括煤的孔隙）的质量与同体积水的质量之比，它是表示煤物理特性的指标，用于计算煤的资源量。在煤的燃烧和综合利用中，其孔隙率（真相对密度和视相对密度的函数）是影响工艺效果和废气排放的重要参数。煤的视相对密度值的微小偏差可能造成资源量计算中几十到上百万吨煤炭的计算偏差，它的测定方法及其数值的准确性是影响工艺效果和废气排放的重要参数。因此，准确测量煤视相对密度具有十分重要的意义。

国家标准GB 6949－1998《煤的视相对密度测定方法》的测定原理为：称取一定粒度的煤样，表面用蜡涂封后放入密度瓶内，以十二烷基硫酸钠溶液为浸润剂，测出涂蜡煤粒所排开的十二烷基硫酸钠溶液体积，减去蜡的体积后，计算出20℃时煤的视相对密度。2006年，山东省煤田地质局制定了煤炭行业标准MT／T 1027－2006《煤芯煤样视相对密度测定》，其测定原理为：先测定液体石蜡与同体积水之比的相对密度，然后称取一定质量3～6mm粒级的煤芯煤样，放入密度瓶中，再测出煤样排开同体积液体石蜡的质量，计算20℃时煤的视相对密度。在本文中将同时采用国家标准方法和行业标准方法对煤视相对密度进行测试，对两种方法所得结果进行统计分析，为完善国家标准提供依据。

2 试验部分

2.1 主要仪器与试剂

长沙三德实业有限公司生产的工业分析仪；长沙开元仪器有限公司生产的电脑测硫仪；德国sartorius赛多利斯生产的分析天平：感量为0.1mg；国家煤炭质量监督检验中心的密度瓶；陕西化玻器械有限公司生产的小铝锅；自制网匙：用3mm×3mm的筛网制成；陕西化玻器械有限公司生产的水银温度计：0～100℃；陕西化玻器械有限公司生产的电炉：500～600W；国药集团化学试剂有限公司生产的优质石蜡；国药集团化学试剂有限公司生产的液体石蜡；国药集团化学试剂有限公司生产的十二烷基硫酸钠。

2.2 试验样品的准备

煤的视相对密度与煤的孔隙发育情况有关，而煤的孔隙度又取决于煤的变质程度和显微组分含量。因此在选择煤的视相对密度样品时要考虑到代表不同变质程度和不同镜质组含量的煤样。

此次试验分别采取陕西铜川下石节、河南平顶山、陕西白水、山西晋城寺河、重庆南桐矿务局和陕西黄陵6个煤矿的6个样品，所采煤样均为块煤。煤样制备是按照规定把较大量的煤样加工成少量的具有代表性试样的过程。此次制样过程严格按照国家标准GB 474－2008《煤样的制备方法》进行破碎、筛分、混合、缩分、干燥等，将其制成粒级为10～13mm、3～6mm和小于0.2mm的分析样品。

3 结果讨论

3.1 实验结果

3.1.1 不同变质程度煤的煤质分析结果

按照国家标准对所采样品进行煤的工业分析、全硫、真相对密度和黏结指数的测试，各煤样的煤质检测分析结果见表1。

3.1.2 煤的视相对密度分析结果

分别采用国家标准和行业标准对煤的视相对密度进行了测试，每个样品测试15次，结果见表2。

表1 煤样煤质检测分析结果

表2 国家标准和行业标准煤的视相对密度测试结果表

3.1.3 不同方法煤视相对密度测量的精密度

将表2中视相对密度的极差做一比较，如表3所示。

表3 测量结果极差表

从表3可以看出，采用行业标准方法所测结果极差都小于采用国家标准方法所测结果，极差越小表明测量的精密度越好，由此可见采用行业标准方法测试的精密度明显比采用国家标准方法测试的要好。

3.2 结果讨论分析

由表1可以看出，所选煤样代表了不同的变质程度，具有一定的代表性。6个样品中4号和6号样品灰分含量较高，3号、4号和6号样品全硫含量较高，说明所采样品涵盖了高灰高硫煤。

由表2可以看出，测试结果中的1号、2号、3号和5号样品采用国家标准和行业标准测量平均值之间相当接近，不超过0.02；而4号样品平均值相差高达0.19，6号样品平均值差距也较大，为0.08，进一步分析这是由于4号样品和6号样品灰分和全硫含量都较高，且这两个样品采用国家标准方法所测煤的视相对密度都大于煤的真相对密度，而采用行业标准时不存在这种情况。

理论上，煤的视相对密度应该小于煤的真相对密度，但对于煤的视相对密度测值的准确度没有一个固定的衡量标准，然而在实际过程中，视相对密度应该小于真相对密度，可以此作为验证测量结果可靠性的依据。从1号、2号、3号和5号样品可知，不管采用哪种方法测试结果基本一致；对于高灰高硫的4号和6号样品，行业标准所测视相对密度结果小于真相对密度，国家标准所测视相对密度结果大于真相对密度。究其原因，高灰高硫煤在样品的制备过程中，所制视相对密度样品因制样过程中产生的离析现象，所制视相对密度样品已不能代表原煤样，用非同一样品的视相对密度和真相对密度相比，显然失去了比较的意义。

行业标准在视相对密度的测试中，所选煤样粒级为3～6mm，国家标准在视相对密度测试中所选粒级为10～13mm，从表2和表3可以看出行业标准的精密度明显好于国家标准，说明小粒级的煤样离散度小、重复性好，而且没有出现视密度大于真密度的情况。

煤层真正的视相对密度是埋藏在地下煤层实体的“体重”，然而这是一个理想值，是难以得到的，即使采用井下挖槽的方法，测量体积的误差仍然存在。同样在实验室内无论用什么方法将不同粒级的煤测出的视相对密度都不可能等于煤层真正的视相对密度。因为煤一经开采就破坏了原完整煤层的内部孔隙，加之经过试验室的制样过程，破坏后的各粒级煤粒所包含的内部孔隙显然比原煤层的孔隙少。因此选择样品粒级的代表性也只能说是具有代表的性质而绝非相等之意。

针对所选用的两种粒级之间的差异问题与整个煤层相比，其差异相差不大，同时煤中空隙类型分为大孔（大于30nm）、中孔（1.2～30nm）和微孔（1.2nm）。我们所制两种粒级样品均为毫米级别，虽然都破坏了煤层的原始空隙，但这两种粒级之间相比，从测量结果看其破坏的程度基本一致。

4 结论

本文采用两种不同的方法对煤的视相对密度进行测试，其中所测结果有4组基本一致，而对于其余2组高灰高硫煤测试结果相差较大，考虑到煤样代表性的问题，认为采用行业标准方法测量煤的视相对密度更为可靠。

［1］ 徐大群，陈辉.执行GB／T6949－1998煤的视相对密度测定方法的体会［J］.煤质技术，2005（5）

［2］ 朱春笙，张科选.GB／T 6949－1998煤的视相对密度测定方法［S］.1998

［3］ 陈辉，刘泳，李少勇等.MT／T 1027－2006煤芯煤样视相对密度测定［S］.2006

［4］ 刘峰，郑厚发，刘富等.加强行业标准化工作促进煤炭工业科学发展［J］.中国煤炭.2010（3）

Comparison research on apparent relative density of coal by using two methods

Long Yaping1，Li Yanjun1，Long Weicheng1，Ma Li1，Tian Weipeng2
（1.Xi＇an Research Institute，China Coal Technology and Engineering Group，Xi＇an，Shaanxi 710054，China；2.Xi＇an Institute of Electromechanical Information Technology，Xi＇an，Shaanxi 710065，China）

National standard method and industry standard method are used to test apparent relative density of coal in this paper.The results show that the precision of industry standard is significantly higher than national standards＇.There is meanwhile，agood representative of coal sample＇s grade size in industry standard，which can be used to test for all kinds of coal samples.

national standard method，industry standard method，coal，apparent relative density

TQ531.1

A

国家科技重大专项大型油气田及煤层气开发资助项目（2008ZX05040－005－002）

龙亚平（1979－），女，陕西富平人，硕士、工程师，分析化学专业，从事煤炭质量检验工作。

（责任编辑 王雅琴）